Строительство электростанций: специфика и разновидности энергетических комплексов

Основные аспекты создания энергетических объектов

Центральная задача всех электростанций — бесперебойная и рациональная выработка электроэнергии. За этой формулировкой скрывается сложная совокупность инженерных и организационных процессов, особенно на стадии сооружения крупных энергетических узлов. Само строительство электростанций считается одной из наиболее трудоемких и ответственных сфер промышленного строительства, требующей комплексного подхода.

Характерные особенности, которыми выделяется строительство электростанций, заключаются в следующем:

• Жёсткие требования к месту размещения, связанные с анализом геологических, топографических и гидрологических условий участка;
• Применение специализированных строительных смесей, стойких к экстремальным нагрузкам, температурам и многим другим эксплуатационным факторам;
• Необходимость в тщательно спланированной последовательности всех производственных операций и строгой координации этапов строительства для соблюдения сроков.

На сегодняшний день в энергетическом и строительном секторе действуют компании, обладающие компетенциями по сооружению различных энергетических предприятий: от классических станций, функционирующих на ископаемых видах топлива, до инновационных комплексов, использующих альтернативные энергетические ресурсы, включая объекты по сжиганию отходов и биотопливные энергетические установки.

Чаще всего выполнение подобных проектов предполагает полный цикл услуг — от создания проектной и сметной документации до осуществления земляных, монтажных и общестроительных операций, а также проведения отделочных работ. Особое распространение получила программа строительства «под ключ», предусматривающая передачу заказчику полностью завершенного объекта инфраструктуры, готового к эксплуатации.

Виды электростанций и их основные отличия

Электростанция определяется как сложный комплекс инжиниринговых сооружений, оборудования и аппаратуры, преобразующих различные источники энергии в электрическую форму. Помимо центральных энергообразующих установок, в состав типовой станции входят административно-бытовые здания, складские помещения, системы безопасности, элементы управления и мониторинга. Абсолютное большинство современных электростанций построено по принципу преобразования кинетической энергии вращающегося вала генератора.

Тепловые электростанции (ТЭС)

ТЭС — крупнейший сегмент мировой генерации. Суть их работы состоит в термохимическом превращении топлива (например, каменного угля, мазута либо природного газа) в тепловую энергию, а затем — в механическую и электрическую. В числе тепловых электростанций различают конденсационные электроцентрали (КЭС) — объекты, чья задача ограничивается только выработкой электрической энергии. Отдельную нишу занимают теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), обеспечивающие как производство электроэнергии, так и тепловую подпитку тепловых сетей.

Пар, отдавший энергию, может возвращаться в цикл, а в ТЭЦ использоваться для систем отопления и горячего водоснабжения.

Гидроэлектростанции (ГЭС)

ГЭС реализуют преобразование потенциальной и кинетической энергии водных потоков в электроэнергию. Строительство таких предприятий проводится преимущественно на реках с равномерным годовым стоком. Для создания нужного напора возводятся гидротехнические сооружения — плотины и водохранилища. В процессе эксплуатации водная масса под напором поступает на рабочие элементы гидротурбин, за счёт чего происходит вращение роторов, соединённых с генераторами.

Компоновка крупных гидроэлектростанций подразумевает размещение основного машинного зала, вспомогательных служб дорожного оборудования, систем контроля и автоматики. В отдельных случаях напор формируется не только посредством плотины, но и с помощью системы деривации — специальных каналов или туннелей, перенаправляющих сток воды и создающих дополнительный перепад высот.

Атомные электростанции (АЭС)

АЭС представляют собой сложнейшие высокотехнологичные комплексы, основным источником энергии в которых выступает контролируемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов. В результате выделяется значительное количество тепла, посредством которого, как и в ТЭС, производится насыщенный пар, вращающий турбину и, соответственно, генератор. Классификация АЭС основывается на типе применяемых реакторов: на тепловых нейтронах (широко распространены водо-водяные, кипящие, тяжеловодные и графито-водные реакторы) и на быстрых нейтронах.

Плюсы и минусы различных видов электростанций

В зависимости от типа, строительство электростанций обладает особыми преимуществами, но сталкивается и с серьезными ограничениями — технологическими, финансовыми или экологическими.

Принятие решения о том, какое направление выбрать для развития энергетического сектора, основывается на комплексном анализе экономической целесообразности, потенциала развития регионов, востребованности и масштабах энергопотребления, а также оценки влияния будущей эксплуатации объектов на окружающую среду. Строительство электростанций неизменно остаётся ключевым условием повышения энергетической независимости и темпов прогресса экономики региона или страны.