Тепловые конденсационные электрические станции преобразовывают энергию органического топлива вначале в механическую, а затем в электрическую. Механическую энергию упорядоченного вращения вала получают с помощью тепловых двигателей, преобразующих энергию неупорядоченного движения молекул пара или газа.
Все тепловые двигатели подразделяются:
- по виду используемого рабочего тела (пара или газа);
- по способу преобразования тепловой энергии в механическую (поршневому или роторному (табл. 9.1).
Таблица 9.1
Виды тепловых двигателей
|
Способ работы |
Рабочее тело |
|
|
пар |
газ |
|
|
Поршневой Роторный |
Паровая машина Паровая турбина |
Двигатель внутреннего сгорания Газовая турбина |
В поршневом способе для преобразования используется потенциальная энергия рабочего тела, получаемая при его нагревании.
В роторном способе используется кинетическая энергия движущихся с большой скоростью частиц рабочего тела.
Паровая машина была единственным двигателем, используемым в промышленности и на транспорте в XVIII и XIX вв. В настоящее время она практически не встречается, а широко применявшиеся в прошлом паровозы и пароходы почти полностью сняты с производства.
В настоящее время наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания, используемые на автомобильном транспорте. В стационарной энергетике двигатели внутреннего сгорания находят ограниченное применение.
На современных мощных тепловых электростанциях (ТЭС) устанавливают паровые турбины. Первая паровая турбина, предназначенная для вращения электрического трехфазного генератора, была установлена на Эльберфельдской электростанции в 1899 г. С тех пор началось развитие мощных паротурбинных электростанций.
В качестве тепловых двигателей на электрических станциях используют также газовые турбины.
В современных паровых установках, составляющих основу энергетики, используют пар при температуре около 600°С и давлении 30 МПа.