Баланс теплоты на аэс.

Рассмотрим баланс теплоты в системе двухконтурной АЭС (рис. 3.6). Часть выделившейся в активной зоне реактора теплоты теряется в первом контуре в трубопроводах циркуляционного контура 1, в шахте реактора 2, в защите реактора 3, на линии продувочной воды реактора 4. Из переданной в парогенераторе во второй контур теплоты часть в боксах парогенераторов 5, в трубопроводах 6, с продувочной водой парогенератора 7, с утечками пара 8.

Часть выработанной на АЭС электроэнергии расходуется на соб­ственные нужды (5-7%). Наиболее значительные затраты электроэнергии на собственные нужды имеют АЭС с газовым теплоносителем (10-20%).

Как видно из рис. 3.6, самые значительные потери теплоты про­исходят в конденсаторе. Теплота конденсации 1 кг пара при давлении в конденсаторе 0,004 МПа составляет 2195 кДж/кг.

На соверменных АЭС 60% пара, поступающего в турбину, конден­сируется в конденсаторе и 40% в системе регенерации.

Как уже отмечалось, в связи с низкими начальными параметрами расходы пара на турбоустановки АЭС значительны, отсюда и значитель­ны потери теплоты в конденсаторе. Это и определило низкую тепловую экономичность АЭС (29-33%). Тепловая экономичность ТЭС выше (39-42%) за счет более высоких начальных параметров. В этом плане АЭС производит большее по сравнению с ТЭС тепловое загрязнение окружа­ющей среды.

Баланс теплоты в схеме аэс.

Рассмотрим баланс теплоты для 1 кг пара в системе одноконтурной АЭС, представленный на рис 3.5,а.

В активной зоне реактора выделяется количество теплоты q_а.з. , кДж/кг. При работе насосов, перекачивающих конденсат, питательную и реакторную воду, выделяется дополнительное количество теплоты q_п.н. , которое передается рабочему телу. В реакторе имеет место небольшая потеря теплоты в окружающую среду q_р . Из сказанного следует, что энтальпия пара, кДж/кг, поступающего на турбину, составляет h_п = q_а.з.+ q_пн – q_р . Из этого количества теплоты небольшие количества затрачиваются на тепловые потери в трубопроводах q_тр , механические потери в турбине q_т и потери в электрическом генераторе q_г . Кроме то­го, отработавший в турбине пар должен быть сконденсирован, для чего в конденсаторе отводится значительное количество теплоты q_к , кДж/кг. Из рис. 3.5,а видно, что количество теплоты q_эл , кДж/кг, эквивалентное количеству произведенной электроэнергии, су­щественно меньше, чем q_к . Именно в большом значении q_к , свой­ственном водяному пару, и заключается причина относительно низкой тепловой экономичности АЭС с водным теплоносителем - 29-33%.

Сравним тепловые балансы АЭС (рис. 3.5,а) и ТЭС (рис.3,5,б). Для ТЭС теплота выделяется при сжигании органического топлива в топке парового котла q_топ . Потери теплоты в котельной установке q_к.у. больше, чем в реакторной, так как они связаны не только с потерей теплоты в окружающую среду, но также с некоторым недожогом топлива и, главное, выбросом в атмосферу продуктов горения с относительно высокой температурой. Таким образом, энтальпия пара, кДж/кг, перед турбиной ТЭС

h_п = q_топ + q_пн – q_к.

На ТЭС используется перегретый пар высоких, часто сверхвысо­ких критических параметров. Поэтому в расчете на 1 кг пара на ТЭС значение q_топ. больше, чем q_а.з., отвечающее насыщенному пару средних давлений. Это означает большую тепловую экономичность ТЭС по сравнению с АЭС, т.е. , так как отвод теплоты в конденсаторе q_к практически не зависит от начальных параметров пара. Термическая экономичность современных ТЭС превышает 40% за счет более высоких значений энтальпий пара перед турбиной.

Аналогично может быть представлен тепловой баланс для двухконтурной АЭС. Различие будет заключаться в дополнительной потере теплоты в окружающую среду парогенератором и увеличенной потере теплоты более разветвленными трубопроводами. Это означает, что тепловая экономичность двухконтурной АЭС всегда несколько ниже, чем одноконтурной.

Так как для АЭС с жидкометаллическим теплоносителем не существует ограничений по параметрам пара, термические эффективнос­ти ТЭС и трехконтурных АЭС могут быть практически одинаковыми.

Часть выделившейся в а.з. реактора теплоты теряется в I контуре, т/пр ОЦК, в шахте реактора, в БЗ, на линии продувочной воды в реакторе. Из переданной в ПГ во второй контур теплоты часть теряется в боксах ПГ, т/пр, с продувочной водой ПГ, с утечками пара.

Часть выработанной на ТАС электроэнергии расходуется на собственные нужды (5-7%). Наиболее значительные затраты электроэнергии на собственные нужды имеют АЭС с газовым теплоносителем (10-20%)

Самые значительные потери теплоты происходят в конденсаторе.

На современных АЭС 60% пара поступающего на турбину конденсируется в конденсаторе, и 40% в системе регенерации.

В связина с низкими начальными параметрами расходы пара на турбоустановки АЭС значительны, отсюда и значительны потери теплоты в конденсаторе. Это и определило низкую тепловую экономичность АЭС (29-33%). Тепловая экономичность ТАС выше (39-42%) за счет более высоких начальных параметров. В этом планеАЭС производит большее тепловое загрязнение окружающей среды.