Оглавление:
Термодинамические циклы атомных установок
- Термодинамический цикл атомной электростанции В последние годы, после Великой Отечественной войны, в Советском Союзе, США, Великобритании и других странах были построены атомные электростанции с использованием энергии, выделяющейся при делении ядер тяжелых элементов, изотона урана U235 и плутония Pu239. , Первая в мире атомная электростанция мощностью 5000 цифр
была построена в 1954 году в Советском Союзе. Это исследование ядерной установки послужило основой для создания мощной и более совершенной атомной электростанции. «Ленин». Ядерные объекты широко используются на подводных лодках. Очень сложным
В 1959 году был построен самый мощный в мире атомный ледокол Людмила Фирмаль
аспектом ядерной установки является удаление большого количества тепла, выделяемого реактором. В настоящее время существует много схем отвода тепла, но все они построены по одному и тому же принципу — тепло отводится с помощью циркулирующей жидкости или газа. • ^, Схема двухконтурной ядерной установки показана на рисунке. 20-1. В ядерных реакторах происходит деление ядер тяжелых
элементов, и большое количество тепла выделяется и отводится специальными. Охлаждающая жидкость. В качестве теплоносителя используются вода, жидкие металлы (натрий, калий), органические соединения и газы (диоксид углерода, гелий и т. Д.). Хладагент, который очищает топливные элементы с высокой радиоактивностью, становится радиоактивным. Радиоактивный теплоноситель направляется в промежуточный теплообменник, парогенератор 2, а не в турбину, где тепло отдается рабочей жидкости во втором контуре
- паровой электростанции. Затем насос возвращает теплоноситель в реактор. Вся установка первого контура с высокой радиоактивностью отделена от остальной части электростанции специальной биологической защитой7. Во втором контуре вода и пар, образованные парогенератором, который получает тепло от пара и теплоносителя, циркулируют. Далее пар поступает в турбогенератор 4 и вырабатывает электричество. Пар, потребляемый в турбине, отправляется. Конденсатор 5. Он конденсируется конденсатором 5 и
снова подается в парогенератор 2 водяным насосом 6. Вода как теплоноситель имеет серьезные недостатки. Невозможно получить высокое значение параметра водяного пара во вторичном контуре. Так, например, если давление воды для теплопередачи составляет 100 бар, а температура составляет 320 ° C, рабочей жидкостью во втором контуре будет сухой насыщенный пар под давлением 30 бар. Рисунок 20-1 Он имеет температуру 232 ° С. При таких низких температурах рабочего тела тепловой КПД цикла Ренкина составляет 35%, а
для теплопередачи составляет 100 бар, Людмила Фирмаль
фактический КПД составляет 17-20% с учетом потерь. Водяной пар более высокого давления может быть получен. Используйте только низкое давление, альтернативную охлаждающую жидкость с высокой температурой кипения. Рисунок 20-2 показывает диаграмму ^, показывающую цикл паровой электростанции, работающей на сухом насыщенном паре. Нагрев и испарение воды в парогенераторе соответствует процессу 4-1-2. Процесс изоляции 2-3 происходит в паровой турбине, Рисунок 20-2. • Рисунок 20-3 Тепловая
эффективность цикла и удельный поток пара определяются уравнениями (19-2) и (19-3). = ( Где i2t — энтальпия теплоносителя на выходе из парогенератора. энтальпия охлаждающей жидкости на входе в парогенератор. КПД атомных электростанций в эксплуатации и в процессе строительства составляет 17-36%. Наибольшее влияние на общий КПД электростанции оказывает тепловой КПД парового
цикла, который в настоящее время не имеет большого значения. Чтобы уменьшить большую разницу температур между температурами питающей воды, рекомендуется использовать регенеративный нагрев питательной воды паром из паровой турбины с отбором проб для вторичных контуров и теплоносителей. На рисунке показан цикл условной регенерации паротурбинной установки. 20-4. Температура нагрева отработанной воды выбирается в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и может быть
очень разной. в / Ряса. 20-4 Рисунок 20-6 Рис. 20-5. На первой советской атомной электростанции предел температуры в центре топливного элемента, содержащего металлический уран, принимался равным 370 ° C, поэтому мы получаем перегретый пар при давлении 13 бар и температуре 270 ° C. Я был в состоянии. Ледокол «Ленин» был установлен на судне с давлением px = 29 бар и температурой перегретого пара 310 ° C, что позволило снизить конечную влажность
пара (рис. 20-5). Однако перегрев пара в парогенераторе, использующем охлаждающую воду, используется только в специальных установках. Как показывают расчеты, более высокая эффективность атомных электростанций достигается при использовании пожарного перегрева. Например, на бельгийской атомной электростанции с кипящим реактором давление вторичного * пара составляет 47 бар, а после перегрева при пожаре температура пара достигает 565 ° C. Общая эффективность монтажа = 37,1%. На
рисунке 20-6 показан цикл бельгийской атомной электростанции с перегревом пара. 12371. Однако использование перегрева при пожаре не решает центральной проблемы использования ядерного топлива. Кроме того, использование двух типов источников тепла от атомных электростанций имеет известные недостатки в работе. Более перспективным является перегрев пара самого реактора. Тепловая
схема такого оборудования с охлаждающей водой была проведена на Белоярской АЭС. Пар под давлением 90 бар перегревает сам реактор до 500 ° С. В результате можно получить высокую эффективность (фракция -35%). На других атомных электростанциях во многих странах ожидается, что пар в реакторе перегреется. Работа атомных электростанций сильно отличается от условий эксплуатации тепловых электростанций. Он варьируется в очень широком
диапазоне и ограничивается только условиями отвода тепла от топливного элемента. Тесная взаимосвязь между работой реактора и парогенераторным контуром определяет выбор всех основных параметров атомной электростанции. Осуществление цикла и термодинамический анализ помогут вам выбрать наиболее подходящую схему для вашей атомной электростанции. Ядерная энергетика является важной частью плана развития советского
народного хозяйства. Некоторые отрасли развиваются не так быстро, как атомная энергетика. С 1954 года первая в мире атомная электростанция была запущена в Советском Союзе до 1 января 1970 года, что означает, что за 16 лет в различных странах мира было построено более 80 атомных электростанций, мощность которых превышает 15 миллионов кВт. Это было Ученые предсказывают это. К 2000 году мощность АЗС превысит несколько сотен миллионов киловатт. В настоящее время уран и плутоний используются
недостаточно эффективно, поскольку реакторы работают с медленными нейтронами. Наилучшие результаты получены с реактором на быстрых нейтронах. Такой реактор обладает особой способностью к расширенному воспроизводству ядерного топлива. Кроме того, реактор на быстрых нейтронах позволяет включать уран 238 и торий 232 в топливный цикл. Другими словами, более полно
разрабатывать природные запасы ядерного топлива. Строительство атомных электростанций, оснащенных реакторами на быстрых нейтронах, является генеральной линией дальнейшего развития ядерной энергетики в Японии. Эта тенденция народного хозяйства принадлежит будущему.
Смотрите также:
Решение задач по термодинамике
| Основы теплофикации | Циклы парогазовых установок |
| Внутренний относительный к. п. д. паровой турбины | Циклы установок с магнит идродинамическими генераторами |
