- •В.П. Казанцев Общая энергетика
- •Оглавление
- •4.6. Природоохранные проблемы гидроэнергетики и их учет при проектировании гэс ……………….. 182
- •Принятые сокращения
- •Введение
- •1. Общие вопросы энергетики
- •1.1. Энергетические ресурсы земли и их использование
- •1.2. Топливно–энергетический комплекс России
- •Единая энергетическая система России
- •Преимущества образования еэс заключаются в повышении его экономичности при одновременном повышении надежности и качества электроснабжения потребителей.
- •1.4. Электрические станции
- •1.5. Электрические и тепловые сети
- •1.6. Потребители электрической энергии
- •1.7. Графики электрических и тепловых нагрузок энергосистем
- •1.8. Балансы мощности и энергии энергосистем
- •1.9. Традиционное топливо и его характеристики
- •Теоретические основы работы энергетических установок
- •2.1. Теплопередача, виды теплообмена
- •2.2. Основные термодинамические процессы и законы (начала) термодинамики
- •Термодинамические циклы тепловых двигателей
- •2.3.1. Термодинамический цикл Карно
- •2.3.2. Термодинамический цикл Ранкина
- •2.3.3. Энергетические показатели цикла Ранкина
- •Тепловые и атомные энергетические установки
- •3.1. Тепловые электростанции
- •3.1.1. Тепловые схемы тэс
- •3.1.1.1. Тепловые схемы кэс
- •3.1.1.2. Когенерация. Тепловые схемы тэц
- •3.1.2. Технологические схемы тэс
- •3.1.3. Компоновочные схемы тэс
- •3.1.4. Основное оборудование тэс
- •3.1.4.1. Паровые котлы
- •3.1.4.2. Паровые турбины
- •3.1.4.3. Электрические генераторы и трансформаторы
- •3.1.5. Вспомогательное оборудование тэс
- •3.1.5.1. Насосы и газодувные машины
- •3.1.5.2. Главные паропроводы и питательные трубопроводы тэс
- •3.1.5.3. Системы регенеративного подогрева питательной воды и промежуточного перегрева
- •3.1.5.4. Системы подогрева сетевой воды
- •3.2. Атомные электростанции
- •3.2.1. Принцип действия и типы атомных электростанций
- •3.2.2. Ядерные реакторы
- •3.2.2.1. Принцип работы и классификация ядерных реакторов
- •3.2.2.2. Реакторы на тепловых и быстрых нейтронах
- •3.2.3. Ядерное топливо
- •3.2.4. Тепловые схемы аэс
- •3.2.5. Технологические схемы и компоновка аэс
- •3.2.6. Экономические аспекты атомной энергетики
- •3.2.7. Экология атомной энергетики
- •3.2.8. Перспективы развития ядерной и термоядерной энергетики
- •4. Гидроэнергетические установки
- •4.1. Гидростатика и гидродинамика
- •4.2. Гидроэнергоресурсы и состояние гидроэнергетики России
- •4.3. Классификация, принцип работы и характеристики гидроэнергетических установок
- •4.4. Схемы использования гидравлической энергии
- •4.5. Основное оборудование гэс
- •4.5.1. Гидротурбины
- •4.5.2. Гидрогенераторы
- •4.6. Природоохранные проблемы гидроэнергетики и их учет при проектировании гэс
- •5. Нетрадиционные источники энергии и их использование
- •5.1. Состояние и перспективы нетрадиционной энергетики
- •5.2. Энергия ветра и ветроэлектрические станции
- •5.2.1. Ветроэнергетические установки
- •5.2.2. Основные проблемы и перспективы ветроэнергетики
- •5.3. Энергия Земли и геотермальные электростанции
- •5.4. Энергия Мирового океана и ее использование
- •5.4.1. Гидротермальные электростанции
- •5.4.2. Волновые электростанции
- •5.4.3. Приливные электростанции
- •5.4.4. Электростанции морских течений
- •5.5. Энергия Солнца и солнечные электростанции
- •5.6. Водородная энергетика
- •5.7. Вторичные энергоресурсы
- •5.8. Биомасса как возобновляемый источник энергии
- •Прямое сжигание биомассы
- •2. Получение биогаза
- •3. Использование отходов сельскохозяйственного производства
- •Заключение
- •Список литературы
3.2.3. Ядерное топливо
Топливом для АЭС является ядерное топливо, содержащееся в ТВЭЛах, представляющих собой тепловыделяющие сборки (ТВС). Для современных мощных реакторов загрузка составляет от 40 до 190 тонн. Особенность процесса в том, что масса выгружаемых после отработки определенного срока ТВС такая же, как и масса свежезагружаемых. Происходит лишь частичная замена ядерного горючего на продукты деления. Выгружаемое из реактора топливо имеет все еще значительную ценность. Поэтому для АЭС расход ядерного горючего не является характерной величиной, а степень использования внутриядерной энергии характеризуется глубиной выгорания.
К ядерному топливу относят делящиеся изотопы тяжелых элементов. Делящимися изотопами называются нуклиды, которые делятся при взаимодействии с низкоэнергетическими нейтронами.
К таким изотопам относятся U235, U233, Рu239 и Рu241, среди которых только первый существует в природе. Период полураспада остальных изотопов сравнительно мал, и за время, прошедшее с момента образования во Вселенной химических элементов в процессе ядерного синтеза, они успели полностью распасться.
U233 образуется при захвате нейтронов сырьевым изотопом Th232, единственным стабильным изотопом тория. Торий не имеет делящихся нуклидов и является только воспроизводящим материалом.
Рu239 образуется аналогично из сырьевого изотопа U238. Более тяжелый делящийся изотоп Рu241 образуется в результате двух последовательных захватов нейтронов ядром Рu239.
Хотя при начальном образовании вещества во Вселенной относительные количества изотопов U235 и U238 в естественном уране должны быть примерно одинаковыми, меньший период полураспада первого из них (0,71·109 лет по сравнению с 4,5·109 лет) привел к тому, что к настоящему времени содержание U235 в естественном уране очень сильно снизилось.
Вопрос об использовании плутония для сокращения потребления естественного урана должен решаться с учетом того обстоятельства, что стоимость его извлечения из облученного топлива достаточно высока. Это связано как с высоким уровнем радиоактивности отработанного топлива, так и с высокой токсичностью самого плутония.
Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива (нефть, уголь, природный газ и др.). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе. Кроме того, необходимо учитывать все увеличивающийся объем потребления угля и нефти для технологических целей мировой химической промышленности, которая становится серьезным конкурентом тепловых электростанций. Несмотря на открытие новых месторождений органического топлива и совершенствование способов его добычи, в мире наблюдается тенденция к относительному увеличению его стоимости. Это создает наиболее тяжелые условия для стран, имеющих ограниченные запасы топлива органического происхождения. Очевидна необходимость быстрейшего развития атомной энергетики, которая уже занимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира.