На головну

Теплові схеми АЕС

  1.  I. Два підходу в психології - дві схеми аналізу
  2.  А) Пенсійні схеми
  3.  Алгоритм проектування структурної схеми РПУ
  4.  безконтактні схеми
  5.  У зарубіжній і міжнародній практиці прийняти схеми сертифікації продукції
  6.  У зарубіжній і міжнародній практиці прийняти схеми сертифікації продукції
  7.  У російських правилах сертифікації використовуються модифіковані схеми 2а, 3а, 4а, а також 9-10а, засновані на розгляді декларації про відповідність.

У будь-якій АЕС розрізняють теплоносій і робоче тіло. Робоче тіло - це середовище, що здійснює роботу, перетворюючи теплову енергію в механічну. Робочим тілом зазвичай є водяна пара. Контур робочого тіла завжди замкнутий і додаткова вода в нього надходить лише в невеликих кількостях.

Призначення теплоносія на АЕС - відводити тепло, яке вирізняється на реакторі. Для запобігання відкладень на тепловиділяючих елементах необхідна висока чистота теплоносія. Тому для нього також необхідний замкнутий контур, тим більше що теплоносій реактора завжди радіоактивний.

АЕС називається одноконтурной, Якщо контури теплоносія і робочого тіла не розділені. Переваги цієї схеми: простота і велика економічність в порівнянні з 2-х і 3-х контурними схемами. Недолік - все обладнання працює в радіаційно-активних умовах.

АЕС називається двухконтурной, Якщо контури теплоносія і робоче тіло розділені. Контур теплоносія - перший контур, контур робочого тіла - другий. Переваги: ??обладнання не працює в радіаційно-активних умовах. Недолік: більш низька економічність і більш висока складність у порівнянні з одноконтурной схемою.

АЕС називається трехконтурной, Якщо крім роздільних контурів теплоносія і робочого тіла присутній також і проміжний контур.

Проміжний контур покликаний запобігти небезпеці викиду радіоактивних речовин у разі, якщо тиск в першому контурі вище, ніж у другому, і можливо перетікання теплоносія, що викликає радіоактивність другого контуру, якщо теплоносій (наприклад, металевий натрій) інтенсивно взаємодіє з парою і водою.

На АЕС, що працює по одноконтурній схемі (рис. 3.21, а), Пара утворюється в активній зоні реактора і звідти спрямовується в турбіну.

У деяких випадках до надходження в турбіну пар піддається перегріву в перегревательних каналах реактора. Одноконтурна схема найбільш проста. Однак що утворюється в реакторі пар радіоактивний, тому більша частина обладнання АЕС повинна мати захист від випромінювань.

В процесі роботи електростанції в паропроводах, турбіні і інших елементах обладнання можуть накопичуватися виносяться з реактора з парою тверді речовини (що містяться у воді домішки, продукти корозії), що володіють наведеною активністю, що ускладнює контроль обладнання та його ремонт.

За двухконтурной і трехконтурной схемами (рис. 3.21, б и в) Відведення теплоти з реактора здійснюється теплоносієм, який потім передає теплоту робочому середовищі безпосередньо або через теплоносій проміжного контуру. На АЕС, що працюють за двоконтурною або трехконтурной схемою, робоче середовище і теплоносій другого контура в нормальних умовах нерадіоактивні, тому експлуатація електростанцій істотно полегшується. Крім того, продукти корозії паропроводів, конденсаторів і турбінного тракту не потрапляють в реактор. Однак капітальні витрати в цьому випадку значно вище, особливо при трехконтурной схемою.

Мал. 3.21. Одноконтурна (а), Двоконтурна (Б) і триконтурна (в) Теплові схеми АЕС: 1 - Реактор; 2 - Проміжний теплообмінник; 3 - Парогенератор, 4 - Турбогенератор; 5 - Конденсатор; 6 - Конденсаційний насос; 7 - Пар від відбору; 8 - Пар на регенеративний підігрівач; 9, 13 - Регенеративні підігрівачі низького і високого тиску; 10 - Деаератор; 11 - Пар на деаератор;

12 - Живильний насос

Такі схеми слід застосовувати, коли ймовірність контакту активного теплоносія з водою повинна бути повністю виключена, наприклад, при використанні в якості теплоносія рідкого натрію, так як його контакт з водою може призвести до великої аварії. У трактах АЕС, які працюють за двоконтурною схемою, навіть при невеликих порушеннях щільності можливий контакт активного натрію з водою, і аварію ліквідувати було б досить важко. При трехконтурной схемою контакт активного натрію з водою виключений.

У всіх наведених на рис. 3.21 схемах конденсат після конденсатора турбіни проходить систему регенеративного підігріву, яка, по суті, не відрізняється від застосовуваної на звичайних теплових електростанціях.

АЕС, які виробляють електроенергію і тепло, так само, як і ТЕЦ, можуть мати турбіни з протитиском, конденсацією і регульованими відборами. На рис. 3.22 представлені чотири найбільш поширені теплові схеми АТЕЦ, що забезпечують споживачів і електричної, і тепловою енергією.

Ефективна також схема, в якій відведення теплоти на теплофікацію здійснюється від теплоносія, вже охолодженого в парогенераторі (ПГ). Таку схему можна застосовувати як в поєднанні з відбором теплоти від турбіни, так і при турбінах чисто конденсаційного типу. Чим вище відведення теплоти в теплообміннику, тим нижче температура теплоносія на вході в реактор і більше його теплова потужність. Так як капітальні витрати по реакторному залі залишаються при цьому незмінними (а реакторний зал - один з найбільш дорогих елементів АЕС), то економічні показники станції поліпшуються.

В атомній енергетиці знаходять застосування також схеми, в яких реактор використовується тільки для вироблення теплоти (теплофікації). На атомних станціях теплопостачання реактор працює при низьких температурах, і його можна виготовити з відносно недорогих матеріалів. Ця схема (див. Рис. 3.22, г) Відносно проста, легко регулюється, і в ряді випадків може виявитися економічно вигідною.

Мал. 3.22. Спрощена теплова схема АТЕЦ з турбогенератором

з протитиском (А), з конденсацією і проміжним відбором пари (Б), теплообмінником в першому контурі (В), А також схема установки для централізованого теплопостачання (Г): 1 - Реактор; 2 - Парогенератор, 2'- Теплообмінник першого контуру ТП; 3 - РОУ; 4 - Турбогенератор; 5 - пар в теплообмінник контуру теплового споживача (ТП); 6 - конденсатор; 7 - конденсаційний насос; 8 - Конденсат з контуру ТП; 8 ' - Охолоджена вода з теплообмінника ТП; 9 - Пар на регенеративний підігрів і в деаератор; 10 - Система регенеративного підігріву конденсату і живильної води; 11 -циркуляційний насос; 12 - теплообмінник

Пара або гаряча вода, передають теплоту споживачеві, ні в якій мірі не повинні бути радіоактивними. Можна вважати, що великі АТЕЦ в основному не працюватимуть по одноконтурним схемами. Однак навіть при двухконтурной схемою на станціях з водяним теплоносієм прямий відпустку пара споживачеві з відборів турбіни неприпустимий, так як при появі протікання в ПГ радіоактивний пар може потрапити до споживача.

На АЕС теплота може надходити до теплового споживача (ТП) з парою від Пароперетворювачі і з гарячою водою від мережевих підігрівальні установок. На рис. 3.23 приведена схема підведення теплоти тепловому споживачеві на ACT. Теплообмінники першого контуру ТП (другого контуру ACT) розміщені в корпусі реактора. На блоках ACT потужністю 500 МВт (АСТ-500), побудованих в нашій країні, в контурі реактора тиск одно 1,6 МПа, в першому контурі теплоносія 1,2 МПа, а в лініях, подають гарячу воду споживачеві теплоти, - 1,6 МПа.

Мал. 3.23. Спрощена схема підведення теплоти до теплового

споживачеві на ACT: 1 - Реактор; 2 - Теплообмінник контуру

теплового споживача (мережевий підігрівач); 3 - ТП;

4 - циркуляційний насос; 5 - Мережевий насос

Так як це тиск вищий, ніж в проміжному контурі (між контурами реактора і теплового споживача), можливість попадання радіоактивної середовища до ТП при появі нещільностей виключена.

У схемі, зображеної на рис. 3.22, в, В проміжному контурі (між теплообмінником 12 і теплообмінником контуру ТП) також слід підтримувати більш низький тиск, ніж в контурі ТП, щоб при появі нещільностей не було протікання в контур теплового споживача.

Аварійність обладнання на АЕС ніяк не вище, ніж на звичайних електростанціях. Однак наслідки деяких аварій, що супроводжуються викидом радіоактивних елементів (теплоносія, радіоактивних газів, продуктів руйнування тепловиділяючих елементів), можуть бути дуже важкими. Тому в останні роки велика увага приділялася створенню такої конструкції реактора і схеми контуру теплоносія, при яких викид радіоактивних речовин повністю виключений (АСТ-500 відноситься до першого покоління таких установок).

Зіставляючи теплові схеми електростанцій на органічному і ядерному паливі легко помітити, що контури АЕС завжди замкнені, в той час як газовий контур звичайної ТЕС завжди розімкнути. При розімкнутої схемою температура викидається в навколишнє середовище відпрацьованого теплоносія вище температури навколишнього середовища. Тому в тепловому відношенні схема із замкнутим контуром теплоносія завжди економічніше, ніж схема з розімкненим контуром.

Таким чином, застосування схем з замкнутим контуром теплоносія на АЕС не тільки необхідно, але й доцільно, так як теплова економічність циклу при цьому зростає. Крім того, слід мати на увазі, що теплоносій АЕС представляє певну цінність (іноді його вартість порівняно велика).

 




 парові котли |  парові турбіни |  І трансформатори |  Насоси і газодувние машини |  І поживні трубопроводи ТЕС |  Живильної води і проміжного перегріву |  Системи підігріву мережної води |  І типи атомних електростанцій |  ядерних реакторів |  І швидких нейтронах |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати