Энергетические машины и установки

Обычно рпп = 30 – 35 ата

Уравнения теплового баланса для каждого подогревателя

В этом случае qподв = const,
qотв =αкд(h4-h1)= (1-α1-α2-…-αz) (h4-h1)= f(αкд)

максимуму КПД ηt соответствует минимум αкд.

Максимум произведения двучленов, стоящих в знаменателе, при выполнении условия
Δh1+Δh2+...+Δhz=h2-h1=const
имеет место, когда
Δh1=Δh2=...=Δhz или ΔT1=ΔT2=...=ΔTz

Пример: для варианта 3 принято σ=0,75

При σ>0,75 выигрыш в КПД 1% сопровождается увеличением расхода пара на 15 %

При совместной выработке: расход пара по контуру 3167

выработка эл. эн. на тепловом потреблении:

выработка эл. эн. в конденсационной турбине:

;

затрата тепловой энергии:

при x=xm

откуда

где

решение:

изменение КПД ηеσ- идеального цикла при σ = 1 в зависимости от х

то же при σ<1

Обозначим:

Распределение х для получения минимальной работы сжатия:

Для двух компрессоров:

Для z компрессоров:

Для получения максимума по КПД:

Принято πкΣ=20 (х=2,355); =5,2; ηк=0,88; ηт= 0,9

Δ1=1,0
Δ1=0,99

Увеличение оптимальной степени повышения давления в цикле с промохлаждением (сплошная линия) по сравнению с циклом простейшей ГТУ (штриховая линия).

Схема и цикл

β = Qп /QΣ

максимальная утилизация теплоты выхлопных газов ГТУ осуществляется при d ≥ Cp газа/Своды

величины LП, q2П и q2Г не зависят от принятого значения πк,, поэтому ηmax соответствует LГmax и πк = πк max

при β=0

разность положительна, пока

КПД ПГУ:

Условие повышения КПД от впрыска воды

ТГ=1473 К , πк=20.

ПГУ-60С на ТЭЦ №28

электрическая мощность 60 МВт;
тепловая мощность42,5 Гкал/ч;
КПД электрический 52 %;
величина выброса NOx менее 15 ppm.

Большим преимуществом АЭС является ее относительная экологическая чистота.

Главный недостаток АЭС – опасение тяжелых последствий аварий в реакторном отделении с его разгерметизацией и выбросом радиоактивных веществ в атмосферу с заражением громадных пространств. МАГАТЭ в своих документах приняло, что целевыми показателями для новых АЭС являются вероятность серьезного повреждения активной зоны менее 10-5 за год эксплуатации станции и вероятность больших выбросов за пределы территории станции менее 10-6 за год эксплуатации станции.

Серьезной проблемой для АЭС остается их ликвидация после выработки ресурса, которая по оценкам может составлять до 20 % стоимости их строительства.

Преимущества и недостатки АЭС

Делящиеся вещества: естественные – изотоп 235U (обогащается до 3,5-4,5 %), используют в виде оксидов (например, UO2) или карбидов (UC) искусственные - изотопы 233U и 239Pu

Образующиеся в результате цепной реакции нейтроны обладают энергией (0,5…10 МэВ). Для получения приемлемой вероятности захвата нейтронов атомами необходимо их замедление.

Замедлители - вещества с малой массой (обычно это вода, графитовая кладка и другие материалы).

Для уменьшения утечки нейтронов из реактора его снабжают отража-телем. Обычно он делается из таких же материалов как и замедлитель. В быстрых реакторах в качестве отражателя используются материалы, кото-рые при взаимодействии их с нейтронами образуют новые делящиеся материалы (нуклиды). Такими воспроизводящими материалами служат 232Th или 238U.

Тепловыделяющие сборки (ТВС) – конструктивные объединения ТВЭЛ для размещения их в активной зоне

Активная зона – это центральная часть реактора, в которой находится ядерное топливо, органы управления цепной реакцией деления и выделяется энергия.

При полном делении 1 кг 235U освобождается энергия 8*1010 кДж в то время как при сгорании того же количества органического топлива выделяется только (3…5)*104 кДж . Это определяет высокую концентрацию выделения энергии в активной зоне реактора (~106 Вт/м2 или ~109 Вт/м3).

Необходимо применение теплоносителей с высокими теплопередающими свойствами. Это - прежде всего жидкости – обычная и тяжелая вода, некоторые органические жидкости, жидкие металлы (Na, Li, Pb и др.). Возможно применение газов с высокими теплопередающими свойствами (He, CO2). В наиболее распространенных типах энергетических ядерных реакторов в качестве теплоносителя используют обычную воду

сырьевые изотопы: 238U, 232Тh

КВ – коэффициент воспроизводства

(при работе на 239Рu КВ=1,3-1,4 и выше)

используется топливо с высоким обогащением (10...25 %)

удельные тепловые нагрузки в активной зоне 400...800 МВт/м3

диаметр ТВЭЛов 6...8,5 мм; теплоноситель Na