Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате pdf
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
Лекция № 5. Экономика передачи энергии на расстояние
Содержание
5.1. Экономические критерии транспорта энергии
5.2. Линии электропередачи
5.3. Трубопроводный транспорт нефти и газа
5.4. Транспортировка нефти и сжиженного газа танкерами
5.5. Железнодорожный и автомобильный транспорт энергии
5.6. Транспорт ядерных материалов
Заключение
Список литературы
Упражнения и задачи к лекции 5
5.1. Экономические критерии передачи энергии на расстояние
Обычно в силу географических и геологических условий энергия добывается и
производится не там, где потребляется. Поэтому возникает комплексная проблема выбора
способа передачи энергии на расстояние в виде топлива (уголь, нефть, газ, уран и т.д.) или
конечных энергоносителей (электричество, тепло). Энергия может передаваться либо
непрерывно, например, по трубопроводам или линиям электропередачи, либо дискретно,
например, при перевозке нефти танкерами или угля железнодорожными вагонами.
В силу исключительно высокой калорийности ядерного топлива ежегодная потребность
в нем АЭС (по массе) значительно меньше потребности в массе углеводородного топлива
для ТЭС. Однако, транспортные контейнеры для перевозки ядерного топлива весьма
массивны из-за необходимости обеспечения безопасности перевозок. Поэтому важно
оценить и сравнить экономические условия транспорта различных видов энергии на большие
расстояния.
Существует несколько критериев, которые учитывают при выборе системы передачи
энергии:
1
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
• удельная стоимость доставляемой энергии (руб./Дж),
• приведенные затраты,
• географические условия транспорта энергии,
• желаемая пропускная способность (Дж/год или т/год),
• технические характеристики транспортера энергии,
• влияние на окружающую среду,
• общественное мнение и др.
Некоторым из приведенных критериев трудно дать высокоточную количественную
оценку. Например, оценить ущерб в связи с отчуждением земли под линии электропередачи,
трубопроводы, шоссейные и железные дороги; или вредное биологическое влияние сильных
электромагнитных полей возле линий сверхвысокого напряжения и т.п.
преимущества
от
роста
энергопотребления
стимулируют
Тем не менее,
исследования
по
совершенствованию методов транспорта энергии. При выборе места расположения
электростанций учитываются близость источника водоснабжения и транспортные расходы.
Например, для ТЭС, вырабатывающих в настоящее время около 70% электрической энергии,
речь может идти как о передаче электроэнергии, так и о транспорте топлива на тысячи
километров. Все зависит от того, что экономически выгоднее.
Ниже
приводятся
некоторые
примеры
взаимосвязей
инженерно-физических
и
экономических параметров транспорта энергии разными способами.
5.2. Линии электропередачи
Весь цивилизованный мир опутан плотной сетью линий электропередачи (ЛЭП). Только
в России протяженность ЛЭП превышает 2,5 млн км. Все электростанции, включая АЭС,
обязаны вырабатывать ток стандартной частоты – 50 Гц (Россия и др.) или 60 Гц (США,
Японии и др.). Электростанции при помощи линий электропередачи доставляют
электроэнергию потребителям и связываются друг с другом для параллельной работы на
общую нагрузку. Такая совокупность электростанций, подстанций (понижающих и
повышающих напряжение, изменяющих ток в сети) и приемников электроэнергии,
связанных между собой линиями электропередачи и объединенных общностью процесса
производства,
передачи,
распределения
и
потребления
электроэнергии,
называется
электроэнергетической системой. В настоящее время для электрических сетей России
стандартизованы 4 напряжения менее 1 кВ (40, 220, 380 и 660 В) и 12 напряжений более 1 кВ
(3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ). ЛЭП со сверхвысоким напряжением
2
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
500–1150 кВ служат для передачи электроэнергии большой мощности от крупных
электростанций на дальние расстояния и формируют системообразующие сети.
Для передачи электрической энергии по проводам необходимо сначала ответить на ряд
вопросов: 1) какое выбрать напряжение, 2) какой использовать ток – постоянный или
переменный, 3) какие выбрать сечение и материал проводов, 4) как уменьшить потери
энергии при передаче? Передающая линия состоит, по крайней мере, из двух проводов в
разных направлениях, имеющих суммарное сопротивление R и индуктивность L (рис.5.1). В
конце линии подсоединены потребители (нагрузка), которые представлены сопротивлением
RН и индуктивностью LН.
Рис.5.1. Схема линии электропередачи
Рассмотрим вначале простейший случай ЛЭП постоянного тока. Взаимосвязи
инженерно-физических параметров ЛЭП определяются двумя законами: законом Ома для
замкнутой цепи и законом Джоуля-Ленца о тепловыделении в проводнике с током:
U
I
;
R RH
W 2R
QI R 2 .
U
2
(5.1)
Ток I в проводах ЛЭП при постоянном напряжении U источника (электростанции) прямо
пропорционален напряжению и обратно пропорционален суммарному сопротивлению цепи.
Передаваемая мощность W, измеряемая в ваттах (Вт), равна произведению тока в цепи на
напряжение W=IU. Мощность Джоулева тепловыделения Q (Вт) пропорциональна
сопротивлению проводов и квадрату тока. Здесь напряжение измеряется в вольтах (В), ток –
в амперах (А), сопротивление – в омах (Ом).
Из (5.1) следует, что при заданной передаваемой электрической мощности W и
сопротивлении проводов R Джоулевы потери в них обратно пропорциональны квадрату
напряжения в ЛЭП. То есть для снижения потерь энергии в проводах необходимо
увеличивать напряжение и тем больше, чем больше передаваемая мощность и расстояние, на
3
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
которое передается электроэнергия (в силу пропорциональности сопротивления проводов их
длине R=L/σS, где σ – электропроводность материала проводов, 1/(Ом·м), S – поперечное
сечение проводов, м2). В США уровни напряжения магистральных ЛЭП поднимались с
первоначальных 69 кВ до 550 кВ. В СССР (России) сооружены мощные магистральные ЛЭП
напряжением 500, 750 и 1150 кВ переменного тока и 1500 кВ (полтора миллиона вольт!)
постоянного тока. Для безопасной работы ЛЭП со столь высокими напряжениями требуются
опоры высотой до 100 м и размахом (максимальным расстоянием между параллельными
проводами) около 60 м.
К числу основных экономических критериев для ЛЭП относится величина
приведенных затрат Z (см. Лекцию 3), которые учитывают капитальные затраты К (руб.) на
сооружение ЛЭП и эксплуатационные затраты (текущие издержки) Y (руб./год).
Капиталовложения К=СММ (руб.) пропорциональны массе М проводов (кг) и цене
килограмма проводов СМ (руб./кг) с учетом стоимости опор. Эксплуатационные издержки
Y=CЭI2R (руб./год) связаны в основном с затратами на компенсацию потерь энергии в виде
Джоулева тепловыделения в проводах (Вт) при стоимости электроэнергии СЭ (руб./кВт·час).
При численных расчетах мощность и время надо указывать в соответствующих одинаковых
единицах, Вт и сек. Можно заметить, что при увеличении сечения проводов S капитальные
расходы увеличиваются, так как увеличивается масса и стоимость проводов, а издержки,
наоборот, уменьшаются, так как уменьшается сопротивление проводов и, за счет этого,
Джоулево тепловыделение. Это означает, что приведенные затраты имеют минимум при
некоторой оптимальной величине сечения проводов (Задача Кельвина).
Для воздушных линий электропередачи на напряжение 35–1150 кВ применяются
алюминиевые и стале-алюминиевые многожильные провода. Алюминиевые проволоки
(точнее, провода из алюминиевых сплавов на основе Al-Mg-Si) определяют электрические
характеристики провода, а стальные обеспечивают механические характеристики. Сечение
по алюминию составляет до 1000 мм2. Из-за атмосферной коррозии незащищенные провода
ЛЭП выходят из строя за 4 – 8 лет. Для повышения срока службы ЛЭП (до 20-25 лет) на
поверхность проводов наносят специальную смазку на основе углеродных материалов.
Стоимость передачи электричества по высоковольтным ЛЭП составляет 4-12 долл./МВт·ч, а
стоимость строительства ЛЭП – около 200-500 тыс. долл./км.
Провода на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), охлаждаемых
жидким азотом, позволяют передавать электрический ток без потерь. Пока разработки ЛЭП
на основе ВТСП не достигли промышленного применения, хотя есть примеры успешной
работы таких кабелей длиной до 3 км при напряжениях до 140 кВ и токах до нескольких кА.
4
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
5.3. Трубопроводный транспорт нефти и газа
Трубопроводный транспорт нефти и природного газа признан одним из самых безопасных и дешевых способов доставки энергии. Технический прогресс в трубной транспортной
системе фактически определяет темпы роста добычи нефти и газа, развитие нефтегазовой
промышленности в целом и жизнеобеспечения населения планеты. Две страны – США и
Россия – располагают самой мощной трубопроводной системой: протяженность только
магистральных газопроводов составляет в США около 420 тыс. км, в России – около 170 тыс.
км. На российских газопроводах установлено более четырех тысяч газоперекачивающих
агрегатов, суммарная мощность которых более 40 ГВт, что превышает установленную
мощность всех АЭС России (25 ГВт).
Впервые задачу минимизации приведенных затрат на трубопроводный транспорт нефти
сформулировал и решил выдающийся русский инженер В.Г. Шухов. Задача формулируется
так: необходимо прокачать жидкость с заданным массовым расходом G (кг/с) на расстояние
L (м) по трубопроводу так, чтобы приведенные затраты Z (руб.) были минимальными (см.
формулы в лекции 3): Z=K+Y/p. Каким должен быть оптимальный диаметр D трубопровода?
Капиталовложения пропорциональны массе М труб:
К = СММ = СМLD.
(5.2)
Здесь СМ – цена труб с учетом их укладки (руб./кг); – массовая плотность материала труб
(кг/м3); – толщина стенки трубы (м); D – площадь поперечного сечения стенки трубы
(м2).
Эксплуатационные затраты связаны в основном с затратами на прокачку нефти или газа
(на
преодоление
гидравлического
сопротивления
трубопровода).
Гидравлическое
сопротивление обусловлено трением движущейся вязкой жидкости и ведет к падению
давления в жидкости вдоль трубы (например, скорость течения нефти до 3 м/с). Для
прокачки жидкости и поддержания давления в ней вдоль трубопровода через определенные
расстояния LН = 100–200 км ставятся насосные станции (в газопроводах – компрессорные
станции
или
газоперекачивающие
агрегаты),
которые
потребляют
электроэнергию
мощностью N, Вт. Поэтому издержки можно считать пропорциональными затратам энергии
на работу насосов (газоперекачивающих агрегатов):
Y = СЭN.
(5.3)
Здесь СЭ – стоимость электроэнергии, руб./кВт·час. Для выяснения зависимости
капитальных и эксплуатационных затрат от диаметра трубопровода необходимо определить
влияние диаметра трубы на ее толщину в формуле (5.2) и на мощность на прокачку в
5
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
формуле
(5.3).
Согласно
законам
физики
прочности
трубы
ее
толщина
прямо
пропорциональна диаметру трубы D и давлению жидкости (газа) р (Па=кг/м·с2) и обратно
пропорциональна прочности материала трубы σ (Па):
D
p
.
2
(5.4)
Согласно законам гидродинамики мощность на прокачку жидкости по трубе длиной L при
ламинарном течении вязкой жидкости (течение Пуазейля) пропорциональна отношению ν/ρ
вязкости жидкости (м2/с) к ее плотности (кг/м3), а также квадрату расхода жидкости G (кг/с),
и обратно пропорциональна четвертой степени диаметра трубы:
G 2 L
.
N 128 2
жD 4
(5.5)
Отметим, что в знаменателе (5.5) стоит плотность жидкости (газа), движущейся в
трубопроводе. Поскольку плотность газа растет с ростом давления, то для снижения
мощности на прокачку газа требуются высокие давления (около 200 атм). Подстановка
вышеприведенных выражений (5.2)-(5.5) в формулу для приведенных затрат дает целевую
функцию Z(D) – зависимость приведенных затрат от диаметра трубопровода (например, для
ламинарного течения) (рис.5.2):
Z AD 2
B
.
D4
(5.6)
Рис.5.2. Зависимость приведенных затрат на трубопровод от диаметра трубы
и оптимальный диаметр трубопровода.
Можно
заметить,
что
функция
Z(D)
имеет
минимум
при
D=(2B/A)1/6,
равный
Zмин=1.5(2BA2)1/3. Если диаметр меньше оптимального, затраты на трубопровод велики из-за
6
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
больших расходов на прокачку жидкости. Если диаметр трубопровода больше оптимального,
затраты велики из-за больших расходов на металл (приобретение и укладку труб). Оценки
показывают, что оптимальный диаметр магистрального трубопровода, при котором
приведенные затраты минимальны, приблизительно равен 1,5 м. В СССР таких труб не
производили, а Западная Европа, имевшая технологию производства труб большого
диаметра,
нуждалась в нефти и газе. Так возникло движение «нефть за трубы» и «газ за
трубы», которое в конечном итоге сломало «железный занавес».
Рассмотренная задача В.Г. Шухова наглядно иллюстрирует необходимость гармоничной
взаимосвязи естествознания, экономики и политики вместо «флюсу подобных» увлечений
«монетаризмом» или «политиканством»,
вызывающих тяжелые заболевания общества.
Действительно, в задаче В.Г. Шухова естествознание в виде теории прочности
гидродинамики
позволило
оценить
капитальные
и
эксплуатационные
затраты
и
на
трубопровод, экономика в виде модели приведенных затрат позволила оптимизировать
затраты, а политика приняла рациональное решение о сломе «железного занавеса».
Капитальные затраты на строительство магистральных газопроводов в зависимости от
географических условий составляют 1.0-4.5 млн. долл./км.
5.4. Транспортировка нефти и сжиженного газа танкерами
Морской транспорт нефти и сжиженного природного газа танкерами — единственный
способ межконтинентальных перевозок практически неограниченного количества топлива.
США получают более половины потребляемой ими сырой нефти по морю из других стран,
Западная Европа - более 95%.
Япония практически полностью зависит от зарубежных
поставщиков нефти и газа танкерами. Доля только нефтегрузов составляет около 40 % от
всего количества морских перевозок и, видимо, будет расти. Сегодня моря и океаны мира
бороздят более 4000 танкеров.
Стоимость
перевозки
одного
барреля
нефти
на
морских
судах
обратно
пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и среднего
танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты (супертанкеры) значительно
сокращают расходы компаний на транспортировку. Супертанкер — сверхкрупный океанский
танкер, водоизмещением (дедвейтом) от 320 тысяч тонн. Современный супертанкер
водоизмещением 500 тыс. т имеет следующие характеристики: осадка в воде 25 м, надводная
часть 6 м, длина до 400 м, ширина до 50 м, расход топлива для двигателей 400 т/сут,
скорость 16 узлов ≈ 30 км/ч, тормозной путь (винты работают «полный назад») 5 км, время
7
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
остановки 25 мин. Грузовые помещения танкера разделены несколькими поперечными и
одной-тремя продольными переборками на резервуары – танки (всего около 40). Для
снижения риска утечки нефти и нефтепродуктов в результате аварий танкеры делают с
двойным корпусом. За одно плавание супертанкер доставит достаточно сырой нефти, чтобы
под завязку заполнить топливные баки всех автомобилей такого государства как Канада.
Супертанкеры дедвейтом более 250 тысяч тонн, как правило, не могут зайти в порт,
будучи полностью загруженными. Их заполняют и разгружают со специальных морских
платформ. Цены на доставку нефти и газа меняются как и цены на нефть и газ. Тариф на
фрахт супертанкера нефти около 0.34 долл./(100т·км), оплата за прохождение проливов
(Турция, Египет и др.) около 30 долл./т. Так доставка 100 тыс. т нефти на 10 тыс. км по
океану обойдется в 3.4 млн. долл., а проход через один пролив (канал) добавит еще 3 млн.
долл. При скорости танкера 30 км/ч время в пути составит 14 суток, что означает стоимость
транспортировки нефти супертанкером через Атлантику около 240 тыс. долл./сут.
Транспорт сжиженного природного газа (СПГ). Значение природного газа как
источника энергии непрерывно растет по всему миру. Для облегчения морской
транспортировки газ превращают в сжиженное состояние. Охлаждение природного газа
(содержание метана 97%) при атмосферном давлении до -162°C (около 111 градусов
Кельвина) позволяет уменьшить его объем приблизительно в 600 раз до плотности 422 кг/м3
(тонна СПГ эквивалентна 1420 м3 газа при нормальном давлении).
В мире существует около 380 танкеров для транспортировки СПГ. Современный СПГтанкер (метановоз) может перевозить около 100 тыс.т СПГ, из которого может быть
получено 142 млн. м3 природного газа в результате регазификации. По своему размеру СПГтанкеры аналогичны авианосцам, но меньше нефтеналивных супертанкеров. Типична осадка
в 12 метров ввиду ограничений, применяемых в Суэцком канале и на большинстве СПГтерминалов. На СПГ-танкерах используются два основных типа грузовых танков
(резервуаров, в которых перевозится СПГ): вкладные сферические (система Kvaerner-Moss) и
встроенные призматические мембранные (система Gas Transport - Technigas). Строятся еще
более крупные СПГ-танкеры вместимостью 250-350 тыс. м3 СПГ (105-150 тыс. т) и осадкой
более 20 м.
Ввиду того, что метановозы отличаются высокой капиталоемкостью, их простой
недопустим. Они быстроходны (скорость 18-20 узлов или ≈33-37 км/ч, 1 узел=1,852 км/ч),
операции по наливу и разгрузке СПГ не занимают много времени (в среднем 12-18 часов).
Расстояние, на котором СПГ-танкер эффективнее трубопровода, около 1000 км и более, так
как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно-разгрузочные работы.
8
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
Перевозки СПГ требуют более высоких начальных вложений в инфраструктуру, чем
трубопроводный транспорт газа.
5.5. Железнодорожный и автомобильный транспорт энергии
Первое место по грузообороту в России занимает железнодорожный транспорт, далее (в
порядке
убывания)
-
морской,
трубопроводный
(для
нефти
и
нефтепродуктов),
автомобильный, речной и воздушный. Транспортировкой топлива занято около половины
железнодорожных составов. Для транспорта угля на дальнее расстояние в настоящее время
используется только железнодорожный и водный транспорт. При перевозке груза по
железной дороге при скорости около 100 км/ч расход энергии составляет приблизительно
0,12 кВт·ч/(т·км), т. е. почти в 4 раза меньше по сравнению с автомобильным транспортом и
более чем в 60 раз меньше по сравнению с авиацией. Доставка угля до ТЭС обходится в
≈1000 руб/т у.т. Оплата за перевозку зависит главным образом от массы груза. Поэтому
выгоднее перевозить высококалорийный уголь. Если транспортируемый по железной дороге
уголь имеет в одном случае в 2 раза более низкую теплотворную способность, чем в другом
(допустим, за счет большего содержания в угле в первом случае золы и влаги), то перевозка
угля в первом случае обойдется для ТЭС в 2 раза дороже. Действительно, нельзя же даром
возить балласт: влагу и золу. Поэтому надо предварительно позаботиться об обогащении
угля: обеззоливании и подсушке. Экономичность перевозки угля на дальние расстояния
железнодорожным транспортом близка к экономичности ЛЭП.
5.6. Транспорт ядерных материалов
Номенклатура
радиоактивных
материалов,
перевозимых
по
территории
стран,
обладающих ядерными технологиями, чрезвычайно широка: ядерные делящиеся материалы
(уран и плутоний в различных химических соединениях),
свежее и отработавшее
(облученное) ядерное топливо (ОЯТ), радиоактивные вещества, радиоактивные отходы,
изотопные источники и т.п. Их перевозка осуществляется наземным, водным и воздушным
видами транспорта.
Разработаны специальные железнодорожные вагоны-контейнеры (типа ТК-11, ТК-13 и
др.) для перевозки ядерного топлива. Тепловыделяющие сборки (ТВС, см. Лекции 7 и 8)
размещаются в специальных транспортных упаковочных комплектах (ТУК-13В и др.,
рис.5.3).
9
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
Обобщением мирового опыта транспорта ядерных материалов занимается Всемирный
ядерный институт ядерных перевозок (WNTI).
Рис.5.3. Транспортно-упаковочный контейнер (ТУК) для перевозки 20
отработанных тепловыделяющих сборок реакторов ВВЭР.
Заключение
В силу географических и геологических условий энергия добывается и производится не
там, где потребляется. Поэтому возникает комплексная проблема выбора способа передачи
энергии на расстояние в виде топлива (уголь, нефть, газ, уран и т.д.) или конечных
энергоносителей (электричество, тепло). Энергия может передаваться либо непрерывно,
10
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
например, по трубопроводам или линиям электропередачи, либо дискретно, например, при
перевозке нефти танкерами или угля железнодорожными вагонами.
Электростанции при помощи линий электропередачи (ЛЭП) доставляют электроэнергию
потребителям и связываются друг с другом для параллельной работы на общую нагрузку.
ЛЭП со сверхвысоким напряжением 500–1150 кВ служат для передачи электроэнергии
большой мощности от крупных электростанций на дальние расстояния и формируют
системообразующие сети. К числу основных экономических критериев для ЛЭП относится
величина приведенных затрат, которые учитывают капитальные и эксплуатационные
затраты. Капиталовложения пропорциональны массе проводов и их цене с учетом стоимости
опор.
Эксплуатационные издержки
связаны в основном с затратами на компенсацию
потерь энергии в виде Джоулева тепловыделения в проводах.
Трубопроводный транспорт нефти и природного газа признан одним из самых безопасных и дешевых способов доставки энергии. К числу основных экономических критериев для
строительства трубопроводов относится величина приведенных затрат, которые учитывают
капитальные и эксплуатационные затраты. Капиталовложения пропорциональны массе труб
и их цене с учетом стоимости укладки. Эксплуатационные затраты связаны в основном с
затратами на прокачку нефти или газа (на преодоление гидравлического сопротивления
трубопровода).
Оптимальный
диаметр
магистрального
трубопровода,
при
котором
приведенные затраты минимальны, составляет 1.0-1,5 м. Суммарная мощность, расходуемая
в России на прокачку нефти и газа превышает
40 ГВт, то есть больше установленной
мощности всех АЭС России (25 ГВт).
Морской транспорт нефти и сжиженного природного газа танкерами — единственный
способ межконтинентальных перевозок практически неограниченного количества топлива.
Сегодня моря и океаны мира бороздят более 4000 танкеров, транспортирующих почти
половину всей добычи нефти и газа.
Первое место по грузообороту в России занимает железнодорожный транспорт.
Транспортировкой топлива занято около половины железнодорожных составов. Выгоднее
перевозить высококалорийный уголь. Экономичность перевозки угля на дальние расстояния
железнодорожным транспортом близка к экономичности ЛЭП.
Номенклатура
радиоактивных
материалов,
перевозимых
по
территории
стран,
обладающих ядерными технологиями, чрезвычайно широка. Их перевозка осуществляется
практически
всеми
видами
транспорта.
Разработаны
упаковочные комплекты для перевозки ядерного топлива.
11
специальные
транспортные
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
Список литературы к лекции 5
А) Основная литература
1. Харитонов В.В. Энергетика. Технико-экономические основы: Учебное пособие. – М.:
МИФИ, 2007. – 256 с.+ илл.72 с.
Б)Дополнительная литература
1. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические
аспекты.
Энергетическая
безопасность
(Про-блемы
функционирования
и
развития
электроэнергетики). – М.: МГФ «Знание», 2001. – 480 с. (Газовая промышленность России).
– М.: МГФ «Знание», ГЭИТИ, 2005. – 688 с. (Нефтяной комплекс России). – М.: МГФ
«Знание», 2000. – 432 с.
Упражнения и задачи к лекции 5
5.1.
Линия электропередачи ЛЭП-500 передает электроэнергию мощностью
Р=1ГВт на расстояние L=1000 км под напряжением 500 кВ при постоянном токе. Каков ток в
ЛЭП (I, A)? Укажите правильный ответ.
1 – I=2000 A;
2 - I=20 A;
3
- I=10 A.
5.2.
Капитальные затраты на строительство ЛЭП-500 составляют 7 млн. руб/км.
Полагая, что эксплуатационные затраты целиком связаны с компенсацией потерь
электроэнергии на Джоулево тепловыделение, оцените приведенные затраты на ЛЭП при
ставке дисконтирования р=10%/год, стоимости электроэнергии Ц=2 руб/кВт·час и
сопротивлении проводов R=74 Ом.
1 – 32,9 млн.руб/км.
2 – 7,9 млн.руб/км.
3 – 2,96 млн.руб/км.
5.3.
Нефтепровод имеет протяженность L=750 км и пропускную способность G=2
тыс. т/ч. Какую электрическую мощность W (МВт) должна иметь ТЭС, работающая на этой
нефти с КПД η=40 %? Принять теплотворную способность нефти q=43 МДж/кг.
№ п/п
1
2
3
Ответ
W≈34.4 МВт
W≈9,55 ГВт
10 блоков,
каждый мощностью W1≈955
МВт
5.4. Приведенные затраты Z (руб) на строительство и эксплуатацию газопровода
включают капитальные затраты К (руб) на сооружение трубопровода и текущие расходы
(эксплуатационные издержки) Y (руб/год): Z=K + Y/р, где р – ставка дисконтирования (задача
В.Г. Шухова). Какой рисунок (А, В или С) правильно отражает зависимость приведенных
затрат от диаметра труб D? Почему именно так? Каков оптимальный диаметр магистральных
газопроводов при минимуме приведенных затрат?
12
Экономика ядерной энергетики. Автор: Харитонов В.В.
13