Курс лекций общая энергетика

Начертательная геометрия
Фронтально проецирующая плоскость
Фронтальная плоскость уровня
Фронталь плоскости
Прямая, параллельная плоскости
Взаимная параллельность плоскостей
Примеры изображения плоскостей общего и частного положения
Задание поверхности на комплексном чертеже
Определитель поверхности
Алгоритм конструирования поверхности
Развертывающиеся поверхности
Комплексный чертеж призматической поверхности
Задание кривых линейчатых поверхностей
Задание цилиндрической поверхности общего вида на комплексном чертеже
Неразвертывающиеся линейчатые поверхности с двумя направляющими
Алгоритм построения цилиндроида
Коноид
Поверхности вращения
Поверхности вращения второго порядка
Сфера образуется вращением окружности
Эллипсоид вращения
Гиперболоид вращения
Тор- поверхность вращения 4 порядка
Сконструировать поверхность: тор-кольцо
Винтовые поверхности
Решение позиционных и метрических задач
Позиционные задачи
Решение главных позиционных задач
Конические сечения
Построить линию пересечения сферы
Метрические задачи.
Построение плоскости, касательной к поверхности
Задачи на определение расстояний между геометрическими фигурами
Преобразование комплексного чертежа
Плоский чертёж
Третья основная задача преобразования комплексного чертежа
Решение четырех основных задач преобразованием комплексного чертежа
Плоскость общего положения поставить в положение проецирующей
Решение позиционных задач с помощью преобразования комплексного чертежа
Технические чертежи

Изображения на технических чертежах

Разрезы
Классификация разрезов
Соединение части вида и части разреза
Сечения
Выносные элементы
По наглядному изображению построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы.
Построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы
Сфера
Аксонометрия
Изометрия окружности
Прямоугольная диметрия
Энергетика
  • Тепловые электрические станции
  • Основные элементы паровых электростанций
  • Технологическая схема ТЭС
  • Отопление и горячее водоснабжение (ГВС)
  • Топливный тракт электростанции
  • Сжигание жидкого топлива на электростанции
  • Тракт шлакозолоудаления
  • Виды органического топлива
  • Характеристики топлива
  • Элементы теории термодинамики
  • Термодинамический процесс
  • Изобарный процесс
  • Круговые процессы или циклы
  • Энтропия как параметр термодинамической
    системы
  • Термодинамические процессы водяного пара
  • Основные параметры воды и водяного пара
  • Основное тепловое оборудование ТЭС
  • Основные параметры и обозначения
    паровых котлов
  • Паровые турбины
  • Основные узлы и конструкция паровой турбины
  • Принципиальная схема конденсационной
    установки
  • Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
  • Компоновка главного корпуса
    и генеральный план ТЭС
  • Строительная компоновка главного корпуса ТЭС
  • Генеральный план электростанции
  • Газотурбинные, парогазовые электрические
    станции
  • Атомные электростанции
  • Принципиальные тепловые схемы АЭС
  • Альтернативные источники получения
    электрической энергии
  • Приливные электростанций (ПЭС).
  • Энергия морских течений
  • Различные типы ветроагрегатов
  • Экология
  • Экологические проблемы тепловой энергетики
  • Экологические проблемы ядерной энергетики
  •  

    Принципиальные тепловые схемы АЭС

    В настоящее время строятся АЭС, работающие по различным схемам. В зависимости от типа реактора, вида теплоносителя и по числу замкнутых контуров теплоносителя и рабочего тела различают три типа тепловой схемы АЭС: одноконтурную, двухконтурную и трёхконтурную. Но всё же наибольшее распространение получили двухконтурные АЭС с водяным теплоносителем и одноконтурные с реактором кипящего типа.

    Первая отечественная АЭС была построена и пущена в эксплуатацию в июне 1954 года. Эта станция положила начало использованию атомной энергии для производства электроэнергии. На станции необходимо было проверить работу основных элементов и показать возможность в промышленных установках преобразовать энергию деления ядер в электрическую. Параметры установки были низкими, тепловая схема сильно упрощена, а электрическая мощность составляла всего 5 МВт. Электростанция была спроектирована для работы по двухконтурной схеме. Опыт эксплуатации её показал, что двухконтурные АЭС вполне надёжны, а работа их не оказывает вредного влияния на окружающую среду и здоровье обслуживающего персонала.

    Работы, проведённые в последующие годы на установках электрической мощностью 210, 365, 440 МВт (на Нововоронежской АЭС), позволили создать серии крупных энергетических блоков, эксплуатирующихся сейчас на ряде отечественных электростанций. Одновременно были разработаны и построены блоки конденсационных АЭС большой мощности, работающие по одноконтурной схеме.

    Рассмотрим принципиальную схему одноконтурной АЭС (рис.47).

     Одноконтурная схема связана с применением кипящего

     реактора, производящего пар для работы в паровой

     турбине. Такая схема является наиболее простой и

    Ядерный

    реактор

     
     дешёвой.

     Недостатками её являются усложнение работы ядерного

     реактора на двухфазной пароводяной среде и работа

     турбин на радиоактивном паре.

     Возможна в принципе, одноконтурная схема с газовым

     теплоносителем, являющимся одновременно и рабочим

     Рис.47. телом, совершающем работу в газовой турбине.

    В двухконтурной схеме АЭС теплоносителем в первом контуре, включающем ядерный реактор и другое оборудование, служит вода или газ, циркулирующие в этом контуре под давлением, создаваемым насосом или газодувкой.

    В парогенераторе поверхностного типа теплоноситель, нагретый в ядерном реакторе, передаёт тепло воде, превращая её в пар, направляемый в турбину. Таким образом, парогенератор является промежуточным звеном, входящим в первый и второй контуры.

    В двухконтурной схеме АЭС ядерный реактор работает большей частью на однофазной среде ― воде, или газе, что повышает надёжность его действия. Турбина работает на чистом практически нерадиоактивном паре. Двухконтурные схемы атомных электростанций получили наибольшее распространение.

     Рис.48

     Турбина работает на чистом практически

     нерадиоактивном паре. Двухконтурные схемы

     ПГ атомных электростанций получили наибольшее

     распространение.

     Рис.48 Использование реакторов-размножителей

     Цирк. насос I контура Конд. насос на быстрых нейтронах позволяет воспроизводить

    ядерное горючее в количестве, превышающем на 25÷40% затраченное топливо, то есть обеспечивать горючим ввод новых АЭС в соответствии с потребностями энергетики страны. Их достоинством является также высокий КПД и возможность применения обычных турбоустановок.

    На одно- и двухконтурных АЭС турбины обычно работают на насыщенном паре. Все атомные электростанции являются блочными: один ядерный реактор на две турбины. На блоках могут устанавливаться сетевые подогревательные установки, служащие для покрытия тепловых нагрузок (на отопление, вентиляцию и бытовые нужды) АЭС и жилого посёлка.

    Тепловая нагрузка установки при нагреве воды от 70 до 1300С составляет около 105 ГДж/ч. В нашей стране имеется несколько электростанций с такими блоками. Имеются они и в ряде зарубежных стран: Болгарии, Финляндии, Германии и т.д.

    Как я уже говорил, в настоящее время наибольшее распространение имеют крупные промышленные АЭС, работающие на насыщенном паре. Однако уже имеется несколько АЭС, на которых используется перегретый пар.

    В России на перегретом паре, получаемым в уран-графитовом реакторе канального типа, работают установки первой и второй очередей Белоярской АЭС имени Курчатова. Перегретый пар из каналов реактора поступает непосредственно на турбину. При такой схеме АЭС на такой электростанции могут применяться серийные турбины, не отличающиеся от тех, которые работают на обычных паротурбинных установках на органическом топливе.

    Атомная электростанция с реакторами на быстрых нейтронах построена в городе Шевченко. Она работает по трёхконтурной схеме. Теплоносителем в первом и промежуточном контурах является жидкий натрий.

    На Дальнем Востоке ещё в 1974-1976 годах была введена в эксплуатацию Билибинская АТЭЦ электрической мощностью 48 МВт. Теплофикационная нагрузка электростанции составляет 420 ГДж/ч. Билибинская АТЭЦ состоит из четырёх блоков. Мощность блока равна 12 МВт, тепловая мощность реактора 62,5 МВт. Начальное давление пара составляет около 6 МПа. Реактор ― канального типа. Все реакторы размещены в одном зале.

    Блок Билибинской АТЭЦ конечно не является прототипом будущих крупных атомных ТЭЦ, но в отдалённых районах России, глее не требуются большие электрические и тепловые мощности, подобные электростанции, возможно, будут строиться.

    На крупных атомных ТЭЦ, включая Белоярскую, для того, чтобы устранить возможность попадания радиоактивных веществ в поток горячей воды для тепловых потребителей, все эти электростанции выполняются по трёхконтурной схеме. На таких блоках имеется система обнаружения межконтурной негерметичности. При появлении радиоактивности во втором (промежуточном) контуре дефектная секция в реакторе немедленно отключается

    Сооружения, системы хранения и транспортировки топлива на АЭС

    Топливом для АЭС служит уран U-238 c обогащением до 4% изотопом U-235 для реакторов типа ВВЭР или до 2% ― для реакторов типа РБМК. На АЭС это топливо доставляется в виде сложных промышленных изделий ― тепловыделяющих элементов (твэлов) и комбинаций их ― тепловыделяющих сборок (ТВС). Доставляются твэлы в герметичной упаковке по железной дороге в специальных вагонах.

    Для АЭС с реакторами типа ВВЭР они поставляются в виде кассет из нескольких десятков твэлов, для реактора канального типа поставляются технологические каналы, включающие несколько твэлов в каждом.

    Склад хранения свежего топлива располагается в центральном зале обслуживания реактора или вблизи него. На складе предусматриваются специальные стенды для сборки и ревизии тепловыделяющих сборок. Вместимость склада для хранения свежего топлива выбирается исходя из одновременного размещения одного полного комплекта для загрузки активной зоны реактора с запасом 10%.

    Кроме того, в зоне обслуживания реактора выделяется место для размещения топлива, предназначенного для перезарядки реактора в предстоящую кампанию. На АЭС с реакторами типа ВВЭР склады для свежего топлива размещаются в реакторном отделении и обслуживаются мостовым краном и другими подъёмно-транспортными средствами, имеющимся в центральном зале.

    На АЭС с канальными реакторами склады свежего топлива размещаются в отдельных зданиях. Сборка и ревизия ТВС производятся в реакторном отделении. В центральном зале для таких АЭС оборудуются специальные места для развески готовых к установке в реактор ТВС. Все устройства на складах свежего топлива, на стендах для развески и хранения ТВС, а также транспортные ёмкости, чехлы и стеллажи выполняются так, чтобы полностью исключить возможность образования локальных критических масс.

    Выемка отработавших кассет и сборок, а также загрузка свежих производится перегрузочной машиной либо под защитным слоем воды (для ВВЭР), либо специальных защитных скафандрах (для РБКМ), которые создают необходимую биологическую защиту для обслуживающего персонала. При транспортировании отработавших твэлов их непрерывно охлаждают, чтобы исключить саморазогревание за счёт сильного остаточного излучения.

    Перегрузочные машины оснащают специальными оборудованными телевизионными устройствами и приспособлениями для осмотра места установки кассет и контроля за перегрузкой и другими приспособлениями. Работая по заданной программе и автоматически выполняя все необходимые операции, машина может производить перегрузку твэлов без останова реактора.

    Хранение отработавшего топлива производится в специальных бассейнах выдержки, которые размещаются в реакторном отделении или в отдельных зданиях. Эти бассейны выполняются с надёжной герметичностью и оборудованы системами надёжного теплоотвода, контроля за уровнем воды, её температурой и радиоактивностью. Вместимость бассейнов выдержки выбирается из условия размещения в одном бассейне не менее двух полных комплектов отработавшего в реакторе топлива. Это обеспечивает длительность хранения отработавшего топлива в течение 3÷4 лет, после чего топливо отправляется на перерабатывающие заводы в контейнерах с водяным охлаждением.

    Энергетика