УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ АЭС

Русская мебель XIX века
История мебели
ДИЗАЙН-ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОСТЮМА
Моделирование
Стиль
Ассортимент
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ДЕТСКОЙ ОДЕЖДЫ
ОБРАЗНО-АССОЦИАТИВНЫЙ ПОДХОД
К ПРЕКТИРОВАНИЮ КОСТЮМА
Ансамбль
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
И КОЛЛЕКЦИЙ
ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В СОВРЕМЕННОМ
ДИЗАЙНЕ ОДЕЖДЫ
Художественное восприятие произведений
дизайна
Работа с деревом Советы мастера
Курс
лекций по ТОЭ и типовые задания
Источники электрической энергии
Расчет цепей постоянного тока по законам
Кирхгофа
Выполним расчет цепи по методу контурных токов
Реактивные сопротивления элементов цепи
Найдем комплексные амплитуды токов
Параметры элементов схем реактивных
двухполюсников
Амплитудный и фазовый спектры напряжения
Расчет переходных процессов в электрических
цепях
Найти токи во всех ветвях
Расчет переходных процессов при импупьсных
воздействиях

Атомная энергетика

Энергетический реактор на быстрых нейтронах
Принцип работы атомных электрических станций
Примеры курсового расчета по дисциплине
"Теоретическая механика"
Проекция силы на ось
Уравнения равновесия плоской системы
сходящихся сил
Момент сил относительно точки и оси
Сумма статических моментов
Ускорение точки
Кинематические пары и цепи
Работа и мощность при вращательном движении
Сила трения качения
Построение эпюр продольных сил
Расчеты на срез и смятие
Расчеты на прочность и жесткость
Понятие о сложном деформированном
состоянии
Понятие о теориях прочности
Основные требования к машинам и деталям
Классификация машин
Храповые механизмы
Ременные передачи
Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения
Назначение и классификация муфт
Сварные соединения

 

Характеристики современных термоэлектропреобразователей.

Работы в области термоэлектрических преобразователей получили достаточно широкий размах начиная с начала 60-х годов ХХ века в СССР, США и ряде других стран. Интерес к этим преобразователям объясняется тем, что подобные методы преобразования энергии упрощают схему установок, исключают промежуточные этапы превращения энергии и позволяют создать легкие компактные установки.

Естественно, наибольший интерес к ТЭП проявили разработчики космической техники, поскольку для электропитания космических аппаратов нужны надежные , долговечные источники энергии. Первый опыт создания таких источников в нашей стране был получен при запуске в космос аппаратов с радиоизотопными источниками энергии. В сентябре 1965 г. впервые в России в космос были запущены два спутника связи «Космос-84», «Космос – 90» на которых находились радиоизотопные ТЭГ «Орион-1» электрической мощностью 20 Вт.

В последующие годы проводились работы, направленные на повышение мощности и ресурса ТЭГ для луноходов и космических аппаратов дальнего космоса. Но радиоизотопные ТЭГ обладали невысокой мощностью, высокой стоимостью и поэтому работы по их исследованию были свернуты.

Основное внимание ученых переключилось на создание энергетической установки на основе ядерного реактора и ТЭП. Удалось создать новый тип установок, в которых источник тепловой энергии – ядерный реактор и преобразователь тепловой энергии в электрическую объединены в единый агрегат – реактор-преобразователь.В 1964 году была сооружена и прошла полный цикл ядерных энергетических испытаний  экспериментальная установка «Ромашка». Эта установка являлась высокотемпературным реактором- преобразователем на быстрых нейтронах, в котором тепло, выделяемое в активной зоне, передавалось за счет теплопроводности материалов на расположенный на внешней поверхности отражателя термоэлектрический преобразователь, вырабатывавший до 500 Вт электрической энергии(рис.5)

Характеристики современных термоэлектропреобразователей.

  Рис.5.

1-термоэлектрические элементы; 2-отверстия для стержней регулирования и аварийной защиты; 3-теплоизоляция; 4-верхний торцовый отражатель; 5-боковой отражатель; 6-графитовая рубашка; 7-тепловыделяющие элементы из карбида урана; 8-графитовый замедлитель; 9-нижний торцовый отражатель.

Пуск и успешные испытания установки «Ромашка» показали, что можно создать работающий высокотемпературный ядерный реактор-преобразователь, который позволяет непосредственно получить электроэнергию без участия каких-либо движущихся частей и механизмов и экспериментально доказана его способность к длительной работе. Последующие исследования показали, что достигнутые параметры и ресурс не являются предельными и могут быть существенно улучшены.

В 1970 г. была запущена в космос ядерная энергетическая установка «БЭС-5» мощностью 1000 Вт и до 1989 г. их стало 31.

В процессе эксплуатации установок их мощность была доведена до 3 кВт с продлением ресурса до 6-12 месяцев.

Параллельно с работами по теплоэнергетическим преобразователям проводились работы по ядерным энергоустановкам с термоэмиссионными преобразователями, имеющими более высокие технические характеристики.

Работы проводились по двум типам установок, отличающихся:

-конструкцией основного элемента ЯЭУ – электрогенерирующего канала(ЭГК);.

-конструкцией генератора паров рабочего тела (цезия).

Было выявлено, что для термоэмиссионных реакторов-преобразователей с замедлителем нейтронов предельная удельная мощность составляет 2 Вт/см2, для ТРП на быстрых нейтронах – более 5 Вт/см2.

В 1987г.была запущена в космос ядерная энергетическая установка «Топаз-1» с номинальной мощностью 3 кВт

В 1992 г. совместно с американскими специалистами были проведены испытания установки «Топаз-2» мощностью до 6 кВт при температуре теплоносителя на выходе из реактора до 5700С . На основе установки «Топаз» был разработан ряд установок мощностью до 150 кВт.

Сравнительно недавно появилась информация о термоэлектрическом генераторе «Altec-8020», предназначенном для преобразования в электрическую энергию, промышленных тепловых отходов тепловых машин (двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин и т.п.) использование таких генераторов обеспечивает экономию энергоресурсов на 5-7%. В этом ТЭГ теплообменники горячего контура передают тепло к термоэлектрическим модулям высокотемпературной силиконовой жидкостью. Теплообменники холодного контура отводят тепло от термоэлектрических модулей проточной водой. Генератор может применяться для создания мощных термоэлектрических систем. Соединение определенного числа ТЭГ обеспечивает потребителю необходимую электрическую мощность.

Один модуль ТЭГ имеет электрическую мощность 500 Вт, габаритные размеры 320х305х125 мм и массу 14 кг.

5.. Паросиловой цикл дополнительного использования тепловой энергии.

Основным недостатком термоэлектрических преобразователей прямого действия является относительно небольшой КПД( в пределах единиц процентов) и значительную стоимость, поэтому применять их в случае невысокой исходной температуры теплоносителя не очень выгодно. А на АЭС главные потери тепла происходят в конденсаторах при температуре конденсата всего лишь в десятки градусов Цельсия. Использовать этот тепловой поток для дополнительной выработки электроэнергии  можно с помощью обычного паросилового цикла, но с использованием нетрадиционных видов теплоносителя.

 В качестве примера можно рассмотреть известные энергетические установки преобразования тепловой энергии океана, работающие на разности температур поверхностных и глубинных водных масс.

Первые гидротермальные установки появились в конце Х1Х века на базе идей французского физика Арсонваля благодаря инициативе Жоржа Клода. На Кубе была построена первая гидротермальная электростанция, в которой поверхностная морская вода отдавала свое тепло обессоленной воде- теплоносителю, которая при частичном вакууммировании превращалась в пар и вращала паровую турбину. А затем пар конденсировался холодной водой с глубины и вновь поступал в парогенератор.

В последующие годы гидротермальные электростанции усовершенствовались, в качестве теплоносителя в них стали применяться легкоиспаряющиеся жидкости, что позволило поднять КПД. Подобная ГТЭС работает в Абиджане (Кот –Дивуар) и имеет мощность 14МВт.

В США, Японии, Франции и др. странах ведутся работы по программе ОТЭК( преобразование энергии океана). В результате были построены ГТЭС около Гавайских островов в Тихом океане (мощностью 50 кВт) на аммиаке, ОТЭК-1 (1МВТ), ОТЭК-2 (40 МВт) и ГТЭС в Японии (100 МВт). Имеются опытные электростанции с использованием фреона и изобутана.

Можно предложить использовать подобную структуру преобразования тепла и для АЭС, с использованием тепла вод, сбрасываемых из конденсаторов в окружающую среду. Для охлаждения отработавшего в турбинах теплоносителя можно использовать воду подземных артезианских источников, идущую в системы водоснабжения населенных пунктов.

Повторное продление срока эксплуатации энергоблоков 1 поколения АЭС с ВВЭР-440

1 Информация о 3,4 блоках Нововоронежской АЭС.

Блок

3

4

Тип РУ

ВВЭР-440(В-179)

ВВЭР-440(В-179)

Турбоустановка

К-220-44/3000

К-220-44/3000

Установленная мощность блока, МВт

417

417

Год пуска

1971

1972

Год окончания проектного срока эксплуатации

2001

2002

Год окончания продленного срока эксплуатации

2016

2017

Разработчик проекта – ОАО «Атомэнергопроект»

Конструктор РУ – ОАО ОКБ «Гидропресс»

Научный руководитель НИЦ «Курчатовский институт»

В декабре 2016 г. и декабре 2017 г. завершаются продленные сроки эксплуатации энергоблоков № 3 и 4 Нововоронежской АЭС. Протоколом заседания Центрального Комитета ОАО «Концерн Росэнергоатом» от 29.11.2011 № 7 одобрено и приказом ОАО «Концерн Росэнергоатом» от 01.02.2012 № 9/86-П принято решение о начале работ по продлению сроков эксплуатации энергоблоков № 3 и 4 Нововоронежской АЭС сверх 45 лет.

Результаты выполненных работ показали принципиальную техническую возможность дальнейшего продления срока эксплуатации блоков №№  3, 4 при условии их модернизации с целью дальнейшей более глубокой компенсации дефицитов безопасности. При этом текущее состояние элементов реакторной установки блока № 3 НВАЭС (верхний блок, корпус реактора, парогенераторы и др.) требует при ПСЭ существенно большего объема работ по сравнению с блоком №4 НВАЭС.

С учетом вышеприведенных факторов, решением НТС ОАО «Концерн Росэнергоатом» от 29.06.2012 было рекомендовано осуществить окончательный останов энергоблока № 3 по окончании 45-ти летнего срока эксплуатации и разработать комплект документов, обосновывающих целесообразность продление срока эксплуатации энергоблока № 4 НВАЭС сверх 45-ти лет (отчет о комплексном обследовании энергоблока №3 и №4, сводный план мероприятий по энергоблоку №4; оценка экономической эффективности ПСЭ №4) с учетом:

использования систем и оборудование блока № 3 для повышения безопасности блока №4 (включая объединение конфайментов блоков, использование струйно-вихревого конденсатора блока № 3, подключение активных и обеспечивающих систем безопасности блока № 3 к блоку №4, другие технические решения);

оценкой модернизации систем безопасности энергоблока и комплекса мероприятий по ликвидации последствий запроектных аварий на блоке и минимизации воздействия на население и окружающую среду, а также с определением технологий и технических средств, обеспечивающих реализацию этих мероприятий, с учётом событий произошедших на АЭС «Фукусима».

На основании решений НТС была разработана «Концепция повторного продления срока эксплуатации энергоблока 4 Нововоронежской АЭС».

На главную