发电厂电气 第一章 能源和发电

1、 一、能源含义和分类一、能源含义和分类 一次能源：石油、煤炭一次能源：石油、煤炭 二次能源：电二次能源：电 二、电能二、电能 一、火电厂的分类一、火电厂的分类 二、火电厂的电能生产过程二、火电厂的电能生产过程 作者：李长松 版权所有 作者：李长松 版权所有 作者：李长松 版权所有 作者：李长松 版权所有 作者：李长松 版权所有 作者：李长松 版权所有 一、水电厂的分类一、水电厂的分类 坝后式水电厂坝后式水电厂 河床式河床式 水电厂水电厂: : 葛洲坝葛洲坝 电厂电厂 岸边式水电厂岸边式水电厂 无压引水式水电站无压引水式水电站 有压引水式水电站有压引水式水电站 华能竹冷关引水式水电站华能竹冷关引

2、水式水电站 北京下马岭水电站北京下马岭水电站 北京十三陵抽水蓄能电站北京十三陵抽水蓄能电站 最大的潮汐电站：法国朗斯电站最大的潮汐电站：法国朗斯电站 葛洲坝水轮发电机转子葛洲坝水轮发电机转子 葛洲坝大江电厂发电厂房葛洲坝大江电厂发电厂房 一、核电厂的分类一、核电厂的分类 核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所 产生的热，将水加热成高温高压，产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放核反应所放 出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很 多（相差约百万倍），比较起来所以需要的燃多（相差约百万倍），比较起来所以需要的燃 料体

3、积比火力电厂少相当多。料体积比火力电厂少相当多。 核能发电所使用的的铀核能发电所使用的的铀235纯度只约占纯度只约占3% 4%，其馀皆为无法产生核分裂的铀，其馀皆为无法产生核分裂的铀238。 核能发电与火力发电极其相似，只是以核反核能发电与火力发电极其相似，只是以核反 应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核 裂变能代替矿物燃料的化学能。裂变能代替矿物燃料的化学能。 除沸水堆外（轻水堆），其他类型的动力堆都除沸水堆外（轻水堆），其他类型的动力堆都 是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生 器中将热量传给二回路或

4、三回路的水，然后形器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形 成蒸汽推动汽轮发电机。成蒸汽推动汽轮发电机。 沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成 70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干 燥后直接推动汽轮发电机。燥后直接推动汽轮发电机。 核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的 污染物质到大气中，因此核能发电不会造成污染物质到大气中，因此核能发电不会造成 空气污染。空气污染。 核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧 化碳。化碳。 核能发电所

5、使用的铀燃料，除了发电外，没核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没 有其他的用途。有其他的用途。 核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍， 故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储 存都很方便，一个存都很方便，一个1000MW的火电厂一天燃的火电厂一天燃 烧的煤是烧的煤是9600t。而相应。而相应1000MW的核电厂，的核电厂， 一天只要一天只要3.3kg的的U235，相差，相差300万倍。万倍。 核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较 低，核能发电的成本较不易受到国际经济情低，核

6、能发电的成本较不易受到国际经济情 势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是 使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因 具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相 当大的政治困扰。当大的政治困扰。 核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃 料电厂排放更多废热到环境里，故核能电厂料电厂排放更多废热到环境里，故核能电厂 的热污染较严重。的热污染较严重。 核能电厂投资成本太大，电力

7、公司的财务风核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风 险较高。险较高。 核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如 果在事故中释放到外界环境，会对生态及民果在事故中释放到外界环境，会对生态及民 众造成伤害。众造成伤害。 太阳能发电、风力发电、地热发电、太阳能发电、风力发电、地热发电、 潮汐发电、生物质能发电及垃圾电厂等。潮汐发电、生物质能发电及垃圾电厂等。 1、太阳能热发电：、太阳能热发电：将吸收的太阳辐射热能将吸收

8、的太阳辐射热能 转换成电能的装置，其基本组成与常规火力发转换成电能的装置，其基本组成与常规火力发 电厂相似。电厂相似。 2、太阳能光发电：、太阳能光发电：太阳能广发电不通过热太阳能广发电不通过热 过程而直接将太阳的光能转换成电能，其中光过程而直接将太阳的光能转换成电能，其中光 伏电池是一种主要的太阳能光发电形式，也叫伏电池是一种主要的太阳能光发电形式，也叫 光伏发电。光伏发电。 光伏发电是把照射到太阳能电池上的光直接光伏发电是把照射到太阳能电池上的光直接 变换成电能的一种发电形式，它是目前太阳能变换成电能的一种发电形式，它是目前太阳能 发电研究的方向。发电研究的方向。 将风能转换成电能的发电方式称为风力发电将风能转换成电能的发电方式称为风力发电。 风能属于再生能源，又是一种过程性的能源，风能属于再生能源，又是一种过程性的能源， 无法直接存储，还具有随机性，无法直接存储，还具有随机性，所以对风能的所以对风能的 应用技术上比较复杂。应用技术上比较复杂。 地球本身是个大热库，地热资源遍布世界各地球本身是个大热库，地热资源遍布世界各 地。地热能的储量很大，它的总量大约是煤炭地。地热能的储量很大，它的总量大约是煤炭 的一亿七千万倍的一亿七千万倍。 目前实际能利用的地热资源主要限于蒸汽田目前实际能利用的地热资源主要限于蒸汽田 和热水田（统称地热田）。地热是清洁的能源，和