Атомная электростанция (АЭС): одноконтурная, двухконтурная

На сегодняшний день ядерная энергетика является важной и неотъемлемой частью мировой экономики. В мире действуют большое количество ядерных энергоблока, которые вырабатывают более 14% всей электроэнергии в мире. Основными предпосылками развития и функционирования ядерной энергетики являются:Во-первых, высокая калорийность ядерного топлива (примерно в 2106 раза выше, чем органического топлива). Поэтому на основе ядерной энергетики можно развивать энергетическую базу районов, лишенных собственных запасов энергетического сырья, без увеличения затрат на его доставку. Во-вторых малое, в условиях нормальной эксплуатации, загрязнение окружающей среды, что характерно при сжигании органического топлива, где расходуется огромное количество кислорода и происходит выброс продуктов сгорания в окружающую среду.Актуальность работы.Постоянный рост потребности человечества в топливе и электроэнергии, а также уменьшение природных запасов органического топлива способствует росту ядерной энергетики.Практическое значение.Суммарное производство электроэнергии на АЭС в год в настоящее время эквивалентно сжиганию на ТЭС – 550106 тонн угля или 320106 тонн нефти. ТЭС электрической мощностью 1000 МВт потребляет в год 3106 тонн угля, производя при этом 7106 тонн углекислого газа, 120103 тонн диоксида серы, 20103 тонн оксидов азота и 750103 тонн золы.Методика расчета показателей эффективности инвестиционных проектов состоит из 4 основных частей:1. Выбор основных технических характеристик проектируемых объектов на основе литературных и других источников.2. Расчет сметы затрат на производство по каждому инвестиционному проекту.3. Расчет показателей эффективности инвестиционных проектов.4. Выводы по результатам анализа и сопоставления показателей эффективности инвестиционных проектов.Литературный обзор.Тематика работы рассматривается в трудах ИСА РАН, СПИИРАН и работах отечественных и зарубежных ученых и исследователей: Г. Саймона, Т. Саати, Р. Акоффа, С. Янга, Х. Райфа, Э. Мушика, П. Мюллера, О.И. Ларичева, Е.П. Голубкова, А. Г. Венделина, Ю.Ю. Екатеринославского, Ю.Ф. Мартемьянова, Т.Я. Лазаревой, С.Я. Егорова, А.В. Белова и других ученых.Цель и задачи работы. Целью предлагаемого исследования является рассмотрения общих сведений по АЭС одноконтурные и двуконтурные. Для достижения поставленной цели исследования необходимо было решить следующие задачи: ‒ проанализировать этапы процесса конструкторского проектирования; ‒ уточнить перечень показателей качества, характеризующих компоновочное решение;– проанализировать общие сведения, требования и характеристики АЭС;– прогнозирование повреждений теплообменных трубок парогенератора;– выбор обобщающих параметров для описания эффектов водно-химического режима;– патентный поиск по выбранной тематике.Объект исследования – характеристики оборудования для АЭС.Предмет исследования - теоретические и методические вопросы по сведениям одноконтурных и двухконтурных АЭС.1 Общие сведенияПроизводство рабочего пара на АЭС осуществляется в специальных теплообменных установках — ПГ.В ядерных реакторах помимо теплофизических и физико-химических процессов, свойственных обычным теплообменным установкам, протекают и нейтронно-физические процессы, обусловливающие специфичность этих агрегатов и выделяющие их в особый класс теплообменных аппаратов. Одновременное рассмотрение сочетаний реактор — ПГ и теплообменные устройства — ПГ нецелесообразно. Однако следует иметь в виду, что основные закономерности теплофизических и физико-химических процессов, протекающих при производстве пара, идентичны как для кипящих реакторов, так и для собственно ПГ. Для кипящих реакторов необходимо уточнение влияния на эти процессы весьма высоких тепловых потоков, больших скоростей теплоносителей и ионизирующего излучения.Под ПГ АЭС понимают теплообменный аппарат, служащий для производства рабочего пара за счет тепла, вносимого в него охладителем реактора. ПГ — один из основных агрегатов двухконтурных АЭС. Однако в первый период развития ядерной энергетики он входил в состав и одноконтурных АЭС. Основные характеристики ПГ АЭС, так же как и ПГ ТЭС: паропроизводительность, параметры пара и температура питательной воды. Важным показателем является чистота пара (а для цикла с насыщенным паром — влажность). В общем случае ПГ АЭС также состоит из подогревательного (водяной экономайзер), испарительного (испаритель) и пароперегревательного (пароперегреватель) элементов. Эти элементы могут быть совмещены в одном теплообменном аппарате, а могут быть и самостоятельными теплообменниками, включенными последовательно в контуры обоих теплоносителей.Нагреваемый теплоноситель (вода, пароводяная смесь, пар) носит название рабочего тела. Греющий теплоноситель (охладитель реактора) называют первичным теплоносителем. Движение рабочего тела в экономайзере и пароперегревателе всегда однократное и принудительное. По способу организации движения рабочего тела испарители делят на три группы: с естественной циркуляцией, с многократной принудительной циркуляцией и прямоточные. В соответствии с этим различают и типы ПГ в целом. Парогенераторы с естественной циркуляцией характеризуются многократным движением воды в испарителе за счет естественного напора, возникающего из-за разности масс столбов жидкости в опускной системе и пароводяной смеси в подъемной. Испаритель представляет собой в этом случае замкнутый контур. Парогенераторы с многократной принудительной циркуляцией также имеют многократное движение воды в замкнутом контуре испарителя вследствие напора, создаваемого циркуляционным насосом, который включен в опускную систему.Прямоточные ПГ характеризуются включением всех элементов в одну последовательную цепь с однократным принудительным движением в них рабочей среды вследствие напора питательного насоса.По виду первичного теплоносителя ПГ делят на две группы: с жидкими теплоносителями и с газообразными. Движение теплоносителя — принудительное. В дипломном проекте рассматриваются парогенераторы с жидкостным теплоносителем – водой.Показатель, характеризующий тепловую экономичность ПГ — КПД. В ПГ имеет место только один вид потери тепла — в окружающую среду, но он невелик — 1—2% тепловой мощности ПГ.Обеспечение надежной работы теплообменных трубок (ТОТ) парогенераторов (ПГ) является важнейшей задачей для различного типа АЭС как в отечественной атомной энергетике, так и за рубежом.Тонкостенные теплообменные трубы парогенератора являются важной частью границы первого контура и для того, чтобы исполнять функции эффективного барьера, теплообменные трубы не должны иметь сквозных дефектов или дефектов, требующих глушения ТОТ.На ПГ российского производства повреждения теплообменного пучка имеют место в различной степени на всех блоках АЭС и являются в настоящее время основным фактором, определяющим остаточный ресурс ПГ.Одной из важнейших в современной технике можно обоснованно полагать проблему точного знания ее состояния - остаточного и технического ресурса деградирующего металла на данный момент времени. Оценка технического и остаточного ресурсов, обоснование продления срока службы металла оборудования, в том числе – оборудования атомной энергетики, обоснование сроков снятия с эксплуатации - все это положительные производные от решения этой проблемы.Реализация подобной задачи сопряжена как с объективными научно-техническими сложностями, так и с преодолением субъективных, исторически сложившихся подходов и путей ее решения, а именно