Технологический процесс преобразования энергии на АЭС Лекция для

Технологический процесс преобразования энергии на АЭС Лекция для слушателей курсов повышения квалификации

Классификация АЭС КЛАССИФИКАЦИЯ АЭС n По типу реактора n По числу контуров n По типу энергоустановки n По назначению

Технологическая схема АЭС

Ядерный реактор Типы ЯР n Водоводяные - кипящие(BWR, ВК) - с водой под давлением (PWR, ВВЭР) n Водографитовые (РБМК) n Газографитовые n Тяжеловодные n Быстрые натриевые (БН)

Ядерный реактор ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ n В качестве ядерного топлива в ЯР используются некоторые тяжелые нуклиды – четно-нечетные ядра урана-235, урана-233 и плутония-239. n При делении одного ядра урана-235 выделяется в среднем 200 Мэ. В энергии. − 13 n 1 Мэ. В = 10 Дж. Т. к. в одном грамме урана-235 содержится 2, 6∙ 10 21 ядер, то 7 n 1 гр. урана-235 ≡ 8, 2∙ 10 к. Дж.

Ядерный реактор БАЛАНС НЕЙТРОНОВ В РЕАКТОРЕ n При делении ядра урана-235 испускается в среднем 2, 5 быстрых нейтрона. n Потери нейтронов в реакторе n Утечка ∙~ 10 -15% n Поглощеие в U-235 без деления ~ 18% n Резонансное поглощение в U 238 ~ 10 - 15% n Поглощение в конструкционных материалах, замедлителе, теплоносителе ~ 10 -15% n Эффективный коэффициент размножения: Kэф =Nj/Nj− 1 (Nj, Nj − 1 − число нейтронов в данном и предыдущем поколениях)

Ядерный реактор Принципиальное устройство реактора на тепловых нейтронах 1 – биологическая защита 2 – корпус 3 – детектор нейтронов 4, 5 – отражатель 6 – теплоноситель 7 – тепловой экран 8 – замедлитель 9 – топливо 10 – регулирующий стержень 11 – привод рег. стержня

Ядерный реактор ВВЭР-1000 РБМК-1000

Ядерный реактор

Термодинамические циклы АЭС n n Первый закон термодинамики представляет собой количественное выражение всеобщего закона сохранения и превращения энергии к задачам термодинамики. подведённая к термодинамической системе теплота Q идёт на изменение энергии ситемы (E 2 - E 1) и совершение работы L: Q = E 2 – E 1 + L Второй закон термодинамики: теплота не может самопризвольно переходить от более холодного тела к более горячему; вечный двигатель вророго рода невозможен; все реальные процессы идут с увеличением энтропии.

Термодинамические циклы АЭС Энтальпия есть полная энергия расширенной системы, включающая тело и окружающую среду. Полная энергия системы равна: H = U + p. V, где H - энтальпия; U - внутренняя энергия; p. V - работа, связанная с заполнением объёма V. n Энтальпия является функцией состояния H = f (p, T); n в круговом процессе изменение энтальпии равняется нулю. n Энтропия является функцией параметров состояния и равна n ds = δq/T. n Энтропия обладает следующими свойствами: n энтропия существует, так как она является функцией параметров состояния; n энтропия является полным дифференциалом; n изменение энтропии не зависит от процесса; n в круговом процессе изменение энтропии равняется нулю; n

Термодинамические циклы АЭС ПРЯМОЙ ОБРАТИМЫЙ ЦИКЛ КАРНО Тепловой двигатель, совершающий прямой обратимый круговой процесс превращения теплоты в работу между двумя источниками теплоты с температурами T 1 и T 2 < T 1 и состоящий из следующих процессов: n адиабатического расширения 1 -2; n изотермического сжатия 2 -3; n адиабатического сжатия 3 -4; n изотермического расширения 4 -1; называется тепловым двигателем Карно

Термодинамические циклы АЭС Сравнение произвольного цикла с циклом Карно

Термодинамические циклы АЭС

Термодинамические циклы АЭС n n Цикл Ренкина в Tsдиаграмме Цикл Ренкина в hsдиаграмме

Термодинамические циклы АЭС Цикл с промежуточным перегревом пара

Термодинамические циклы АЭС Влияние конечного давления Влияние начальной температуры

Термодинамические циклы АЭС Влияние начальной температуры Влияние промежуточного перегрева

Термодинамические циклы АЭС Влияние регенеративного подогрева

Термодинамические циклы АЭС Влияние числа ступеней регенеративного подогрева на КПД цикла

Термодинамические циклы АЭС

Тепловая экономичность АЭС

Принципиальные схемы АЭС Одноконтурная АЭС Двухконтурная АЭС

Принципиальные схемы АЭС Принципиальная схема АЭС с ВВЭР

Принципиальные схемы АЭС Принципиальная схема АЭС с РБМК

Регенеративные подогреватели на АЭС

Регенеративные подогреватели на АЭС Схемы включения поверхностных подогревателей

Регенеративные подогреватели на АЭС

Регенеративные подогреватели на АЭС Принципиальное устройство ПНД

Регенеративные подогреватели на АЭС Схема подогревателя высокого давления

Регенеративные подогреватели на АЭС

Термические деаэраторы n Нормы остаточного содержания кислорода и углекислого газа после деаэратора

Термические деаэраторы

Термические деаэраторы Устройство и принцип работы деаэрационной колонки 1 -деаэрационная колонка 2 -коллектор подвода греющего пара 3 -поддон 4 -перфорированный лист барботажного устройства 5 -пароперепускные трубы 6 -перепускной лист 7 -подвод основного конденсата 8 -выпар в атмосферу или эжектора турбины 9 -смесительно-распределительное устройство 10 -перфорированная тарелка 11 -пароперепускные трубы 12 -сливная труба 13 -головка аккумуляторного бака 14 -бак аккумулятор