- •Лекция 2. История развития энергопроизводства и энергоиспользования в России и в мире
- •Ископаемый уголь Добыча угля
- •Доказанные запасы угля
- •Уголь в России История добычи угля в России
- •Добыча и запасы угля в России
- •Крупнейшие перспективные месторождения
- •Применение угля
- •Стоимость угля
- •Газификация угля
- •Сжижение угля
- •Уголь в качестве топлива
- •Удельная теплота сгорания угля в сравнении с другими веществами
- •Нефть Исторические сведения о нефти
- •Разработка и применение нефти Добыча нефти
- •Очистка нефти
- •Применение
- •Развитие учения о нефти и нефтепереработке
- •Экономика и промышленность Запасы нефти
- •Цены на нефть и их экономическое значение
- •Нефтяная промышленность в России
- •История отрасли
- •Современная ситуация
- •Экономия и альтернативы конвенциональной нефти
- •Битуминозные (нефтяные) пески
- •Нефть из горючих сланцев
- •Топливо из угля
- •Газовые автомобили
- •Биотопливо
- •Гибридные автомобили Электромобили
- •Природный газ Месторождения природного газа
- •Добыча и транспортировка
- •Транспортировка природного газа
- •Содержание
- •Глава 1. Получение электроэнергии
- •Глава 2. Топливо для производства электроэнергии
- •Глава 3. Устройство ядерных реакторов
- •Глава 4. Обеспечение безопасной работы ядерных реакторов
- •Глава 5. Ядерный топливный цикл
- •Глава 6. Воздействие на среду обитания энергетических установок
- •Введение
- •Глава 1. Получение электроэнергии
- •Немного истории. Почему электрическая?
- •Тепло механическая энергия электрическая энергия
- •Кпд теплового двигателя
- •Глава 2. Топливо для производства электроэнергии
- •Топливные ресурсы
- •Органические невозобновляемые топливные ресурсы
- •Ядерное топливо
- •Прогноз стоимости электроэнергии, вырабатываемой различными способами, в 2005-2010 годах (цент сша/кВт-час)
- •Солнечная энергия
- •Энергия ветра
- •Глава 3. Устройство ядерных реакторов
- •Атомная электростанция (аэс)
- •Виды ядерных реакторов
- •Реакторы на медленных нейтронах
- •Канальные водо-графитовые реакторы
- •Газоохлаждаемые реакторы
- •Реакторы на быстрых нейтронах
- •Реакторы нового поколения
- •Глава 4. Обеспечение безопасной работы ядерных реакторов
- •Радиоактивное излучение в нормальном режиме работы аэс
- •Материалы и конструкции биологической защиты
- •Излучение остановленного реактора
- •Средние индивидуальные годовые дозы облучения населения зоны аэс, мЗв/год
- •Вклад различных источников ионизирующего излучения в годовую дозу, получаемую человеком
- •Наиболее вероятные эффекты при различных значениях доз облучения и мощностей дозы, отнесенные к целому телу
- •Предотвращение аварий на ядерных реакторах
- •Международная шкала ядерных аварий
- •Общая статистика аварий на электростанциях
- •Серьезные аварии на военных, исследовательских и коммерческих ядерных реакторах с 1977 года
- •Некоторые инциденты, связанные с производством энергии на органическом топливе, начиная с 1977 года
- •Более ранние зафиксированные аварии на ядерных реакторах
- •Статистика инцидентов при производстве электроэнергии
- •Глава 5. Ядерный топливный цикл
- •Добыча руды
- •Отработанное ядерное топливо (оят)
- •Ядерные "отходы"
- •Переработка отработанного ядерного топлива
- •Размещение и хранение отходов
- •Глава 6. Воздействие на среду обитания энергетических установок
- •Использование угля как топлива
- •Теплотворная способность различного топлива и коэффициенты выброса co2
- •Международная ядерная безопасность
- •Заключение
- •Электроэнергия
- •Динамика мирового производства электроэнергии по годам
- •Промышленное производство электроэнергии
- •Распределённая энергетика
- •Добыча полезных ископаемых в России
- •Топливно-энергетические полезные ископаемые
- •Нефть и газ
- •История добычи нефти и газа
- •История добычи угля в России
- •История добычи угля
- •Запасы угля в России
- •Крупнейшие перспективные месторождения
- •Трудовые ресурсы и зарплата
- •Тема 3. Современное состояние энерго- и ресурсопроизводства и использования
Газоохлаждаемые реакторы
В настоящее время ведутся работы по созданию высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов (ВТГР) с гелиевым теплоносителем. Активная зона таких реакторов представляет собой засыпку шаровых ТВЭЛов, внутри графитовой оболочки которых равномерно вкраплено ядерное топливо. Шаровая засыпка ТВЭЛов расположена в графитовом цилиндрическом отражателе. В нижней части отражателя она опирается на графитовый под конической формы с отверстиями для выгрузки ТВЭЛов. Использование шаровых ТВЭЛов позволяет производить их непрерывную перегрузку в активной зоне реактора, то есть выводить из активной зоны отработавшие ТВЭЛы и заменять их новыми. Из-за небольших размеров ТВЭЛов и большого их количества каждый новый элемент вносит незначительную избыточную реактивность. Поэтому такой способ перегрузки топлива является безопасным.
Реакторы ВТГР используют энергию деления тяжелых ядер не только для производства электроэнергии, но и для получения теплоты (до 1000 оС) в технологических процессах (например, в производстве некоторых химических продуктов). Кроме того, гамма–излучение выводимого из реактора топлива используется для ряда радиационно-химических процессов (например, облучения полиэтилена). Столь высокой температуры теплоносителя невозможно достичь в реакторах других типов. Поэтому создание высокотемпературных газовых реакторов диктуется необходимостью развития новых отраслей промышленности.
Используемый в качестве теплоносителя инертный газ (гелий) обладает хорошей термической и радиационной стойкостью, химической стабильностью, минимально поглощает и выделяет нейтроны.
Ядерная безопасность реактора обеспечивается следующими его свойствами:
Ядерное горючее в нем не может расплавиться;
При отсутствии теплоносителя в зоне реакции не образуется критическая масса;
При повышении температуры в аварийной ситуации цепная реакция самопроизвольно прекращается.
Таблица 3. Типы ядерных реакторов, находящиеся в эксплуатации и их суммарная тепловая мощность P
Тип реактора |
Основные страны |
Количество |
P , ГВт |
Топливо |
Теплоноситель |
Замедлитель |
Герметичный водяной реактор высокого давления |
США, Франция, Япония, Россия |
252 |
235 |
Обогащенный UO2 |
Вода |
Вода |
Кипящий реактор |
США, Япония, Швеция |
93 |
83 |
Обогащенный UO2 |
Вода |
Вода |
Реактор с газовым охлаждением |
Великобрита-ния |
34 |
13 |
Естественный U, обогащенный UO2 |
СО2 |
Графит |
Герметичный реактор на тяжелой воде "CANDU" |
Канада |
33 |
18 |
Естественный UO2 |
Тяжелая вода |
Тяжелая вода |
Легко-водный реактор с графитовым замедлителем |
Россия |
14 |
14 |
Обогащенный UO2 |
Вода |
Графит |
Реактор на быстрых нейтронах |
Япония, Франция, sРоссия |
4 |
1.3 |
PuO2 и UO2 |
Жидкий натрий |
Нет |
Другие |
Россия, Япония |
5 |
0.2 |
|
|
|
|
ВСЕГО |
435 |
364 |
|
|
|