Лекции / Лекция 2

Первые взрывы паровых котлов

•После создания парового двигателя Уатта появилось множество конструкций появилось множество конструкций паровых котлов с давлением выше атмосферного.

•Возросла эффективность, но возросли и риски.

•1817 г. – первые крупные взрывы котлов на паровых судах (десятки смертей)

•1838 г. – гибель 500 человек из-за взрывов (пароходы «Мозель», «Султана» и т.п.)

2

Первые взрывы паровых котлов

•На стационарных парогенерирующих установках также происходили взрывы котлов.

•1905 г. – в старом котле обувной фабрики Grover (США) произошел взрыв пара:

Пробило паром три этажа и крышу фабрики,

Фабрика обрушилась,

Возникли пожары

58 человек погибло, 117 ранены.

•XIX век – тысячи взрывов котлов, тысячи смертей

3

ASME стандарты котлов и сосудов высокого давления

•1880 г. – основано ASME (американское общество инженеров-механиков)

•Цель ASME – обсуждения проблем, вызванных индустриализацией и механизацией,

включая взрывы котлов

•1908 г. – разработаны новые законы о котлах

•1915 г. – первый стандарт ASME по котлам и сосудам высокого давления (114 стр.)

•Сейчас – стандарты ASME составляют 28 книг (16 000 страниц)

•1947 г. – ASME начало работу с ядерными технологиями

•1954 г. – ASME создала группу по энергетическим котлам

•1963 г. – ASME выпустила правила изготовления компонентов АЭС:

Корпуса реакторов высокого давления,

Защитная оболочка,

Парогенераторы.

•Стандарты ASME используются в международной практике

4

Развитие центральных электростанций, генерирующих электроэнергию

•1879 г. – изобретение электрической лампочки Эдисоном

•1882 г. – первая электростанция Эдисона (паровой двигатель~0,5 МВт, 59 клиентов)

•1900 г. – появилось множество электростанций по всему миру

•Первые паровые турбины имели мощность 1,5 МВт

•1910-1920 г.г. – мощность турбин увеличилась до 30-70 МВт

•1967 г. – мощность турбин выросла до 700 МВт

5

Расщепление атома и возникновение ядерной энергии: атомы соединяются с водой и паром

•1939 г. – опыты Гана и Штрассмана по расщеплению урана

•1939 г. – Мейтнер и Фриш ввели термин «ядерное деление»

•1939 г. – Харитон – Зельдович «К вопросу о цепном распаде основного изотопа урана»

•1939 г. – Ферми и Бор дискутировали о создании ядерного реактора

•1940 г. – Ферми начал работу над возможными конструкциями реактора

•1942 г. – Создан первый ядерный реактор (Chicago Pile-1)

Топливо – природный уран,

Замедлитель – графит,

Активная зона – графитовые блоки, в полостях было ядерное топливо,

Управление реакцией – стержни из кадмия и бористой стали.

•02.12.1942 г. – осуществлена самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция

6

Расщепление атома и возникновение ядерной энергии:

атомы соединяются с водой и паром

"Чикагская поленница" (Chicago Pile-1), 1942 г.

7

Развитие мирной ядерной энергетики

•27 июня 1954 г. – первая АЭС подключена к электросети (Обнинск)

Тепловая мощность – 30 МВт,

Электрическая мощность 5 МВт

Влияние этой АЭС больше, чем просто как источника электроэнергии мощностью 5 МВт, поскольку это также была демонстрация мирного использования ядерных технологий.

Эта демонстрация мирного использования атомной энергии оказала большое влияние на мотивацию других стран последовать ее примеру и приступить к разработке и строительству АЭС.

•1955 г. – BORAX-III (США)

•1956 г. – Calder Hall I (Великобритания) – 50 МВт (первый коммерческий реактор)

•1962 г. – CANDU (Канада) – тяжеловодный реактор

8

Развитие мирной ядерной энергетики

Глобальное распространение мирного использования ядерной энергии привело к многочисленным международным разработкам в области реакторных технологий:

Россия,

Франция,

Япония,

Великобритания,

Канада,

Германия,

Корея,

Швеция,

Индия,

Аргентина

и совсем недавно Китай

разработали свои собственные варианты конструкции реакторов с водяным и жидкометаллическим охлаждением для коммерческой энергетики производство.

9

Современное состояние атомной отрасли

•В целом, в настоящее время насчитывается 450 действующих реакторов различных конструкций, с более чем 1300 действующими ПГ.

•Примерно 13,5% мировой электроэнергии вырабатывается из ядерных источников;

•подавляющее большинство производится за счет сжигания ископаемого топлива в виде угля или природного газа (62,3%).

•Из 11 крупнейших электростанций в мире

4 являются атомными,

а остальные 7 - гидроэлектростанциями.

•Интерес к использованию ядерной энергии для производства электроэнергии как важного и надежного источника энергии, не содержащего “парниковых” газов, приводит к строительству новых ядерных реакторов во многих странах, несмотря на спад на некоторых традиционных рынках.

•Безопасная и эффективная эксплуатация существующего парка АЭС, равно как и продление срока их службы, имеет важное значение для глобальной устойчивости и благополучия людей.

10