4) Места расположения, технологическая схема, достоинства и недостатки эс с паровыми установками гтэс и пгу
Основу современных газотурбинных электростанций составляют газовые турбины мощностью 25-100 МВт. Принципиальная схема технологического цикла заключается в следующем (рисунок 1.4)
Рисунок 1.4 Технологическая схема ГТЭС
Топливо подаётся в камеру сгорания, туда же подаётся сжатый воздух от компрессора. Продукты сгорания отдают энергию газовой турбине, которая вращает компрессор и электрический генератор. Запуск установки осуществляется от стартового двигателя М и составляет 1 - 2 мин. Это позволяет ГТЭС использовать для покрытия пиков нагрузки. Основная часть тепла выбрасывается в атмосферу, что обуславливает низкий КПД = 25 - 30% и значительное влияние на экологию.
Для повышения экономичности ГТЭС разработаны парогазовые установки (ПГУ). В них топливо сжигается в топке парогенератора. Пар из парогенератора направляется в паровую турбину, а продукты сгорания - на газовую. Таким образом, ПГУ имеют два генератора, приводимых во вращение: один - паровой, другой - газовой турбиной. В настоящее время разработаны установки ПГУ мощностью 200-250МВт
5) Виды, достоинства и недостатки нетрадиционных источников электроэнергии (в том числе мгдг)(магнитогидродинамический генератор)
Рисунок 1.5 Технологическая схема ЭС с МГД-генератором
Топливо, вместе с легкоионизируемой присадкой (К2СО3) вводится в камеру сгорания 1, куда подаётся воздух компрессором 6. Воздух подогревается в воздухонагревателе 5. Продукты сгорания, представляющие ионизированный газ, направляются в МГД - канал 2, пронизываемый магнитным полем большой напряжённости, созданным магнитной системой 3. Ионы осаждаются на токосъёмниках, создающих напряжение постоянного тока, которое преобразуется инвертором 4 в переменное напряжение.
Выхлоп МГД - канала при температуре около 2000 градусов К направляется в котёл 8, используемый для нагревания воды. Пароводяной контур, состоящий из турбин 7, конденсатного насоса 10 приводит во вращение генератор G.
За счёт более полного срабатывания тепловой энергии продуктов сгорания КПД такого цикла может достигать 50 - 60 %, в то время как тепловая станция имеет КПД = 40%.
Учитывая, что такая установка должна работать длительно, основной проблемой в её создании является получение надёжных конструкционных материалов МГД - канала. Такая проблема ещё не решена.
Возможна реализация МГДГ на продуктах взрыва. Известно, что при взрыве образуется мощная ударная волна, за фронтом которой резко увеличивается температура. При введении щелочных добавок за фронтом ударной волны может быть получен слой газа с высокой удельной электрической проводимостью и высокой скоростью. При давлении в МГД --канале такой высокопроводящий поршень обеспечивает импульсное генерирование значительной электрической мощности.
6) Технологическая схема, достоинства и недостатки аэс с реакторами типа ввэр
|
Технологическая схема АЭС с реактором ВВЭР |
|
В реакторе ВВЭР в качестве теплоносителя и замедлителя используется вода под давлением, созданным главным циркуляционным насосом ГЦН, которая переносит тепло из активной зоны реактора ЯР в парогенератор. Число реакторных контуров для реактора ВВЭР - 1000 - 4 и столько же ГЦН. ГЦН должен обеспечивать циркуляцию теплоносителя в нормальных и аварийных режимах. Для компенсации температурных изменений объёма воды в одной из реакторных петель устанавливается компенсатор объёма КО с электронагревателем (ЭН). Электронагреватели обеспечивают испарение воды в КО и поддержание заданного давления пара над уровнем воды в реакторном контуре. Для предотвращения вскипания теплоносителя, при аварийном положении АЭС, электронагреватели должны быть обеспечены электроснабжением, допускающим перерывы питания только на время включения резервного питания. В нормальном режиме работы реактора необходима подпитка первого контура, которая осуществляется подпиточным насосом ППН, забирающим воду из деаэратора. Кроме того, для регулирования количества тепловых нейтронов, то есть регулирования мощности реактора, используют в качестве замедлителя борированную воду, которая подаётся насосами НБК 1,2. Подпиточный насос используется для подпитки первого контура в режиме «малых течей». Перегрузка и выдержка тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) осуществляется в бассейне под слоем воды (БТВЭЛ). Для охлаждения воды предусматриваются теплообменник ТО и насос НО ТВЭЛ. В эту систему может быть подана борированная вода. Этот насос должен быть обеспечен бесперебойным питанием.
Рисунок 2.1 Технологическая схема АЭС с реактором типа ВВЭР В режиме нормальной эксплуатации реактора первостепенную роль играет система управления и защиты реактора (СУЗ). Механизмы управления СУЗ являются важнейшими элементами системы регулирования и обеспечения ядерной безопасности. Поэтому электропривод механизмов СУЗ требует особо надёжного питания. Безопасность АЭС обеспечивают кроме систем нормальной эксплуатации локализующие системы и система аварийного охлаждения активной зоны реактора - САОЗ. Назначение двух последних систем - не допустить распространения радиоактивности за пределы герметичных помещений АЭС даже при полном разрыве главного циркуляционного контура (максимальная проектная авария - МПА). Аварийное охлаждение зоны обеспечивается тремя независимыми системами. Состав одной из систем мы и рассмотрим. Она включает баки аварийного запаса борного раствора АЗБР, теплообменник расхолаживания ТОР, спринклерные насосы СН, насосы аварийного расхолаживания низкого и высокого давления НАР. При нарушении герметичности реакторного контура и небольшой течи включаются НАР, подающие борированный раствор в контур. Если имеет место МПА и давление в реакторе падает, то для предотвращения вскипания воды в реакторе в пространство над активной зоной и под неё автоматически подаётся вода из гидроаккумулирующих ёмкостей ГАЕ. Одновременно подаётся борированная вода в спринклерные установки. Пар конденсируется в струях воды от спринклерных установок, предотвращая повышение давления в герметичной оболочке. В приямках собирается вода, охлаждается в теплообменнике ТОР и вновь заканчивается в контур и в спринклерные установки до полного расхолаживания реактора. Электрооборудование этой системы САОЗ допускает перерыв питания до 30-60 сек. Технологическая схема второго контура АЭС практически не отличается от аналогичной схемы КЭС. Назначение системы - обеспечение работы турбин за счёт производства пара в парогенераторе (ПГ), его срабатывания на турбине; конденсации пара и последующей подачи воды в парогенератор. В реакторах ВВЭР-1000 рабочий питательный насос имеет турбопривод. Кроме рабочего предусмотрен пускорезервный насос с электроприводом, имеющий надёжное питание. На АЭС имеется развитая система технического водоснабжения. Эта система используется как для охлаждения главного конденсатора с помощью циркуляционного насоса, так и для других ответственных потребителей (теплообменников САОЗ, теплообменника выдержки ТО и т.д.) с помощью специальных насосов, требующих надежного питания. Высокой надёжности электроснабжения требуют противопожарные насосы. Достоинства. 1. Практически отсутствует влияние на экологию, так как имеет место только тепловое загрязнение гидросферы и атмосферы. 2. Относительно высокий КПД ≈36%. 3. Малый объем горючего и длительный (3 года) срок работы до его перезагрузки. Недостатки. 1. Сложность захоронения отходов. |
