Для чего на аэс устанавливается труба


Росатом Госкорпорация «Росатом» ядерные технологии атомная энергетика АЭС ядерная медицина

Росатом Госкорпорация «Росатом» ядерные технологии атомная энергетика АЭС ядерная медицина

На АЭС происходит три взаимных преобразования форм энергии

Ядерная энергия

переходит в тепловую

Тепловая энергия

переходит в механическую

Механическая энергия

преобразуется в электрическую

РЕАКТОР

1. Ядерная энергия переходит в тепловую

Основой станции является реактор — конструктивно выделенный объем, куда загружается ядерное топливо и где протекает управляемая цепная реакция. Уран-235 делится медленными (тепловыми) нейтронами. В результате выделяется огромное количество тепла.

ПАРОГЕНЕРАТОР

2. Тепловая энергия переходит в механическую

Тепло отводится из активной зоны реактора теплоносителем — жидким или газообразным веществом, проходящим через ее объем. Эта тепловая энергия используется для получения водяного пара в парогенераторе.

ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

3. Механическая энергия преобразуется в электрическую

Механическая энергия пара направляется к турбогенератору, где она превращается в электрическую и дальше по проводам поступает к потребителям.

Основным элементом реактора является активная зона(1). Она размещена в бетонной шахте. Обязательными компонентами любого реактора являются система управления и защиты, позволяющая осуществлять выбранный режим протекания управляемой цепной реакции деления, а также система аварийной защиты – для быстрого прекращения реакции при возникновении аварийной ситуации. Все это смонтировано в главном корпусе.

Есть также второе здание, где размещается турбинный зал(2): парогенераторы, сама турбина. Далее по технологической цепочке следуют конденсаторы и высоковольтные линии электропередач, уходящие за пределы площадки станции.

На территории находятся корпус для перегрузки и хранения в специальных бассейнах отработавшего ядерного топлива. Кроме того, станции комплектуются элементами оборотной системы охлаждения – градирнями(3) (бетонная башня, сужающаяся кверху), прудом-охладителем (естественный водоем, либо искусственно созданный) и брызгальными бассейнами.

АЭС С 1-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 1-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Одноконтурная схема применяется на атомных станциях с реакторами типа РБМК-1000. Реактор работает в блоке с двумя конденсационными турбинами и двумя генераторами. При этом кипящий реактор сам является парогенератором, что и обеспечивает возможность применения одноконтурной схемы. Одноконтурная схема относительно проста, но радиоактивность в этом случае распространяется на все элементы блока, что усложняет биологическую защиту.

В настоящее время в России действует 4 АЭС с одноконтурными реакторами

АЭС С 2-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 2-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Двухконтурную схему применяют на атомных станциях с в водо-водяными реакторами типа ВВЭР. В активную зону реактора подается под давлением вода, которая нагревается. Энергия теплоносителя используется в парогенераторе для образования насыщенного пара. Второй контур нерадиоактивен. Блок состоит из одной конденсационной турбины мощностью 1000 МВт или двух турбин мощностью по 500 МВт с соответствующими генераторами.

В настоящее время в России действует 5 АЭС с двухконтурными реакторами

АЭС С 3-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 3-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Трехконтурную схему применяют на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем типа БН. Чтобы исключить контакт радиоактивного натрия с водой, сооружают второй контур с нерадиоактивным натрием. Таким образом схема получается трехконтурной.

В настоящее время в России действует 1 АЭС с трехконтурным реактором

В настоящее время в России действует 4 АЭС с одноконтурными реакторами

В настоящее время в России действует 5 АЭС с двухконтурными реакторами

В настоящее время в России действует 1 АЭС с трехконтурными реакторами

Выбрать язык:

Русский / English

Следите за нами:

Следите за нами:

Этот сайт использует cookies. Продолжая работу с сайтом, Вы выражаете своё согласие на обработку Ваших персональных данных. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера. Подробнее

СОГЛАСЕН

Кошмаров для ядерной трубы - Союз обеспокоенных ученых

Стихийное бедствие по замыслу / безопасность по умыслу # 4

Стихийное бедствие

Если бы у вас был доллар на каждый фут трубы - или даже всего четверть на каждые три дюйма трубы - используемой на национальных атомных электростанциях, вы, вероятно, не читали бы этот пост. Эта работа будет делегирована одному или нескольким из ваших многочисленных миньонов.

Трубы на атомных электростанциях подают охлаждающую воду к корпусу реактора и бассейну отработавшего топлива, транспортируют пар к главной турбине, подают водород для охлаждения основных генераторов, подают топливо и смазочное масло в аварийные дизель-генераторы, поддерживают пожарные спринклеры в готовности для тушения пожаров и многих других жизненно важных функций. При таком большом количестве труб вероятность успеха 99,99% - что удивительно похоже на частоту отказов одной сломанной трубы из десяти тысяч - приведет к большому количеству отказов трубопроводов.

Отчет Исследовательского института электроэнергии выявил множество отказов трубопроводов на атомных электростанциях США в период с 1961 по 1997 год (рис. 1). Не протекающие отказы выявляются инспекциями, показывающими, что запас прочности был нарушен, что вынуждает заменять трубы до того, как они протекают. Неисправности с утечкой идентифицируются по лужам на полу или по другим очевидным признакам, что опять-таки требует замены труб.

Рис. 1 (Источник: Исследовательский институт электроэнергетики)

В отчете Исследовательского института электроэнергетики указаны многочисленные причины разрыва труб (рис.2). MIC под коррозией означает коррозию, вызванную микробиологией - крошечные маленькие жучки, поедающие металл. Трубы могут быть неправильно спроектированы, неправильно установлены или ослаблены с помощью множества методов во время использования.

Рис. 2 (Источник: Исследовательский институт электроэнергетики)

Все, что находится внутри труб, должно оставаться внутри

В начале своей карьеры я наткнулся на эту пародию на проектную спецификацию трубопровода (рис. 3).

Рис. 3 (нажмите, чтобы увеличить) (Источник: Дэйв Лохбаум)

Реальные проектные спецификации содержат детали, необходимые для соответствия нормативным требованиям и строительным нормам.Поверх нормативов, кодексов и проектных спецификаций лежит столь же объемный набор начальных и периодических тестов и проверок, призванных гарантировать одно - все, что находится внутри труб, остается внутри.

В первой публикации этой серии Disaster by Design описывались угрозы для атомных электростанций от наводнений. Несколько инцидентов были связаны с отказами трубопроводов, в результате которых были затоплены части завода, что привело к отключению или нарушению безопасности оборудования. Изломанные трубы могут слить воду с того места, где она должна быть.Таким образом, отказы трубопроводов могут подорвать безопасность из-за того, что вода проложена там, где ее не должно быть, и за счет удаления воды там, где она должна быть. Этот пост дополняет первоначальный пост, описывая некоторые инциденты последнего типа.

Слив воды там, где она должна быть

Дрезденская атомная станция

Fission Stories # 65 описывает открытие 25 января 1994 года рабочими на атомной электростанции в Дрездене в Иллинойсе 55 000 галлонов воды в подвале здания защитной оболочки первого блока.Реактор энергоблока № 1 получил лицензию на работу в сентябре 1959 г. и был окончательно остановлен в октябре 1978 г. Здание защитной оболочки энергоблока № 1 не отапливалось с зимы 1988/1989 г. В неотапливаемом здании стоячая вода внутри участка трубопровода технической воды замерзла и расширилась, что привело к разрыву трубы. В неотапливаемом здании находился бассейн выдержки отработавшего топлива и 560 пучков облученных твэлов. Расследование этого события NRC выявило вероятность того, что заполненная водой труба, соединенная с бассейном выдержки отработавшего топлива, также может замерзнуть и разорваться, слить воду из бассейна выдержки отработавшего топлива и обнажить верхние несколько футов топливных пучков.Поскольку отработавшее топливо не находилось внутри активной зоны реактора в течение по крайней мере 15 лет, оно было достаточно охлажденным, так что частично открытые пучки твэлов не могли перегреться. Но вода также служит для защиты от радиации. Если бы уровень воды в бассейне для отработавшего топлива упал, доза радиации на перегрузочной площадке, по оценкам, могла вызвать смертельное облучение менее чем за час.

АЭС Браунс Ферри

14 августа 1984 года рабочие испытали систему распыления активной зоны реактора 1-го блока атомной электростанции Браунс-Ферри.Система распыления активной зоны установлена ​​для подпитки корпуса реактора под низким давлением в случае разрыва трубы и слива воды. Система распыления активной зоны состоит из двух резервных контуров, каждый из которых имеет два насоса с приводом от двигателя, которые перекачивают воду из бассейна подавления (также называемого тором) или резервуара для хранения конденсата в корпус реактора. Цикл, связанный с этим событием, показан на рис. 4.

Рис. 4 (щелкните, чтобы увеличить) (Источник: Tennessee Valley Authority)

Испытание проводилось при 100% мощности реактора.Во время испытания рабочие установили перемычки на электрические цепи для имитации аварийных условий (например, низкого давления и низкого уровня воды в корпусе реактора и высокого давления внутри защитной оболочки), чтобы проверить, будут ли насосы запускаться автоматически. Вода из насосов будет рециркулировать обратно в бассейн подавления через испытательную линию. По крайней мере, таков был план.

В этой процедуре испытания указано, что электрический выключатель клапана 75-25 должен быть открыт, чтобы предотвратить его открытие во время испытания, как это произошло бы во время реальной аварии.При закрытом клапане 75-25 и открытом клапане 75-22 трубопровод будет направлять поток обратно в бассейн подавления. Но оператор пропустил этот этап процедуры и не смог отключить электрический выключатель. Из-за этой ошибки клапан 75-25 фактически открылся во время теста.

Реактор работал при давлении, более чем в два раза превышающем давление, на которое были рассчитаны трубопроводы системы распыления активной зоны. Непреднамеренное открытие клапана 75-25 не должно было вызвать серьезных последствий из-за обратного клапана, установленного в трубопроводе между клапаном и корпусом реактора.Обратные клапаны предназначены для обеспечения потока только в одном направлении - от системы распыления активной зоны в корпус реактора - и для предотвращения любого потока в наружном направлении. Но обратный клапан был неправильно собран, а затем неправильно подключен, чтобы появиться в диспетчерской, как если бы он был закрыт. Неправильно расположенный обратный клапан и непреднамеренно открытый клапан 75-25 позволили охлаждающей воде реактора под высоким давлением течь в трубопровод системы распыления активной зоны. Именно это и сделал предохранительный клапан, предназначенный для открытия при давлении 500 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм) и защиты трубопроводов системы распыления активной зоны от чрезмерного давления, направляя охлаждающую воду реактора в систему радиоактивных отходов.

Повышенное давление внутри трубопровода также привело к разбрызгиванию воды из уплотнений основных распылительных насосов. По иронии судьбы, несколько рабочих, реагирующих на это событие, были заражены разбрызгиванием воды из основных распылительных насосов. Краска на трубопроводе между клапаном 75-25 и предохранительным клапаном достигла температуры около 400 ° F и начала дымиться. Атомные станции спроектированы таким образом, что единичная неисправность компонента или единичный отказ рабочего не могут поставить под угрозу запас прочности. Здесь уже существующая неисправность компонента (обратный клапан) и последующая ошибка рабочего (неоткрытый выключатель) объединились, чтобы согнуть, но не сломать трубопровод низкого давления.Если бы трубопровод был сломан, он открыл бы большое отверстие для слива воды из корпуса реактора, в то же время лишив установку основного средства для повторного заполнения корпуса реактора водой.

Атомная станция Surry

9 декабря 1986 года произошел разрыв трубы диаметром 18 дюймов, подающей воду к главному насосу питательной воды А для реактора второго блока на атомной станции Сарри в Вирджинии. Эта труба питательной воды подавала воду в парогенераторы, где она поглощала тепло, производимое активной зоной реактора.В трубе находилась вода с температурой 370 ° F и давлением 450 фунтов на квадратный дюйм. Вода превратилась в пар, когда она вырвалась из концов сломанных труб, обожгнув восемь рабочих, устанавливающих изоляцию поблизости. Четыре рабочих скончались от полученных травм. Пар также обманом заставил систему обнаружения пожара активировать системы пожаротушения. Вода из пожарных спринклеров вызвала короткое замыкание в считывателях компьютерных карт в запертых дверях, не давая возможности для спасателей оказаться в ловушке с другой стороны дверей, которые нельзя было открыть с помощью своих карт-ключей.Аварийные системы, не затронутые разрывом трубы, защитили активную зону реактора. Расследование показало, что труба, которая была установлена ​​с толщиной стенки 1/2 дюйма, утончалась примерно до 1/4 дюйма из-за эрозии из-за протекающей через нее воды. Разорвавшаяся секция представляла собой изгиб трубы, в результате чего скорость эрозии увеличивалась.

АЭС Михама

Труба диаметром 22 дюйма в системе конденсат / питательная вода разорвалась 9 августа 2004 года на атомной электростанции Михама в Японии по той же причине - внутренняя эрозия стенки трубы проточной водой, пока она не стала слишком тонкой и разорвалась.Вода превратилась в пар при выходе из сломанных концов труб, обжигая 11 находившихся поблизости рабочих. Пятеро рабочих скончались от полученных травм. Аварийные системы безопасно остановили реактор.

Атомные станции в Устричном ручье и Дрездене

Fission Stories # 162 описывают другие события, когда горячая вода под давлением превращается в пар, вызывая проблемы. После незапланированных автоматических остановок атомной электростанции Oyster Creek в Нью-Джерси 12 июня 1985 г. и реактора 3-го блока в Дрездене 19 сентября 1985 г. из-за неисправностей охлаждающая вода реактора протекала в течение не менее двадцати минут через клапаны, которые должны были закрыты в отстойниках здания реактора.Горячая вода превратилась в пар. Пар вызвал пожар в Ойстер-Крик и загрязнил три нижних уровня здания реактора на дрезденском энергоблоке 3. Таким образом, охлаждающая вода не только покидала корпус реактора, но и создавала проблемы в здании реактора, где находилась вся аварийная активная зона насосы системы охлаждения, предназначенные для уменьшения складских потерь.

Атомная станция LaSalle

27 мая 1985 года охранник на атомной электростанции LaSalle в Иллинойсе уведомил инспектора по операциям о «пузырях воды из-под земли возле здания фильтра отходящих газов.Насос для опрыскивания керна высокого давления Блока 2 проработал несколько часов в испытательной группе, возвращая поток в резервуар для хранения конденсата, чтобы улучшить качество воды в этом резервуаре. Операторы остановили насос и закрыли клапаны, чтобы изолировать подземный трубопровод между насосом и резервуаром. Последующее расследование показало, что труба разорвалась из-за биологической коррозии и протекла 200 000 галлонов перед изоляцией.

АЭС Ойстер Крик

Fission Stories # 29 описал, как 133 000 галлонов слили из резервуара для хранения конденсата на атомной электростанции Oyster Creek в Нью-Джерси в сентябре 1996 года во время перебоев с дозаправкой.Рабочие установили временную систему насосов и трубопроводов во время работ по техническому обслуживанию нормальной системы. На следующий день операторы начали выяснять, почему им приходилось наполнять резервуар для хранения конденсата на 275 000 галлонов чаще, чем обычно, для поддержания необходимого инвентаря. Резервуар для хранения конденсата имеет минимально допустимый инвентарь, поскольку его вода является предпочтительным источником для нескольких систем аварийного охлаждения активной зоны. Операторы обнаружили открытый клапан, который предполагалось закрыть. Неправильно расположенный клапан действовал как разорвавшаяся труба при сливе воды из резервуара для хранения конденсата в залив Барнегат.Ежедневное балансирование подачи и потребления воды выявило проблему за несколько часов до того, как операторы обнаружили неправильно установленный клапан, но рабочий, выполнявший учет, объяснил недостающие десятки тысяч галлонов воды типографской ошибкой и скорректировал числа. пока все не совпало; кроме слаборадиоактивной воды, незаконно сброшенной в залив.

Атомная станция Дэвис-Бесс

Fission Stories # 131 описал открытие в марте 2002 года рабочими на атомной станции Дэвис-Бесс в Огайо: трещина в трубе, позволяющая соединить регулирующий стержень внутри корпуса реактора и управлять им с помощью электродвигателя за пределами корпуса. утечка охлаждающей воды из реактора на срок до шести лет.Усугубляет потерю охлаждающей воды тот факт, что это борированная вода. Когда просочившаяся вода испарилась, она оставила борную кислоту, которая продолжила проедать более шести дюймов металлической стенки корпуса реактора, обнажая тонкий (менее четверти дюйма) слой нержавеющей стали, нанесенный на внутреннюю сторону корпуса. корпус реактора. На рисунке 5 изображен разрез, удаленный из корпуса реактора, где показано отверстие диаметром 4 дюйма, где труба проникла в корпус, и соседние повреждения, вызванные утечкой кислоты.Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж подсчитали, что расширяющаяся дыра достигла точки разрыва всего за 60 дней работы реактора. Если бы вышедший из строя корпус реактора вышел из строя, результат мог бы быть хуже, чем у Три-Майл-Айленда, но не так ужасен, как Чернобыль. Хороший совет по безопасности - никогда не попадать в ситуацию, когда эти события являются вашими баллами.

Рис. 5 (Источник: NRC)

Атомная станция в Байроне

19 октября 2007 года рабочие счищали ржавчину с внешней поверхности трубы охлаждающей воды на атомной электростанции Байрон в Иллинойсе и проделали в ней дыру.Труба, являющаяся частью системы основной технической воды (ESW), транспортирует теплую воду от заводского оборудования к одной из двух градирен с механической тягой, где она охлаждается воздушным потоком. Охлажденная вода возвращается на станцию ​​для охлаждения оборудования, защищающего активную зону реактора и бассейн выдержки отработавшего топлива от перегрева. Труба диаметром 24 дюйма спроектирована так, чтобы выдерживать силы землетрясения, но была сломана рабочим проволочной щеткой.

Рис. 6 (Источник: NRC)

Специальная инспекционная группа NRC, направленная на площадку для изучения этого опасного происшествия, обнаружила, что изначально заданная толщина стенки трубы равнялась 0.375 дюймов. 14 июня 2007 года рабочие измерили толщину стенки трубы до 0,124 дюйма и 0,122 дюйма. В ответ было принято решение снизить критерий приемки до 0,121 дюйма. 10 октября 2007 года рабочие измерили толщину стенки трубы всего 0,085 дюйма. В ответ было принято решение снизить критерий приемки до 0,06 дюйма. 17 октября 2007 года рабочие измерили толщину стенки трубы всего 0,047 дюйма. В ответ был пересмотрен критерий приемки до 0.03 дюйма - менее одной десятой первоначально указанной толщины. Двумя днями позже утоненная труба сломалась, поскольку ржавчина (то есть ее единственная оставшаяся стена) была сметена щеткой. К чести владельца, на этот раз ответом НЕ было снижение критерия приемки до 0,000 дюймов или меньше. Они заменили сотни ярдов изношенных трубопроводов. Если бы в Байроне произошла авария, эта жизненно важная система охлаждающей воды могла бы орошать землю вместо охлаждения аварийного оборудования.

Атомная станция Биг Рок Пойнт

NRC описала сломанную трубу на атомной электростанции в Биг-Рок-Пойнт в своем годовом отчете для США.С. Конгресс по аномальным явлениям в 1998 году. Резервная система для остановки активной зоны реактора в случае отказа первой системы включает резервуар, заполненный раствором пентабората натрия. При впрыске в корпус реактора бор в этом растворе поглощает нейтроны, чтобы прервать цепную ядерную реакцию и остановить реактор. В марте 1998 года после того, как реактор был окончательно остановлен, рабочие не смогли откачать раствор из его резервуара для хранения. Они обнаружили, что труба была полностью разорвана внутри резервуара, и подсчитали, что труба порвалась не менее 13 лет назад.Таким образом, завод проработал последнюю треть своего 39-летнего срока службы с этой резервной системой безопасности, отключенной из-за поломки трубы - такой же ценной, как автомобильная подушка безопасности с дырой в ней.

Безопасность по умыслу

Приведенная выше таблица из Исследовательского института электроэнергетики показывает, что 1816 отказов было выявлено в результате испытаний и инспекций на атомных электростанциях США в период с 1961 по 1997 год, а 2247 отказов были обнаружены после протекания труб.

Эти данные подтверждают тему, слишком часто появляющуюся в сообщениях о ядерной безопасности в нашем блоге All Things Nuclear - испытания и инспекции менее эффективны, чем они должны быть.Федеральное постановление требует, чтобы у владельцев заводов были обширные программы испытаний и инспекций, позволяющие своевременно и эффективно находить и устранять проблемы безопасности. Если бы соблюдение этого правила было фактом, а не выдумкой, данные должны были бы показывать, что больше отказов трубопроводов обнаруживается в результате испытаний и проверок, чем по лужам на полу.

NRC должен выяснить, почему усилия по испытаниям и инспекциям нарушают федеральные правила техники безопасности, поскольку не могут своевременно и эффективно обнаруживать и устранять неисправности трубопроводов.

—–

Серия постов в блогах UCS Disaster by Design / Safety by Intent предназначена для того, чтобы помочь читателям понять, как, казалось бы, несвязанный набор мелких проблем может объединиться, чтобы вызвать катастрофу, и как решение ранее существовавших проблем может привести к более эффективной защите от внешних воздействий. защита глубины.

Опубликовано в: Стихийные бедствия, Безопасность ядерной энергетики Теги: brownsferry, byron, davisbesse, dresden, lasalle, NRC, ядерная энергия, безопасность ядерной энергетики, oystercreek, surry

Поддержка членов UCS делает эту работу возможной.Ты к нам присоединишься? Помогите UCS продвигать независимую науку для здоровой окружающей среды и более безопасного мира.

.

Основы АЭС Вопросы и ответы

перейти к содержанию Меню
  • Дом
  • разветвленных MCQ
    • Программирование
    • CS - IT - IS
      • CS
      • IT
      • IS
    • ECE - EEE - EE
      • ECE
      • EEE
      • EE
    • Гражданский
    • Механический
    • Химическая промышленность
    • Металлургия
    • Горное дело
    • Приборы
    • Аэрокосмическая промышленность
    • Авиационная
    • Биотехнологии
    • Сельское хозяйство
    • Морской
    • MCA
    • BCA
  • Test & Rank
    • Sanfoundry Tests
    • Сертификационные испытания
    • Тесты для стажировки
    • Занявшие первые позиции
  • Конкурсы
  • Стажировка
  • Обучение
.

Атомная электростанция - энергетическое образование

Атомные электростанции - это тип электростанции, на которой для выработки электроэнергии используется процесс ядерного деления. Они делают это, используя ядерные реакторы в сочетании с циклом Ренкина, где тепло, вырабатываемое реактором, превращает воду в пар, который вращает турбину и генератор. Ядерная энергия обеспечивает мир около 11% всей электроэнергии, крупнейшими производителями которой являются США и Франция. [1]

Рисунок 1. Атомная электростанция Дарлингтон в Онтарио вырабатывает энергию из четырех реакторов CANDU мощностью 878 МВт. [2]

Помимо источника тепла, атомные электростанции очень похожи на угольные электростанции. Однако они требуют других мер безопасности, поскольку ядерное топливо по своим свойствам сильно отличается от угля или других ископаемых видов топлива. Они получают свою тепловую энергию от расщепления ядер атомов в активной зоне своего реактора, при этом уран является сегодня основным топливом в мире.Торий также потенциально может использоваться в ядерной энергетике, однако в настоящее время он не используется. Ниже представлена ​​основная работа электростанции с кипящей водой, на которой показаны многие компоненты электростанции, а также выработка электроэнергии.

Рисунок 2. Ядерный реактор с кипящей водой в сочетании с циклом Ренкина составляет основу атомной электростанции. [3]

Компоненты и работа

Ядерный реактор

основная статья

Реактор является ключевым компонентом электростанции, поскольку он содержит топливо и его цепную ядерную реакцию, а также все ядерные отходы.Реактор является источником тепла для электростанции, как котел для угольной станции. Уран является основным ядерным топливом, используемым в ядерных реакторах, и его реакции деления - это то, что выделяет тепло внутри реактора. Затем это тепло передается теплоносителю реактора, который обеспечивает теплом другие части атомной электростанции.

Помимо использования в производстве электроэнергии, существуют другие типы ядерных реакторов, которые используются для производства плутония, приведения в движение кораблей, самолетов и спутников, а также в исследовательских и медицинских целях. [4] Электростанция включает не только реактор, но и градирни, турбины, генераторы и различные системы безопасности. Реактор - это то, что отличает его от других внешних тепловых двигателей.

Производство пара

Производство пара является обычным для всех атомных электростанций, но способы его выполнения сильно различаются.

Рисунок 3. Паровая турбина на электростанции. [5]

На большинстве электростанций в мире используются реакторы с водой под давлением, в которых для производства пара используются два контура циркуляции воды. [6] По первому контуру очень горячая жидкая вода подается в теплообменник, где циркулирует вода с более низким давлением. Затем он нагревается и превращается в пар, после чего его можно отправить в турбинную секцию.

Реакторы с кипящей водой, второй по распространенности реактор в производстве электроэнергии, нагревают воду в активной зоне непосредственно до пара, как показано на рисунке 2. [6]

Турбина и генератор

Рисунок 4. Две градирни атомной электростанции. [7]

После того, как пар был произведен, он проходит под высоким давлением и скоростью через одну или несколько турбин.Они развиваются до чрезвычайно высоких скоростей, в результате чего пар теряет энергию, поэтому конденсируется обратно в более холодную жидкую воду. Вращение турбин используется для вращения электрогенератора, производящего электричество, которое отправляется в электрическую сеть. [8]

Градирни

Пожалуй, наиболее знаковым символом атомной электростанции являются градирни, показанные на рисунке 4. Они работают, чтобы отводить отработанное тепло в атмосферу за счет передачи тепла от горячей воды (от секции турбины) к более холодному наружному воздуху. [4] Горячая вода охлаждается при контакте с воздухом, и небольшая часть, около 2%, испаряется и поднимается вверх через верх. Более того, эти растения не выделяют углекислый газ - основной парниковый газ, который способствует изменению климата. Щелкните здесь, чтобы увидеть, как работает градирня.

Многие атомные электростанции просто сбрасывают отработанное тепло в реку, озеро или океан вместо того, чтобы иметь градирни. Многие другие электростанции, такие как угольные электростанции, также имеют градирни или эти большие водоемы.Это сходство существует потому, что процесс преобразования тепла в электричество практически идентичен для атомных электростанций и угольных электростанций.

КПД

КПД атомной электростанции определяется так же, как и других тепловых двигателей, поскольку технически станция представляет собой большую тепловую машину. Количество электроэнергии, произведенной на каждую единицу тепловой мощности, дает станции ее тепловой КПД, и в соответствии со вторым законом термодинамики существует верхний предел того, насколько эффективными могут быть эти станции.

Типичные атомные электростанции достигают КПД около 33-37%, что сравнимо с эффективностью электростанций, работающих на ископаемом топливе. Более высокие температуры и более современные конструкции, такие как ядерные реакторы поколения IV, потенциально могут достичь КПД выше 45%. [6]

Дополнительная литература

Посетите следующие страницы, чтобы получить более подробную информацию о ядерной науке и ее роли в энергетической отрасли.

Ссылки

  1. ↑ МЭА (2014), «Мировые энергетические балансы», МЭА «Мировая энергетическая статистика и балансы» (база данных).DOI: http://dx.doi.org.ezproxy.lib.ucalgary.ca/10.1787/data-00512-en (Проверено в феврале 2015 г.)
  2. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Darlington_Nuclear_Generating_Station_panorama2.jpg
  3. ↑ NRC. (25 июня 2015 г.). Реактор с кипящей водой [онлайн], доступно: http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr.html
  4. 4,0 4,1 Дж.Р. Ламарш, А.Дж. Баратта, «Неядерные компоненты атомных электростанций» в журнале Introduction to Nuclear Engineering , 3-е изд., Верхняя река Сэдл, Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2001, глава 4, раздел 3, стр. 129-133
  5. ↑ wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/Dampfturbine_Montage01.jpg
  6. 6,0 6,1 6,2 Всемирная ядерная ассоциация. (30 июня 2015 г.). Nuclear Power Reactors [Online], доступно: http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Power-Reactors/Nuclear-Power-Reactors/
  7. ↑ Майкл Каппель на Flickr [Online], доступно: https: // www.flickr.com/photos/m-i-k-e/6541544889
  8. ↑ Дж.Р. Ламарш и А.Дж. Баратта, «Энергетические реакторы и ядерные системы подачи пара» в журнале Introduction to Nuclear Engineering , 3-е изд., Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2001, ch.4, sec.5, pp. 136-185
.

% PDF-1.3 % 654 0 объект > endobj xref 654 64 0000000016 00000 н. 0000001631 00000 н. 0000003301 00000 п. 0000004053 00000 н. 0000004637 00000 н. 0000004667 00000 н. 0000005224 00000 н. 0000005739 00000 н. 0000006313 00000 н. 0000006354 00000 п. 0000006384 00000 п. 0000006454 00000 н. 0000006476 00000 н. 0000006546 00000 н. 0000006691 00000 н. 0000007372 00000 н. 0000007394 00000 н. 0000007827 00000 н. 0000008363 00000 п. 0000008966 00000 н. 0000008988 00000 н. 0000009614 00000 н. 0000009636 00000 н. 0000010289 00000 п. 0000010311 00000 п. 0000010676 00000 п. 0000010732 00000 п. 0000011147 00000 п. 0000011739 00000 п. 0000011761 00000 п. 0000012507 00000 п. 0000012529 00000 п. 0000012962 00000 п. 0000012984 00000 п. 0000013261 00000 п. 0000019883 00000 п. 0000025973 00000 п. 0000026200 00000 н. 0000028478 00000 п. 0000035795 00000 п. 0000036700 00000 п. 0000036907 00000 п. 0000037060 00000 п. 0000037958 00000 п. 0000043452 00000 п. 0000046130 00000 н. 0000047086 00000 п. 0000047463 00000 п. 0000047617 00000 п. 0000047770 00000 п. 0000047924 00000 п. 0000048077 00000 п. 0000048230 00000 н. 0000048384 00000 п. 0000048539 00000 п. 0000048693 00000 п. 0000048848 00000 н. 0000049001 00000 п. 0000049154 00000 п. 0000049307 00000 п. 0000049460 00000 п. 0000049614 00000 п. 0000001770 00000 н. 0000003278 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 655 0 объект > endobj 716 0 объект > поток H {XSu l ;; f8f.fRqR6; qiPͻX \ oHR3 +, у?

.

Смотрите также