7. Атомные электростанции

В ядерном реакторе на тепловых нейтронах обогащение по U235 составляет 2-4,4%. Стоимость кВт установленной мощности АЭС в 1,5 раза выше чем у ТЭС, но ЭЭ всё равно дешевле у АЭС. При делении 1г изотопов урана или плутония(U233, U235, Pu233) высвобождается 2,8 тут что эквивалентно 22,5 т*кВт*ч. Отвальный уран содержит U235 в существенно меньшем количестве, чем природный. Глубокое(более полное) использование уранового топлива, включая отвальный, м\б достигнуто в реакторах на быстрых нейтронах(БН).

На АЭС применяют конденсационные турбины. В любой АЭС различают:

Рабочее тело – среда, совершающая работу, преобразующая тепловую энергию в механическую. Обычно исп пар, жидкий натрий.

Теплоноситель – отводит тепло, выделяющееся в реакторе. Циркулирует по замкнутому контуру, т. к. радиоактивен.

Крупнейшая АЭС Европы – Запорожская 6ГВт, Мира – Касивадзаки 9,2 ГВт.

1 – реактор; 2 – Барабан сепаратора; 3 – часть высокого давления; 4 – пароперегреватель; 5 – часть высокого давления; 6 –генератор; 7 – питательный насос; 8 – подогреватель низкого давления; 9 – деаэратор; 10 - питательный насос; 11 – конденсатор; 12 – турбина; 13 – теплообменник; 14 – насос жидко-металлического натрия.

Схема блока АЭС с реактором РБМК(реактор большой мощности канальный)

В реакторе прокачивается вода, с выхода она поступает на 2, откуда сухой пар поступает на ЧВД турбины, от нее через 4 поступает в ЧНД турбины, далее как обычно.

+ простота, высокий кпд

- невысокая надежность, 1ый контур р\а, поэтому на турбину поступает р\а пар

Схема блока АЭС с реактором ВВЭР(водно-водяной энергетический реактор)

Реактор водно-водяной гетерогенный, корпусного типа, работающий на тепловых нейтронах с водно-водяным теплоносителем(вода под давлением). В активной части реактора исп шестигранные кассеты, содержащие цилиндрические ТВЭЛы на двуокиси урана с покрытием из сплава циркония с 1% ниобия.

Схема блока трехконтурной АЭС на БН(быстрых нейтронах)

Первый и второй контура заполнены металлическим натрием, третий – водой(рабочее тело). Только первый р\а. Реакторы на БН на трёх контурах наиболее эффективны, т. к. они наиболее эффективно используют ядерное топливо и оно восстанавливается(регенерируется), утилизируется.

8 Гэс и гидроаккумулирующие подстанции: технологические схемы, характеристика, условия применения, примеры.

ГЭС - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечи­вающих необходимую концентрацию по­тока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, преобразуется в электрическую.

ГЭС по установленной мощности: мощные (св. 250 МВт), сред­ние (до 25) и малые (до 5).

Мощность ГЭС зависит от напора (разности уровней верхнего и нижнего бьефа), расхода воды, используемых в турбинах и КПД гидроагрегата.

По max используемому напору ГЭС делят: Высоконапорные (более 60 м); Средненапорные (25-60 м); Низконапорные (3-25 м).

По ряду причин (сезонных изменений уровня воды в во­доёмах, непостоянства нагрузки энерго­системы, ремонта и т. п.) напор и расход воды непрерывно меняются, а, кроме того, меняется расход при регули­ровании мощности ГЭС.

По схеме использования водных ре­сурсов и концентрации напоров ГЭС обыч­но подразделяют на русловые, приплотинные, смешанные, гидроаккумулирующие и приливные.

Гидроэлектростанции обычно имеют водохранилища, позволяющие аккумулировать воду и регулировать ее расход и рабочую мощность станции.

Технологическая схема гидравлической электростанции:

УВБ – уровень верхнего бъефа;

УНБ – уровень нижнего бъефа;

Н – перепад высот; ГТ – гидротурбина

Мощность гидроэлектростанции (кВт) может быть определена по выражению:

Гидроаккумулирующие станции (ГАЭС).

ГАЭС нужны для выравнивания графика нагрузки. Сооружение ГАЭС обусловлено ростом потребности в пиковой мощности в крупных энергетических системах, что и определяет генераторную мощность, тре­бующуюся для покрытия пиковых на­грузок. Способность ГАЭС аккумулиро­вать энергию основана на том, что сво­бодная в энергосистеме в некоторый пе­риод времени электрическая энергия используется агрегатами ГАЭС, которые, работая в ре­жиме насоса, нагнетают воду из водохра­нилища в верхний аккумулирующий бас­сейн. В период пиков нагрузки аккуму­лированная энергия возвращается в энергосистему (вода из верхнего бассей­на поступает в напорный трубопровод и вращает гидроагрегаты, работающие в режиме генератора).

Время пуска и смены режимов работы ГАЭС измеряется несколькими минутами, следовательно их можно эффективно использовать в пиковых режимах.

η=0,75; но в реальных условиях не более 0,65