Методические рекомендации по предмету: география |
Учитель: ГОУ Гимназия 45 г. Москва |
Класс: 9 |
Тема: э/э. |
Количество уроков: 4. |
Тип урока: комбинированные уроки с практико-ориентированным подходом. Методы: сравнительно-исторический, картографический, когнитивный, интерактивный. Виды работ: групповая, индивидуальная, парная |
Цель: Изучение значения, особенностей и географии топливной промышленности. |
Задачи: формирование знаний о значении топливной промышленности в международной экономике и экономике России; формирование знаний о структуре, факторах размещения и географии размещения отраслей топливной промышленности, о взаимосвязи с другими отраслями хозяйства России; формирование знаний о исторических аспектах развития отрасли и современных тенденциях развития топливной промышленности России; формирование навыков работы с тематическими картами: «Энергетические ресурсы», «Экономическая карта России ее регионы»; формирование навыков сравнительного анализа обеспеченности разных районов / регионов России энергетическими ресурсами и возможностей их использования. формирование навыков прогнозирования по возможному рациональному использованию энергетических ресурсов и возможных экологических последствий при нерациональном природопользовании; формирование навыков по поиску информации, обработке ее, сравнению и описанию по изучаемой теме. формирование навыков работы индивидуально (самостоятельно), в парах, в группе; формирование навыков использования информационных технологий. |
Используемые ресурсы: Роль России в мировом хозяйстве. http://files. school-collection. edu. ru/dlrstore/1abb0d08-6abb-46d5-bf78-85f1bb8caf04/045.swf Пример задания с применением космических снимков на уроке "Электроэнергетика" - Задание может быть использовано для проверки знаний учащихся по теме "Электроэнергетика". Использование ЦОРа "Гидроэлектростанции России" помогает сделать выводы о факторах размещения ГЭС, особенностях строительства и работы и влиянии их на окружающую среду.http://school-collection. edu. ru/catalog/res/c77a8cdd-b7fa-4424-a9c5-0da1d751212d/view/ . Атомные электростанции (АЭС) – презентация/ Представлены изображения Балаковской и Ленинградской АЭС, являющихся наиболее мощными в российской атомной энергетике. Основными особенностями размещения АЭС является их удаление от населенных пунктов, которых не видно в непосредственной близости на снимках. Ленинградская АЭС расположена в 80 км западнее Санкт-Петербурга на южном берегу Финского залива Балтийского моря. Станция включает в себя 4 энергоблока электрической мощностью 1000 МВт каждый. Балаковская АЭС расположена в Саратовской области и ежегодно вырабатывает более 30 млрд. кВт/час электроэнергии. Она обеспечивает пятую часть выработки всех АЭС в стране. Электроэнергия Балаковской АЭС - самая дешевая среди всех АЭС и тепловых электростанций России. Коэффициент использования установленной мощности на АЭС составляет более 80 %. http://school-collection. edu. ru/catalog/res/7e8856e1-4a41-4afb-8d63-d91422b38305/?interface=catalog ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ - Вода в жидком, твердом и газообразном состоянии и их распределение на Земле. Они находятся в естественных водоемах на поверхности (в океанах, реках, озерах и болотах); в недрах (подземные воды); во всех растениях и животных; а также в искусственных водоемах (водохранилищах, каналах и пр.). - распечатки на столы. вопросы: Топливная промышленность. Найдите в тексте использование вод рес в топл пр-ти (Для производства 1000 л высококачественного авиационного бензина необходимо 25 000 л воды, а автомобильного бензина – на две трети меньше Электроэнергетика. Для производства электроэнергии на ГЭС используется энергия падающей воды, приводящая в движение гидравлические турбины. В США на ГЭС ежедневно расходуется 10 600 млрд. л воды (см. также ГИДРОЭНЕРГЕТИКА)..) http://school-collection. edu. ru/catalog/res/34b6967b-31a3-fcbe-edf2-a55e23e5b637/view/ Гидроэлектростанции России – презентация /Представлены изображения Волжской и Саяно-Шушенской ГЭС, на которых хорошо видны различия электростанций, построенных в горах и на равнине. Высота плотины Волжской ГЭС - 47 м, длина - 3250 м, а Саяно-Шушенской - 245 м и 1066 м соответственно. http://school-collection. edu. ru/catalog/res/e29c649b-152c-40ff-98c0-75b7ee4f5c2c/?interface=teacher&class=51&subject=28 Анимация "Схема работы тепловой электростанции" - Моделирование работы тепловой электростанции с паровой турбиной. http://school-collection. edu. ru/catalog/res/d9aff88f-ad9e-4ac5-8724-8bf0c2b76c6a/view/ Экологические проблемы теплоэнергетики -В России 60% электроэнергии вырабатывается на ТЭС. С экологической точки зрения тепловые электростанции представляют собой непрерывно действующие источники выбросов в атмосферу продуктов сгорания топлива и сбросов в водоемы большого количества низкопотенциального тепла. Тем не менее в ближайшем будущем существенных изменений в структуре производства электроэнергии не намечается. В ресурсе представлены изображения крупных российских теплоэлектростанций московской ТЭЦ-21, Сургутской ГРЭС-2 и Каширской ГРЭС, на которых хорошо видна инфраструктура этих предприятий и прослеживается их влияние на атмосферу и водные объекты. http://school-collection. edu. ru/catalog/res/2d7a4336-80b8-4a68-9fe3-c037537c80a5/? Зароем парниковый эффект? - Главный источник антропогенного углекислого газа в атмосфере - крупные стационарные потребители ископаемого топлива, в частности, тепловые электростанции. Авторы предлагают хранить выбрасываемый ТЭС углекислый газ в естественных емкостях под землей - закачивать его в глубокие водоносные горизонты http://school-collection. edu. ru/catalog/res/68b49f81-967e-b0e3-bb1d-364d951a46bd/? Атомные электростанции (АЭС) - презент Представлены изображения Балаковской и Ленинградской АЭС, являющихся наиболее мощными в российской атомной энергетике. Основными особенностями размещения АЭС является их удаление от населенных пунктов, которых не видно в непосредственной близости на снимках. Ленинградская АЭС расположена в 80 км западнее Санкт-Петербурга на южном берегу Финского залива Балтийского моря. Станция включает в себя 4 энергоблока электрической мощностью 1000 МВт каждый. Балаковская АЭС расположена в Саратовской области и ежегодно вырабатывает более 30 млрд. кВт/час электроэнергии. Она обеспечивает пятую часть выработки всех АЭС в стране. Электроэнергия Балаковской АЭС - самая дешевая среди всех АЭС и тепловых электростанций России. Коэффициент использования установленной мощности на АЭС составляет более 80 %. http://school-collection. edu. ru/catalog/res/7e8856e1-4a41-4afb-8d63-d91422b38305/?interface=catalog . Топливно-энергетический комплекс – ГИС Карта включает в себя следующие содержательные слои: центры переработки нефти и газа, крупнейшие и крупные электростанции по типам (ГЭС, ТЭС, АЭС). На карте имеется информация о потреблении энергии на душу населения по странам. http://school-collection. edu. ru/catalog/res/c5dc209b-b19b-4a07-a4ad-1b7a4cc6cb36/? Топливно-энергетический комплекс России – ГИС Карта включает в себя следующие содержательные слои: центры переработки нефти, доля субъектов РФ в общей добыче нефти, центры переработки газа, основные электростанции и линии электропередач, производство и потребление электроэнергии по субъектам федерации. http://school-collection. edu. ru/catalog/res/6e60ad6e-b004-49e5-ab08-5def3f702a8b/? ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ - Один из самых важных видов энергии. Электроэнергия в своей конечной форме может передаваться на большие расстояния потребителю. Вопр: http://school-collection. edu. ru/catalog/res/1f18f9a4-11f2-62fc-c906-ea962b5c0aa2/view/ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ, один из самых важных видов энергии. Электроэнергия в своей конечной форме может передаваться на большие расстояния потребителю. См. также ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ.ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА Производство и распределение электроэнергии. На районной (т. е. приближенной к источникам энергоресурсов) электростанции электроэнергия вырабатывается чаще всего электромашинными генераторами переменного тока. Для уменьшения потерь при ее передаче и распределении напряжение, снимаемое на выходные электрогенератора, повышается трансформаторной подстанцией. Затем электроэнергия передается по высоковольтным линиям электропередачи (ЛЭП) на большие расстояния, которые могут измеряться сотнями километров. К ЛЭП подключен ряд распределительных подстанций, отводящих электроэнергию к местным центрам электропотребления. Поскольку далее электроэнергия передается по улицам и населенным районам, на подстанциях напряжение для безопасности еще раз понижается трансформаторами. К понижающим трансформаторам подстанций подключены линии магистральной сети. В удобных точках этой сети устанавливаются пункты ответвления для распределительной сети электропотребителей. лектростанции. Электростанции разных типов, расположенные в разных местах, могут быть объединены высоковольтными ЛЭП в энергосистему. В этом случае постоянную (базовую) нагрузку, потребляемую на всем протяжении суток, берут на себя атомные электростанции (АЭС), высокоэффективные паротурбинные тепловые электростанции и электроцентрали (ТЭС и ТЭЦ), а также гидроэлектростанции (ГЭС). В часы повышенной нагрузки к общей сети ЛЭП энергосистемы дополнительно подключаются гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), газотурбинные установки (ГТУ) и менее эффективные ТЭС, работающие на ископаемом топливе. Электроснабжение от энергосистем имеет существенные преимущества перед снабжением от изолированных электростанций: улучшается надежность энергоснабжения, лучше используются энергоресурсы района, снижается себестоимость электроэнергии за счет наиболее экономичного распределения нагрузки между электростанциями, уменьшается требуемая резервная мощность и т. д. Коэффициент нагрузки. Потребительская нагрузка изменяется в зависимости от времени суток, месяца года, погоды и климата, географического расположения и экономических факторов. Максимального (пикового) уровня нагрузка может достигать на протяжении всего лишь нескольких часов в году, но мощность электростанции или энергосистемы должна быть рассчитана и на пиковую нагрузку. Кроме того, избыток, или резерв, мощности необходим для того, чтобы можно было отключать отдельные энергоблоки для технического обслуживания и ремонта. Резервная мощность должна составлять около 25% полной установленной мощности. Эффективность использования электростанции и энергосистемы можно характеризовать процентным отношением электроэнергии (в киловатт-часах), фактически выработанной за год, к максимально возможной годовой производительности (в тех же единицах). Коэффициент нагрузки не может быть равен 100%, так как неизбежны простои энергоблоков для планового технического обслуживания и ремонта в случае аварийного выхода из строя. КПД электростанции. Термический КПД электростанции, работающей на угле, можно приближенно характеризовать массой угля в килограммах, которая сжигается для получения одного киловатт-часа электроэнергии. Этот показатель (удельный расход топлива) неуклонно снижался от 15,4 кг/кВтЧч в 1920-х до 3,95 кг/кВтЧч в начале 1960-х, но к 1990-м годам постепенно повысился до 4,6 кг/кВтЧч. Повышение в значительной мере объясняется введением пылезолоуловителей и газоочистителей, съедающих до 10% выходной мощности электростанции, а также переходом на экологически более чистый уголь (с низким содержанием серы), на который многие электростанции не были рассчитаны. В процентном выражении термический КПД современной ТЭС не превышает 36%, в основном из-за потерь тепла, уносимого отходящими газами – продуктами горения. У АЭС, работающих при более низких температурах и давлениях, несколько меньший полный КПД – около 32%. Газотурбинные установки с котлом-утилизатором (парогенератором, использующим тепло выхлопных газов) и дополнительной паровой турбиной могут иметь КПД более 40%. Термический КПД паротурбинной электростанции тем больше, чем выше рабочие температуры и давления пара. Если в начале 20 в. эти параметры составляли 1,37 МПа и 260° C, то в настоящее время обычны давления свыше 34 МПа и температуры свыше 590° C (АЭС работают при более низких температурах и давлениях, чем самые крупные ТЭС, поскольку нормативами ограничивается максимально допустимая температура активной зоны реактора). На современных паротурбинных электростанциях пар, частично отработавший в турбине, отбирается в ее промежуточной точке для повторного нагревания (промежуточного перегрева) до исходной температуры, причем могут быть предусмотрены две или более ступеней промперегрева. Пар из других точек турбины отводится для предварительного нагрева питательной воды, подводимой к парогенератору. Такие меры намного повышают термический КПД. Экономика электроэнергетики. В таблице представлены ориентировочные данные о потреблении электроэнергии на душу населения в некоторых странах мира. ГОДОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ДУШУ НАСЕЛЕНИЯ ПАРОТУРБИННЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Основную долю электроэнергии, производимой во всем мире, вырабатывают паротурбинные электростанции, работающие на угле, мазуте или природном газе. Парогенераторы. Парогенератор паротурбинной электростанции, работающей на ископаемом топливе, представляет собой котельный агрегат с топкой, в которой сжигается топливо, испарительными поверхностями, в трубах которых вода превращается в пар, пароперегревателем, повышающим температуру пара перед подачей в турбину до значений, достигающих 600° C, промежуточными (вторичными) пароперегревателями для повторного перегрева пара, частично отработавшего в турбине, экономайзером, в котором входная питательная вода нагревается отходящим топочным газом, и воздухоподогревателем, в котором топочный газ отдает свое остаточное тепло воздуху, подводимому к топке. Для подачи в топку воздуха, необходимого для горения, применяются вентиляторы, создающие в ней искусственную, или принудительную, тягу. В одних парогенераторах тяга создается вытяжными вентиляторами (дымососами), в других – приточными (напорными), а чаще всего и теми и другими, что обеспечивает т. н. уравновешенную тягу с нейтральным давлением в топке. При сгорании топлива негорючие компоненты, содержание которых может достигать 12–15% полного объема битуминозного и 20–50% бурого угля, оседают на подовине топочной камеры в виде шлака или сухой золы. Остальное проходит через топку в виде пыли, от которой полагается очищать отходящие газы, прежде чем выпускать их в атмосферу. Пылезолоочистка осуществляется циклонами и электрофильтрами, в которых частицы пыли заряжаются и осаждаются на коллекторных проволоках или пластинах, имеющих заряд противоположного знака. Нормативами для новых электростанций ограничивается выброс в атмосферу не только твердых частиц, но и диоксида серы. Поэтому непосредственно перед дымовой трубой в газоходах предусматриваются химические скрубберы, часто устанавливаемые после электрофильтров. В скрубберах (мокрых или сухих) с помощью различных химических процессов из отходящих газов удаляют серу. Из-за высокой требуемой степени пылезолоочистки в настоящее время применяют еще и тканевые рукавные фильтры с встряхиванием и обратной продувкой, содержащие сотни больших тканевых рукавов – фильтровальных элементов. Электрогенераторы. Электромашинный генератор приводится во вращение т. н. первичным двигателем, например турбиной. Вращающийся вал первичного двигателя связан соединительной муфтой с валом электрогенератора, который обычно несет на себе магнитные полюса и обмотки возбуждения. Магнитное поле тока, создаваемого в обмотке возбуждения небольшим вспомогательным генератором или полупроводниковым устройством (возбудителем), пересекает проводники обмотки статора (неподвижной станины генератора), благодаря чему в этой обмотке наводится переменный ток, который снимается с выходных зажимов генератора. Большие трехфазные генераторы вырабатывают три отдельных, но согласованных между собой тока в трех отдельных системах проводников, напряжение на которых достигает 25 кВ. Проводники присоединены к трехфазному повышающему трансформатору, с выхода которого электроэнергия передается по трехфазным же высоковольтным ЛЭП в центры потребления. Мощные современные турбогенераторы имеют замкнутую систему вентиляции с водородом в качестве охлаждающего газа. Водород не только отводит тепло, но и уменьшает аэродинамические потери. Рабочее давление водорода составляет от 0,1 до 0,2 МПа. Для более интенсивного охлаждения генератора водород может также подаваться под давлением в полые проводники статора. В некоторых моделях генераторов обмотки статора охлаждаются водой. См. также ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ. В целях повышения эффективности охлаждения и уменьшения размеров генератора ведутся исследования возможности создания генератора, охлаждаемого жидким гелием. См. также СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ. Паровые турбины. Пар от пароперегревателей парогенератора, поступивший в турбину, проходит через систему профилированных входных сопел (сопловой аппарат). При этом давление и температура пара понижаются, а скорость сильно увеличивается. Высокоскоростные струи пара ударяются о венец из рабочих лопаток (с аэродинамическим профилем), закрепленных на роторе турбины, и энергия пара преобразуется в энергию вращения ротора. Пар проходит через последовательность направляющих и рабочих лопаточных решеток, пока его давление не понизится примерно до 2/3 атмосферного, а температура – до уровня (32–38° C), минимально необходимого для предотвращения конденсации пара. На выходе турбины пар обтекает пучки труб конденсатора, по которым прокачивается холодная вода, и, отдавая тепло воде, конденсируется, благодаря чему здесь поддерживается небольшой вакуум. Конденсат, скапливающийся в нижней части конденсатора, откачивается насосами и, пройдя через ряд нагревательных теплообменников, возвращается в парогенератор, чтобы снова начать цикл. Пар для этих нагревательных теплообменников отбирается из разных точек парового тракта турбины со все более высокой температурой соответственно повышению температуры возвратного потока конденсата. Поскольку для конденсатора требуются большие количества воды, крупные ТЭС целесообразно строить рядом с большими водоемами. Если запасы воды ограничены, то строятся градирни. В градирне вода, использованная для конденсации пара в конденсаторе, закачивается на вершину башни, откуда стекает по многочисленным перегородкам, распределяясь тонким слоем по поверхности большой площади. Входящий в башню воздух поднимается за счет естественной тяги или принудительной тяги, создаваемой мощными вентиляторами. Движение воздуха ускоряет испарение воды, которая за счет испарения охлаждается. При этом 1–3% охлаждающей воды теряется, уходя в виде парового облака в атмосферу. Охлажденная вода подается снова в конденсатор, и цикл повторяется. Градирни применяют и в тех случаях, когда вода забирается из водоема, – чтобы не сбрасывать отработанную теплую воду в естественный водный бассейн. Мощность самых крупных паровых турбин достигает 1600 МВт. Ступени высокого, промежуточного и низкого давления могут быть выполнены на одном роторе, и тогда турбина называется одновальной. Но крупные турбины часто выпускаются в двухвальном исполнении: ступени промежуточного и низкого давления монтируются на роторе, отдельном от ступени высокого давления. Максимальная температура пара перед турбиной зависит от типа сталей, применяемых для паропроводов и пароперегревателей, и, как правило, составляет 540–565° C, но может достигать и 650° C. См. также ТУРБИНА. Регулирование и управление. Прежде всего необходимо точно поддерживать стандартную частоту вырабатываемого переменного тока. Частота тока зависит от частоты вращения вала турбины и генератора, а поэтому необходимо в полном соответствии с изменениями внешней нагрузки регулировать поток (расход) пара на входе в турбину. Это осуществляется при помощи очень точных регуляторов с компьютерным управлением, воздействующих на входные регулирующие клапаны турбины. Микропроцессорные контроллеры координируют работу разных блоков и подсистем электростанции. Компьютеры, находящиеся в центральной диспетчерской, автоматически осуществляют пуск и останов паровых котлов и турбин, обрабатывая данные, поступающие более чем из 1000 разных точек электростанции. Автоматизированные системы управления (АСУ) следят за синхронностью работы всех электростанций энергосистемы и регулируют частоту и напряжение. ДРУГИЕ ВИДЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Гидроэлектростанции. Около 23% электроэнергии во всем мире вырабатывают ГЭС. Они преобразуют кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию вращения турбины, а турбина приводит во вращение электромашинный генератор тока. Самый крупный в мире гидроэнергоблок установлен в Итайпу на р. Парана, там, где она разделяет Парагвай и Бразилию. Его мощность равна 750 МВт. Всего на ГЭС в Итайпу устанвлено 18 таких блоков. Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) оборудуются агрегатами (гидравлическими и электрическими машинами), которые по своей конструкции способны работать как в турбинном, так и в насосном режиме. В часы малых нагрузок ГАЭС, потребляя электроэнергию, перекачивает воду из низового водоема в верховой, а в часы повышенных нагрузок в энергосистеме использует запасенную воду для выработки пиковой энергии. Время пуска и смены режимов составляет несколько минут. См. также ГИДРОЭНЕРГЕТИКА. Газотурбинные установки. ГТУ довольно широко применяются на малых электростанциях, принадлежащих муниципалитетам или промышленным предприятиям, а также в качестве «пиковых» (резервных) блоков – на крупных электростанциях. В камерах сгорания ГТУ сжигается мазут или природный газ, и высокотемпературный газ высокого давления воздействует на рабочие колеса турбины примерно так же, как и пар в паровой турбине. Вращающийся ротор газовой турбины приводит во вращение электрогенератор, а также воздушный компрессор, который подводит к камере сгорания воздух, необходимый для горения. Примерно 2/3 энергии поглощается компрессором; горячие выхлопные газы после турбины выводятся в дымовую трубу. По этой причине КПД газотурбинных установок не очень высок, но зато малы и капитальные затраты в сравнении с паровыми турбинами той же мощности. Если ГТУ используется на протяжении лишь нескольких часов в году в периоды пиковой нагрузки, то высокие эксплуатационные расходы компенсируются низкими капитальными, так что применение ГТУ для обеспечения до 10% полной выходной мощности электростанции оказывается экономически целесообразным. В комбинированных парогазотурбинных энергетических установках (ПГУ) высокотемпературные выхлопные газы газовой турбины направляются не в дымовую трубу, а в котел-утилизатор, который вырабатывает пар для паровой турбины. КПД такой установки выше, чем у лучшей паровой турбины, взятой отдельно (около 36%). Электростанции с ДВС. На электростанциях, принадлежащих муниципалитетам и промышленным предприятиям, для привода электрогенераторов часто применяются дизельные и бензиновые двигатели внутреннего сгорания. См. также ДВИГАТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ. У двигателей внутреннего сгорания низкий КПД, что связано со спецификой их термодинамического цикла, но этот недостаток компенсируется низкими капитальными расходами. Мощность самых больших дизелей составляет около 5 МВт. Их преимуществом являются малые размеры, позволяющие с удобством располагать их рядом с электропотребляющей системой в хозяйстве муниципалитета или на заводе. Они не требуют больших количеств воды, так как не приходится конденсировать выхлопные газы; достаточно охлаждать цилиндры и смазочное масло. На установках с большим числом дизелей или бензиновых двигателей их выхлопные газы собираются в коллектор и направляются на парогенератор, что существенно повышает общий КПД. Атомные электростанции. На АЭС электроэнергия вырабатывается так же, как и на обычных ТЭС, сжигающих ископаемое топливо, – посредством электромашинных генераторов, приводимых во вращение паровыми турбинами. Но пар здесь получается за счет деления изотопов урана или плутония в ходе управляемой цепной реакции, протекающей в ядерном реакторе. Теплоноситель, циркулирующий через охлаждающий тракт активной зоны реактора, отводит выделяющуюся теплоту реакции и непосредственно либо через теплообменники используется для получения пара, который подается на турбины. Капитальные расходы на строительство АЭС крайне велики по сравнению с расходами на электростанции, сжигающие ископаемое топливо, той же мощности: в США в среднем около 3000 долл./кВт, тогда как для ТЭС на угле – 600 долл./кВт. Но АЭС потребляет очень малые количества ядерного топлива, а это может оказаться весьма существенным для стран, которым иначе пришлось бы импортировать обычное топливо. См. также ТЕПЛООБМЕННИК; ЯДЕР ДЕЛЕНИЕ; АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА; СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ДВИЖИТЕЛИ. Солнечные, ветровые, геотермальные электростанции. Солнечная энергия преобразуется непосредственно в электроэнергию полупроводниковыми фотоэлектрическими генераторами тока, но капитальные затраты на эти преобразователи и их установку таковы, что стоимость установленной мощности оказывается в несколько раз выше, чем на ТЭС. Существует ряд крупных действующих гелиоэлектростанций; самая крупная из них, мощностью 1 МВт, находится в Лос-Анджелесе (шт. Калифорния). Коэффициент преобразования составляет 12–15%. Солнечную радиацию можно также использовать для выработки электроэнергии, концентрируя солнечные лучи при помощи большой системы зеркал, управляемой компьютером, на парогенераторе, установленном в ее центре на башне. Опытная установка такого рода мощностью 10 МВт была построена в шт. Нью-Мексико. Гелиоэлектростанции в США вырабатывают около 6,5 млн. кВтЧч в год. Создатели ветровых электростанций мощностью 4 МВт, построенных в США, встретились с многочисленными трудностями из-за их сложности и больших размеров. В штате Калифорния был построен ряд «ветровых полей» с сотнями малых ветровых турбин, включенных в местную энергосистему. Ветровые электростанции окупаются только при условии, что скорость ветра больше 19 км/ч, а ветры дуют более или менее постоянно. К сожалению, они очень шумны и поэтому не могут располагаться вблизи населенных пунктов. См. также ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ. Геотермальная электроэнергетика рассматривается в статье ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Электроэнергия, вырабатываемая генератором, отводится к повышающему трансформатору по массивным жестким медным или алюминиевым проводникам, называемым шинами. Шина каждой из трех фаз (см. выше) изолируется в отдельной металлической оболочке, которая иногда заполняется изолирующим элегазом (гексафторидом серы). Трансформаторы повышают напряжение до значений, необходимых для эффективной передачи электроэнергии на большие расстояния. См. также ТРАНСФОРМАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ. Генераторы, трансформаторы и шины соединены между собой через отключающие аппараты высокого напряжения – ручные и автоматические выключатели, позволяющие изолировать оборудование для ремонта или замены и защищающие его от токов короткого замыкания. Защита от токов короткого замыкания обеспечивается автоматическими выключателями. В масляных выключателях дуга, возникающая при размыкании контактов, гасится в масле. В воздушных выключателях дуга выдувается сжатым воздухом или применяется «магнитное дутье». В новейших выключателях для гашения дуги используются изолирующие свойства элегаза. Для ограничения силы токов короткого замыкания, которые могут возникать при авариях на ЛЭП, применяются электрические реакторы. Реактор представляет собой катушку индуктивности с несколькими витками массивного проводника, включаемую последовательно между источником тока и нагрузкой. Он понижает силу тока до уровня, допустимого для автоматического выключателя. С экономической точки зрения, наиболее целесообразным, на первый взгляд, представляется открытое расположение большей части высоковольтных шин и высоковольтного оборудования электростанции. Тем не менее все чаще применяется оборудование в металлических кожухах с элегазовой изоляцией. Такое оборудование необычайно компактно и занимает в 20 раз меньше места, нежели эквивалентное открытое. Это преимущество весьма существенно в тех случаях, когда велика стоимость земельного участка или когда требуется нарастить мощность существующего закрытого распредустройства. Кроме того, более надежная защита желательна там, где оборудование может быть повреждено из-за сильной загрязненности воздуха. Для передачи электроэнергии на расстояние используются воздушные и кабельные линии электропередачи, которые вместе с электрическими подстанциями образуют электросети. Неизолированные провода воздушных ЛЭП подвешиваются с помощью изоляторов на опорах. Подземные кабельные ЛЭП широко применяются при сооружении электросетей на территории городов и промышленных предприятий. Номинальное напряжение воздушных ЛЭП – от 1 до 750 кВ, кабельных – от 0,4 до 500 кВ. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ На трансформаторных подстанциях напряжение последовательно понижается до уровня, необходимого для распределения по центрам электропотребления и в конце концов по отдельным потребителям. Высоковольтные ЛЭП через автоматические выключатели присоединяются к сборной шине распределительной подстанции. Здесь напряжение понижается до значений, установленных для магистральной сети, разводящей электроэнергию по улицам и дорогам. Напряжение магистральной сети может составлять от 4 до 46 кВ. На трансформаторных подстанциях магистральной сети энергия ответвляется в распределительную сеть. Сетевое напряжение для бытовых и коммерческих потребителей составляет от 120 до 240 В. Крупные промышленные потребители могут получать электроэнергию с напряжением до 600 В, а также с более высоким напряжением – по отдельной линии от подстанции. Распределительная (воздушная или кабельная) сеть может быть организована по звездной, кольцевой или комбинированной схеме в зависимости от плотности нагрузки и других факторов. Сети ЛЭП соседних электроэнергетических компаний общего пользования объединяются в единую сеть. ЛИТЕРАТУРА Энергетика. Киев, 1971 и др. Электроэнергетический комплекс. Харьков, 1985 , Путятин в специальность: Электроэнергетика. М., 1988 ЯДЕР ДЕЛЕНИЕ - Ядерная реакция, в которой атомное ядро при бомбардировке нейтронами расщепляется на два или несколько осколков. http://school-collection. edu. ru/catalog/res/77291c8f-4743-2385-9da2-82bd0854b6cb/view/ ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ Ядерный реактор – это установка, в которой возможно осуществление управляемой самоподдерживающейся цепной реакции деления ядер. Реакторы можно классифицировать по используемому топливу (делящимся и сырьевым изотопам), по виду замедлителя, по типу тепловыделяющих элементов и по роду теплоносителя. Делящиеся изотопы. Имеются три делящихся изотопа – уран-235, плутоний-239 и уран-233. Уран-235 получают разделением изотопов; плутоний-239 – в реакторах, в которых уран-238 превращается в плутоний, 238U ® 239U ® 239Np ® 239Pu; уран-233 – в реакторах, в которых торий-232 перерабатывается в уран. Ядерное топливо для энергетического реактора выбирается с учетом его ядерных и химических свойств, а также стоимости. В приводимой ниже таблице представлены основные параметры делящихся изотопов. Полное сечение характеризует вероятность взаимодействия любого типа между нейтроном и данным ядром. Сечение деления характеризует вероятность деления ядра нейтроном. От того, какая доля ядер не участвует в процессе деления, зависит выход энергии на один поглощенный нейтрон. Число нейтронов, испускаемых в одном акте деления, важно с точки зрения поддержания цепной реакции. Число новых нейтронов, приходящихся на один поглощенный нейтрон, важно, поскольку характеризует интенсивность деления. Доля запаздывающих нейтронов, испускаемых после того, как деление произошло, связана с энергией, запасенной в данном материале. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕЛЯЩИХСЯ ИЗОТОПОВ Изотоп Уран-235 Уран-233 Плутоний-239 Энергия нейтрона 1 МэВ 0,025 эВ 1 МэВ 0,025 эВ 1 МэВ 0,025 эВ Полное сечение 6,6 ± 0,1 695 ± 10 6,2 ± 0,3 600 ± 10 7,3 ± 0,2 1005 ± 5 Сечение деления 1,25 ± 0,05 581 ± 6 1,85 ± 0,10 526 ± 4 1,8 ± 0,1 751 ± 10 Доля ядер, неучаствующих в делении 0,077 ± 0,002 0,174 ± 0,01 0,057 ± 0,003 0,098 ± 0,004 0,08 ± 0,1 0,37 ± 0,03 Число нейтронов, испускаемых в одном акте деления 2,6 ± 0,1 2,43 ± 0,03 2,65 ± 0,1 2,50 ± 0,03 3,03 ± 0,1 2,84 ± 0,06 Число нейтронов на один поглощенный нейтрон 2,41 ± 0,1 2,07 ± 0,02 2,51 ± 0,1 2,28 ± 0,02 2,8 ± 2,07 ± 0,04 Доля запаздывающих нейтронов, % (0,64 ± 0,03) (0,65 ± 0,02) (0,26 ± 0,02) (0,26 ± 0,01) (0,21 ± 0,01) (0,22 ± 0,01) Энергия деления, МэВ 200 197 207 Все сечения приведены в барнах (10 -28 м2). Данные таблицы показывают, что каждый делящийся изотоп имеет свои преимущества. Например, в случае изотопа с наибольшим сечением для тепловых нейтронов (с энергией 0,025 эВ) нужно меньше топлива для достижения критической массы при использовании замедлителя нейтронов. Поскольку наибольшее число нейтронов на один поглощенный нейтрон возникает в плутониевом реакторе на быстрых нейтронах (1 МэВ), в режиме воспроизводства лучше использовать плутоний в быстром реакторе или уран-233 в тепловом реакторе, чем уран-235 в реакторе на тепловых нейтронах. Уран-235 более предпочтителен с точки зрения простоты управления, поскольку у него больше доля запаздывающих нейтронов. Сырьевые изотопы. Имеются два сырьевых изотопа: торий-232 и уран-238, из которых получаются делящиеся изотопы уран-233 и плутоний-239. Технология использования сырьевых изотопов зависит от разных факторов, например от необходимости обогащения. В урановой руде содержится 0,7% урана-235, а в ториевой нет делящихся изотопов. Поэтому к торию необходимо добавлять обогащенный делящийся изотоп. Важное значение имеет и число новых нейтронов, приходящееся на один поглощенный нейтрон. С учетом этого фактора приходится отдать предпочтение урану-233 в случае тепловых нейтронов (замедленных до энергии 0,025 эВ), поскольку при таких условиях больше число испускаемых нейтронов, а следовательно, и коэффициент преобразования – число новых делящихся ядер на одно «затраченное» делящееся ядро. Замедлители. Замедлитель служит для уменьшения энергии нейтронов, испускаемых в процессе деления, примерно от 1 МэВ до тепловых энергий около 0,025 эВ. Поскольку замедление происходит главным образом в результате упругого рассеяния на ядрах неделящихся атомов, масса атомов замедлителя должна быть как можно меньше, чтобы нейтрон мог передавать им максимальную энергию. Кроме того, у атомов замедлителя должно быть мало (по сравнению с сечением рассеяния) сечение захвата, так как нейтрону приходится многократно сталкиваться с атомами замедлителя, прежде чем он замедляется до тепловой энергии. Наилучшим замедлителем является водород, поскольку его масса почти равна массе нейтрона и, следовательно, нейтрон при соударении с водородом теряет наибольшее количество энергии. Но обычный (легкий) водород слишком сильно поглощает нейтроны, а потому более подходящими замедлителями, несмотря на несколько большую массу, оказываются дейтерий (тяжелый водород) и тяжелая вода, так как они меньше поглощают нейтроны. Хорошим замедлителем можно считать бериллий. У углерода столь малое сечение поглощения нейтронов, что он эффективно замедляет нейтроны, хотя для замедления в нем требуется гораздо больше столкновений, чем в водороде. Среднее число N упругих столкновений, необходимое для замедления нейтрона от 1 МэВ до 0,025 эВ, при использовании водорода, дейтерия, беррилия и углерода составляет приблизительно 18, 27, 36 и 135 соответственно. Приближенный характер этих значений обусловлен тем, что из-за наличия химической энергии связи в замедлителе столкновения при энергиях ниже 0,3 эВ вряд ли могут быть упругими. При низких энергиях атомная решетка может передавать энергию нейтронам или изменять эффективную массу в столкновении, нарушая этим процесс замедления. Теплоносители. В качестве теплоносителей в ядерных реакторах используются вода, тяжелая вода, жидкий натрий, жидкий сплав натрия с калием (NaK), гелий, диоксид углерода и такие органические жидкости, как терфенил. Эти вещества являются хорошими теплоносителями и имеют малые сечения поглощения нейтронов. См. также ТЕПЛООБМЕННИК. Вода представляет собой прекрасный замедлитель и теплоноситель, но слишком сильно поглощает нейтроны и имеет слишком высокое давление паров (14 МПа) при рабочей температуре 336° С. Лучший из известных замедлителей – тяжелая вода. Ее характеристики близки к характеристикам обычной воды, а сечение поглощения нейтронов – меньше. Натрий является прекрасным теплоносителем, но не эффективен как замедлитель нейтронов. Поэтому его используют в реакторах на быстрых нейтронах, где при делении испускается больше нейтронов. Правда, натрий имеет ряд недостатков: в нем наводится радиоактивность, у него низкая теплоемкость, он химически активен и затвердевает при комнатной температуре. Сплав натрия с калием сходен по свойствам с натрием, но остается жидким при комнатной температуре. Гелий – прекрасный теплоноситель, но у него мала удельная теплоемкость. Диоксид углерода представляет собой хороший теплоноситель, и он широко применялся в реакторах с графитовым замедлителем. Терфенил имеет то преимущество перед водой, что у него низкое давление паров при рабочей температуре, но он разлагается и полимеризуется под действием высоких температур и радиационных потоков, характерных для реакторов. Тепловыделяющие элементы. Тепловыделяющий элемент (твэл) представляет собой топливный сердечник с герметичной оболочкой. Оболочка предотвращает утечку продуктов деления и взаимодействие топлива с теплоносителем. Материал оболочки должен слабо поглощать нейтроны и обладать приемлемыми механическими, гидравлическими и теплопроводящими характеристиками. Тепловыделяющие элементы – это обычно таблетки спеченного оксида урана в трубках из алюминия, циркония или нержавеющей стали; таблетки сплавов урана с цирконием, молибденом и алюминием, покрытые цирконием или алюминием (в случае алюминиевого сплава); таблетки графита с диспергированным карбидом урана, покрытые непроницаемым графитом. Все эти твэлы находят свое применение, но для водо-водяных реакторов наиболее предпочтительны таблетки оксида урана в трубках из нержавеющей стали. Диоксид урана не вступает в реакцию с водой, отличается высокой радиационной стойкостью и характеризуется высокой температурой плавления. Для высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов, по-видимому, весьма подходят графитовые топливные элементы, но у них имеется серьезный недостаток – за счет диффузии или из-за дефектов в графите через их оболочку могут проникать газообразные продукты деления. Органические теплоносители несовместимы с циркониевыми твэлами и поэтому требуют применения алюминиевых сплавов. Перспективы реакторов с органическими теплоносителями зависят от того, будут ли созданы алюминиевые сплавы или изделия порошковой металлургии, которые обладали бы прочностью (при рабочих температурах) и теплопроводностью, необходимыми для применения ребер, повышающих перенос тепла к теплоносителю. Поскольку теплообмен между топливом и органическим теплоносителем за счет теплопроводности мал, желательно использовать поверхностное кипение для увеличения теплопередачи. С поверхностным кипением будут связаны новые проблемы, но они должны быть решены, если использование органических теплоносителей окажется выгодным. См. также СПЛАВЫ. ТИПЫ РЕАКТОРОВ Теоретически возможны более 100 разных типов реакторов, различающихся топливом, замедлителем и теплоносителями. В большинстве обычных реакторов в качестве теплоносителя используется вода, либо под давлением, либо кипящая. Реактор с водой под давлением. В таких реакторах замедлителем и теплоносителем служит вода. Нагретая вода перекачивается под давлением в теплообменник, где тепло передается воде второго контура, в котором вырабатывается пар, вращающий турбину. Кипящий реактор. В таком реакторе кипение воды происходит непосредственно в активной зоне реактора и образующийся пар поступает в турбину. В большинстве кипящих реакторов вода используется и как замедлитель, но иногда применяется графитовый замедлитель. Реактор с жидкометаллическим охлаждением. В таком реакторе для переноса теплоты, выделяющейся в процессе деления в реакторе, используется жидкий металл, циркулирующий по трубам. Почти во всех реакторах этого типа теплоносителем служит натрий. Пар, образующийся на другой стороны труб первого контура, подается на обычную турбину. В реакторе с жидкометаллическим охлаждением могут использоваться нейтроны со сравнительно высокой энергией (реактор на быстрых нейтронах) либо нейтроны, замедленные в графите или оксиде бериллия. В качестве реакторов-размножителей более предпочтительны реакторы на быстрых нейтронах с жидкометаллическим охлаждением, поскольку в этом случае отсутствуют потери нейтронов, связанные с замедлением. Газоохлаждаемый реактор. В таком реакторе теплота, выделяющаяся в процессе деления, переносится в парогенератор газом – диоксидом углерода или гелием. Замедлителем нейтронов обычно служит графит. Газоохлаждаемый реактор может работать при гораздо более высоких температурах, нежели реактор с жидким теплоносителем, а потому пригоден для системы промышленного теплоснабжения и для электростанций с высоким кпд. Небольшие газоохлаждаемые реакторы отличаются повышенной безопасностью в работе, в частности отсутствием риска расплавления реактора. Гомогенные реакторы. В активной зоне гомогенных реакторов используется однородная жидкость, содержащая делящийся изотоп урана. Жидкость обычно представляет собой расплавленное соединение урана. Она закачивается в большой сферический сосуд, работающий под давлением, где в критической массе происходит цепная реакция деления. Затем жидкость подается в парогенератор. Гомогенные реакторы не получили распространения из-за конструктивных и технологических трудностей. РЕАКТИВНОСТЬ И УПРАВЛЕНИЕ Возможность самоподдерживающейся цепной реакции в ядерном реакторе зависит от того, какова утечка нейтронов из реактора. Нейтроны, возникающие в процессе деления, исчезают в результате поглощения. Кроме того, возможна утечка нейтронов вследствие диффузии через вещество, аналогичной диффузии одного газа сквозь другой. Чтобы управлять ядерным реактором, нужно иметь возможность регулировать коэффициент размножения нейтронов k, определяемый как отношение числа нейтронов в одном поколении к числу нейтронов в предыдущем поколении. При k = 1 (критический реактор) имеет место стационарная цепная реакция с постоянной интенсивностью. При k > 1 (надкритический реактор) интенсивность процесса нарастает, а при k < 1 (подкритический реактор) спадает. (Величина r = 1 – (1/k) называется реактивностью.) Благодаря явлению запаздывающих нейтронов время «рождения» нейтронов увеличивается от 0,001 с до 0,1 с. Это характерное время реакции позволяет управлять ею с помощью механических исполнительных органов – управляющих стержней из материала, поглощающего нейтроны (B, Cd, Hf, In, Eu, Gd и др.). Постоянная времени регулирования должна быть порядка 0,1 с или больше. Для обеспечения безопасности выбирают такой режим работы реактора, в котором для поддержания стационарной цепной реакции необходимы запаздывающие нейтроны в каждом поколении. Для обеспечения заданного уровня мощности используются управляющие стержни и отражатели нейтронов, но задачу управления можно значительно упростить правильным расчетом реактора. Например, если реактор спроектировать так, чтобы при увеличении мощности или температуры реактивность уменьшалась, то он будет более устойчивым. Например, при недостаточном замедлении из-за повышения температуры расширяется вода в реакторе, т. е. уменьшается плотность замедлителя. В результате усиливается поглощение нейтронов в уране-238, поскольку они не успевают эффективно замедлиться. В некоторых реакторах используется фактор увеличения утечки нейтронов из реактора вследствие уменьшения плотности воды. Еще один способ стабилизации реактора основан на нагревании «резонансного поглотителя нейтронов», такого, как уран-238, который тогда сильнее поглощает нейтроны. Системы безопасности. Безопасность реактора обеспечивается тем или иным механизмом его остановки в случае резкого увеличения мощности. Это может быть механизм физического процесса или действие системы управления и защиты, либо то и другое. При проектировании водо-водяных реакторов предусматриваются аварийные ситуации, связанные с поступлением холодной воды в реактор, падением расхода теплоносителя и слишком большой реактивностью при пуске. Поскольку интенсивность реакции возрастает с понижением температуры, при резком поступлении в реактор холодной воды повышаются реактивность и мощность. В системе защиты обычно предусматривается автоматическая блокировка, предотвращающая поступление холодной воды. При снижении расхода теплоносителя реактор перегревается, даже если его мощность не увеличивается. В таких случаях необходим автоматический останов. Кроме того, насосы теплоносителя должны быть рассчитаны на подачу охлаждающего теплоносителя, необходимую для остановки реактора. Аварийная ситуация может возникнуть при пуске реактора со слишком высокой реактивностью. Из-за низкого уровня мощности реактор не успевает нагреться настолько, чтобы сработала защита по температуре, пока не оказывается слишком поздно. Единственная надежная мера в таких случаях – осторожный пуск реактора. Избежать перечисленных аварийных ситуаций довольно просто, если руководствоваться следующим правилом: все действия, способные увеличить реактивность системы, должны выполняться осторожно и медленно. Самое важное в вопросе о безопасности реактора – это абсолютная необходимость длительного охлаждения активной зоны реактора после прекращения в нем реакции деления. Дело в том, что радиоактивные продукты деления, остающиеся в топливных кассетах, выделяют тепло. Оно гораздо меньше тепла, выделяющегося в режиме полной мощности, но его достаточно, чтобы в отсутствие необходимого охлаждения расплавить твэлы. Кратковременное прекращение подачи охлаждающей воды привело к значительному повреждению активной зоны и аварии реактора в Три-Майл-Айленде (США). Разрушение активной зоны реактора – это минимальный ущерб в случае подобной аварии. Хуже, если произойдет утечка опасных радиоактивных изотопов. Большинство промышленных реакторов снабжено герметическими страховочными корпусами, которые должны в случае аварии предотвратить выброс изотопов в окружающую среду. В заключение отметим, что возможность разрушения реактора в значительной степени зависит от его схемы и конструкции. Реакторы могут быть спроектированы таким образом, что снижение расхода теплоносителя не будет приводить к большим неприятностям. Таковы различные типы газоохлаждаемых реакторов. ЛИТЕРАТУРА Дементьев энергетические реакторы. М., 1984 Современная физика в прикладных науках. М., 1985 Тепловые и атомные электростанции. М., 1989
|
Оборудование: проектор, компьютер (возможна работа в компьютерном классе с программой «Живая география»: работа с тематическими картами и контурными картами России и регионов), карты: «Экономическая карта России», «Размещение населения», «Энергетические ресурсы», «Административно-территориальное деление России». |
Рекомендации: |
Пример задания с применением космических снимков на уроке "Электроэнергетика"Пример задания с применением космических снимков на уроке "Электроэнергетика" (По программе линии МГУ по учебникам под редакцией и . Раздел I. ХОЗЯЙСТВО РОССИИ. Тема 2. Главные отрасли и межотраслевые комплексы. Урок 11). Цели и задачи: Проверить знание учащимися факторов размещения гидравлических электростанций, умение выявлять преимущества и недостатки ГЭС по сравнению с другими типами электростанций. Оборудование: Атлас "География России, часть II, население и хозяйство ", 9 класс, изд. Федеральной службы геодезии и картографии России, 2005 г. ЦОР: Гидроэлектростанции России. Ход работы: Работа проводится с учащимися индивидуально, на уроке, следующем после изучения темы "Электроэнергетика". Нескольким ученикам предлагаются карточки с заданием и ксерокопии ЦОР "Гидроэлектростанции России" с их кратким описанием. Задание: Рассмотрите космические снимки Волжской и Саяно-Шушенской ГЭС из ЦОР Гидроэлектростанции России. Используя космические снимки и комментарии к ним, ответьте на вопросы: 1. Какие факторы повлияли на размещения ГЭС в данных местах? 2. Какие преимущества дает строительство ГЭС? 3. Какие недостатки и негативные последствия от строительства ГЭС вы можете назвать? 4. Пользуясь картой атласа на стр. 24, назовите самые мощные ГЭС в России. Назовите перспективные, на ваш взгляд, районы строительства новых ГЭС в России. Свой ответ аргументируйте. Источник: Гидроэлектростанции России. ОГЛАВЛЕНИЕ 1 урок. Тема: Значение, межотраслевые связи топливной промышленности.
Цифровые ресурсы: 1, 3, 4, 5.
План урока: 1.Значение топливной промышленности для экономики России, ее влияние на международные экономические отношения. 2. Структура топливной промышленности. 3.Межотраслевые связи на примере химической промышленности. 4. Подведение итогов.
Ход урока: Рассказ учителя в форме беседы о значении топливной промышленности в экономическом развитии России и ее роли в международных экономических отношениях.· Демонстрация ресурса 1. Задание по ресурсу: - Определите по диаграмме экономическую роль России в современном мире. - Определите значимость России в международном экономическом сотрудничестве, подкрепите свой ответ цифрами. - Как вы думаете, за счет какой продукции возникает наибольший интерес и значимость России в международном сообществе? - Каково значение / место топливной промышленности в экономике России? · Демонстрация ресурсов 3, 4. Задание по ресурсу: - Определите место топливной промышленности в отраслевой и территориальной структуре хозяйства России, подкрепите свой ответ цифрами; - Какие отрасли входят в состав топливной промышленности? - Какова энергоемкость первичных энергоресурсов? Запишите в тетрадь топливные ресурсы по мере снижения их энергоемкости. - Назовите к какой сфере экономики относится топливная промышленность, в каком макрорегионе сосредоточены основные запасы первичных энергоресурсов России? - Соотнесите основную зону расселения населения с географией размещения энергетических ресурсов России? Совпадает / не совпадает география размещения? - Обсудите в группе как можно решить проблему использования первичных ресурсов в связи с несовпадением географии энергетических ресурсов с районами потребления / использования энергоресурсов. Каждая группа после обсуждения представляет свой вариант решения проблемы. - В каких отраслях хозяйства России могут применяться различные виды топлива? Чем они могут служить для этих отраслей? · Демонстрация ресурса 5. Задание по ресурсу: - Почему химическая промышленность является крупнейшим потребителем топливной промышленности? - Совпадает ли география химической промышленности с основным районами добычи топливных ресурсов? Подведение итогов, домашнее задание.
2 урок. Тема: География развития отрасли. Цифровые ресурсы: 9, 10.
План урока: 1. Повторение изученного материала. 2. История нефтяной промышленности. 3. Технология добычи нефти в России. 4. Подведение итогов.
Ход урока: Опрос.· Каково значение топливной промышленности в экономике России? · Какие отрасли являются основными потребителями продукции топливной промышленности? · Какие межотраслевые связи сложились между топливной промышленностью и другими отраслями хозяйства России? Изучение нового материала в форме беседы:- Как вы думаете, как давно стали использоваться топливные ресурсы? - Чем всегда вызывался интерес к топливным ресурсам / возможности их использования? - Легко ли добыть нефть, уголь, природный газ? - Как вы думаете какие способы можно предложить по добычи различных видов топлива? Изучение истории нефтяной промышленности в России. Демонстрация ресурса 9. Задание по ресурсу:- Какую технологию используют для добычи нефти и других жидких полезных ископаемых? - Когда появились на Руси первые скважины? - Для чего использовались первые скважины на Руси? - Какие способы добычи нефти применялись на Бакинских нефтяных промыслах? Расскажите о ударно-шахтном методе бурения, в чем его сущность, почему он просуществовал в России длительный период времени? 4. Индивидуальная работа в тетради (заполнить таблицу): вид топлива способы добычи топлива исторические этапы 1 2 3 5. Изучение технология вращательного бурения нефтяных скважин. Демонстрация цифровых ресурсов 10. Задание по ресурсу: - Когда в России получила широкое распространение технологи вращательного бурения скважин? - Как выдумаете почему ранее этот способ не применялся в России? - Расскажите в чем заключается сущность данной технологии? - Какие возможности и ограничения в использовании данного способа? работа в группах: применение трудности применения /ограничения 6. Подведение итогов, домашнее задание. Подготовить сообщение по истории развития отраслей топливной промышленности и способам добычи угля, природного газа, нефти (темы сообщений предлагаются учителем).
3 урок. Тема: География размещения отраслей топливной промышленности.
Цифровые ресурсы: 3, 6,7.
План урока: 1. Факторы, влияющие на географию топливной промышленности. 2. География нефтяной промышленности. 2. География газовой промышленности. 3. География угольной промышленности. 4. Подведение итогов.
Ход урока: Выступления учащихся: подготовленные сообщения по истории развития отраслей топливной промышленности и способам добычи угля, природного газа, нефти. Выявление факторов, влияющих на географию отраслей топливной промышленности. Демонстрация ресурса 3. Задание по ресурсу:- Какие факторы могут оказывать воздействие на географию размещения отраслей (запишите их в тетрадь); - Какие из этих факторов более всего окажут воздействие на географию топливной промышленности? Почему? Изучение географии нефтяной промышленности. Демонстрация ресурса 7. Задание по ресурсу:- Назовите месторождения главных нефтедобывающих районов России. - Какие факторы, кроме природно-ресурсного, повлияли на географию отрасли. - Какие изменения на территории нефтедобывающих районов России возникли с развитием нефтяной промышленности? - Найдите в карте атласа основные нефтегазоносные бассейны и месторождения нефти, нанесите их на контурную карту, используя условные обозначения. Изучение географии газовой промышленности. Демонстрация ресурса 6. Задание по ресурсу:- Найдите на карте «Энергетические ресурсы» основные бассейны и месторождения природного газа. - Какие бассейны представлены в демонстрируемых ресурсах? - Определите по «Административно-территориальной карте» субъекты федерации в которых они располагаются. - Нанесите на контурную карту крупнейшие месторождения, субъекты федерации, в которых они находятся. - Какие последствия на окружающую среду оказывает газовая промышленность? Изучение географии угольной промышленности.- Изучение особенностей отрасли; - Изучение способов добычи угля; - Изучение географии размещения основных месторождений угля, нанесение угольных бассейнов и крупнейших месторождений на контурную карту. - Изучение экологических последствий в результате добычи угля. Подведение итогов, домашнее задание. Подготовка сообщений о последствиях добычи и использования топливных ресурсов для окружающей среды.
4 урок. Тема: Экологические проблемы топливной промышленности.
Цифровые ресурсы: 8.
План урока: 1. Семинар. 2. Подведение итогов.
Ход урока: Вступительное слово учителя о возможностях и проблемах топливной промышленности. Демонстрация ресурса 8. Задание по ресурсу:- Назовите основные цели развития топливной промышленности. - Какие последствия приносит развитие отрасли окружающей среде? Сообщения учащихся с обсуждением каждого доклада. Вопросы учителя после выступлений учащихся:- Приносит ли вред добыча и транспортировка и переработка первичных энергоресурсов для человека? - На долго ли хватит топливных ресурсов при наращивании их добычи? - Есть ли способы решения энергетической проблемы без использования первичных энергоресурсов? Подведение итогов, домашнее задание.
|
