Реферат: Традиционные источники электрической энергии

Оглавление.

1.Введение………………………………………………………..…….стр.2

2. Основная часть.

2.1.Тепловые электростанции…………………………………… стр.3

2.2.  Гидроэлектрическиеэлектростанции……………………….стр.6

2.3.  Атомные электростанции………………………………… стр.10

3.Заключение………………………………………………………….стр.15

Введение.

Электроэнергия– не только одно из чаще всего обсуждаемыхсегодня понятий; помимо своего основного физического (а в более широком смысле– естественнонаучного) содержания, оно имеетмногочисленные экономические, технические, политические и иные аспекты.

Почему же электрификация так важна дляраз­вития экономики?

Научно-технический прогресс невозможен без развития энергетики,электрификации. Для повы­шения производительности труда первостепенное значениеимеет механизация и автоматизация про­изводственных процессов, заменачеловеческого тру­да (особенно тяжелого или монотонного) машин­ным. Ноподавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации(оборудова­ние, приборы, ЭВМ) имеет электрическую основу. Особенно широкоеприменение электрическая энергия получила для привода в действие электри­ческихмоторов. Мощность электрических машин (в зависимости от их назначения)различна: от до­лей ватта (микродвигатели, применяемые во многих отрасляхтехники и в бытовых изделиях) до огром­ных величин, превышающих миллионкиловатт (генераторы электростанций).

Человечествуэлектроэнергия нужна, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом.Вместе с тем запасы тради­ционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.)конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива- урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителяхплутоний. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные  источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения  дешевизны топлива, но и с точки зренияпростоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых дляпостройки станции, долговечности станций.

Данный реферат являетсякратким, обзором современного состояния энергоресурсов человечества. В работерассмотрены традиционные источники электрической энергии. Цель работы – преждевсего ознакомиться с современным положением дел в этой необычайно широкойпроблематике, проанализовать наиболее выгодные в нынешнее время способыполучения электроэнергии.

К традиционным источникам,рассмотренным в моем реферате в пер­вую очередь относятся: тепловая, атомная иэнергия пока воды.

Российская энергетикасегодня — это 600 тепловых, 100 гидравлических, 9 атомных электростанций, общаямощность которых по состоянию на октябрь 1999го года составляет 210млн квт. В 1998 году они выработали около 1 триллиона кВт/ч электроэнергии и790 млн. Гкал тепла. Есть, конечно, несколько электростанций использующих вкачестве первичного источника солнечную, ветровую, гидротермальную, приливнуюэнергию, но доля производимой ими энергии очень мала по сравнению с тепловыми,атомными  и гидравлическими станциями.

Тепловые электростанции.

Тепловаяэлектростанция (ТЭС), электростанция, вырабатываю­щая электрическую энергию врезультате пре­образования тепловой энергии, выделяю­щейся при сжиганииорганического топлива. Первые ТЭС появились в кон. 19 в (в 1882 — в Нью-Йорке,1883 — в Петер­бурге, 1884 — в Берлине) и получили преимущественноераспространение.  В сер. 70-х гг. 20 в.ТЭС — основной вид элек­трической станций. Доля вырабатываемой имиэлектроэнергии составляла: в России и США св. 80% (1975), в мире около 76%(1973).

Около 75% всейэлектроэнергии России производится на тепловых электростанциях.  Большинство городов России снабжаются именноТЭС. Часто в городах используются ТЭЦ — теплоэлектроцентрали, производящие нетолько электроэнергию, но и тепло в виде горячей воды. Такая система являетсядовольно-таки непрактичной т.к. в отличие от электрокабеля надежность  теплотрасс чрезвычайно низка на большихрасстояниях, эффективность централизованного теплоснабжения сильно при передачетакже понижается. Подсчитано, что при протяженности теплотрасс более 20 км(типичная ситуация для большинства городов) установка электрического бойлера вдельно стоящем доме   становитсяэкономически выгодна.

На тепловых электростанцияхпреобразуется химическая энергия топлива сначала в механическую, а затем вэлектрическую.

Топливом для такойэлектростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловыеэлектрические стан­ции подразделяют на конденсационные (КЭС), предназначенныедля выработки только электрической энергии, и теплоэлектро­централи (ТЭЦ),производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара.Крупные КЭС районного значения получили название государственных районныхэлектро­станций (ГРЭС)..

<img src="/cache/referats/3575/image002.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026">Простейшая принципиальная схема КЭС, работающей наугле, представлена на рис. Уголь подается в топливный бункер 1, а из него — вдробильную установку 2, где превраща­ется в пыль. Угольная пыль поступает втопку парогенератора (парового котла) 3, имеющего систему трубок, в которых цир­кулируетхимически очищенная вода, называемая питательной. В котле вода нагревается,испаряется, а образовавшийся насы­щенный пар доводится до температуры 400—650°Си под дав­лением 3—24 МПа поступает по паропроводу в паровую турби­ну 4.Параметры пара зависят от мощности агрегатов.

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-ansi-language:RU; mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Способ преобразования тепловой энергии в механическую в паровой турбине.

<img src="/cache/referats/3575/image004.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1027">Тепловые конденсацион­ные электростанции име­ютневысокий кпд (30— 40%), так как большая часть энергии теряется сотходящими   топочными газами иохлаждающей водой конденсатора.

Сооружать КЭС выгодно внепосредственной близости от мест добычи топлива. При этом потребители    электроэнергии могут находиться на значи­тельномрасстоянии от стан­ции.

Теплоэлектроцентраль отли­чается  от конденсационной станции установленной на ней специальнойтеплофикационной турбиной с отбором пара. На ТЭЦ одна часть пара полностью  используется в турбине для выработкиэлектроэнергии в генераторе 5 и затем поступает в конденсатор 6, а другая,имеющая большую температуру и давление (на рис. штриховая ли­ния), отбираетсяот промежуточной ступени турбины и исполь­зуется для теплоснабжения. Конденсатнасосом 7 через деаэра­тор 8 и далее питательным насосом 9 подается впарогенератор. Количество отбираемого пара зависит от потребности предприя­тийв тепловой энергии.

Коэффициент полезногодействия ТЭЦ достигает 60—70%.

Такие станции строят обычновблизи потребителей — про­мышленных предприятий или жилых массивов. Чаще всегоони работают на привозном топливе.

<img src="/cache/referats/3575/image006.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1028">Рассмотренные тепловые электростанции по видуосновного теплового агрегата — паровой турбины — относятся к паротур­биннымстанциям. Значительно меньшее распространение полу­чили тепловые станции сгазотурбинными (ГТУ), парогазовы-ми (ПГУ) и дизельными установками.

Наиболее экономичными яв­ляются крупные тепловые паро­турбинныеэлектростанции (сокра­щенно ТЭС). Большинство ТЭС нашей страны используют в ка­честветоплива угольную пыль. Для выработки 1 кВт-ч электроэнергии затрачиваетсянесколько сот грам­мов угля. В паровом котле свыше 90% выделяемой топливомэнергии передается пару. В турбине кине­тическая энергия струй пара пере­даетсяротору. Вал турбины жестко соединен с валом генератора.  

Современные паровые турбины для ТЭС — весьма совершенные, быстроходные,высокоэкономичные машины с большим ресурсом работы. Их мощность в одновальномисполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и это не является пределом. Такиемашины всегда бывают многоступенчатыми, т. е. имеют обыч­но несколько десятковдисков с рабочими лопат­ками и такое же

Энергоблок мощностью 1 млн. 200 тыс.

        кВтКостромской ГРЭС.

количество,перед каждым диском, групп сопел, через которые протекает струя пара. Давлениеи температура пара постепенно снижаются.

Из курса физики  из­вестно, что КПД тепловых двига­телейувеличивается с ростом на­чальной температуры рабочего тела. Поэтомупоступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру — почти до550 °С и давление — до 25 МПа. Коэффи­циент полезного действия ТЭС дости­гает40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячим отрабо­танным паром.

По мнению ученых в основеэнергетики ближайшего будущего по-прежнему останется теплоэнергетика на невозобновляемых ресурсах. Но струк­тура ее изменится. Должно сократитьсяиспользование нефти.  Су­щественновозрастет производство электроэнергии на атомных электростанциях. Начнетсяиспользование пока еще не тронутых гигантских запасов дешевых углей, например,в Кузнецком, Канс­ко-Ачинском, Экибаcтузском бассейнах. Широко будетприменяться природный газ, запасы которого в стране намного превосходят запасыв других странах.

Ксожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь не бесконечны. Природе, чтобысоздать эти запасы, потребовались миллионы лет, израсходованы они будут засотни лет. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допуститьхищнического разграбления земных богатств. Ведь лишь при этом условии запа­совтоплива может хватить на века. К сожалению, многие нефте­добывающие страныживут сегодняшним днем. Они нещадно расходу­ют подаренные им природой нефтяныезапасы. Сейчас многие из этих стран, особенно в районе Персидского залива,буквально купаются в золоте, не задумываясь, что через несколько десятков летэти запасы иссякнут. Что же произойдет тогда –, а это рано или поздно случится,– когда месторождения нефти и газа будут исчерпаны? Происшедшее повышение ценна нефть, необходимую не только энергетике, но и транспорту, и химии, заставилозаду­маться о других видах топлива, пригодных для замены нефти и газа. Особеннопризадумались тогда те страны, где нет собс­твенных запасов нефти и газа икоторым приходится их покупать.

        

Гидроэлектрическая станция.

Гидроэлектрическаястанция, гидроэлектростанция (ГЭС), комплекс сооружений и оборудования,посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию.ГЭС состоит из последовательной цепи гид­ротехнических сооружений, обеспечи­вающихнеобходимую концентрацию по­тока воды и создание напора, и энергетического.оборудования,   преобразующего энергиюдвижущейся под напором воды в механическую энергию вращения  которая, в свою очередь, преобразуется вэлектрическую энергию.

НапорГЭС создается концентрацией падения реки на используемом участкеплотиной(рис1), либо дерива<img src="/cache/referats/3575/image008.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1029">цией, либо плотиной и дери­вациейсовместно (рис. 3). Основное энергетическое оборудование ГЭС размещается вздании ГЭС: в машинном зале электростанции — гидроагрегаты, вспомогательноеоборудование,   устройства  автоматического управления и контроля; вцентральном посту управления — пульт оператора-диспетчера или автооператоргидро­электростанции. Повышающая транс­форматорная подстанция размещается каквнутри здания ГЭС, так и в отдельных зда­ниях или на открытых площадках. Рас­пределительныеустройства зачастую располагаются на открытой площадке. Здание ГЭС может бытьразделено на секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательнымоборудованием, отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутринего создаётся монтаж­ная площадка для сборки и ремонта раз­личногооборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.

<img src="/cache/referats/3575/image010.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1030">По установленной мощности (в.Мвт) различают ГЭС мощные (св. 250), сред­ние (до 25) и малые (до 5). МощностьГЭС зависит от напора На (разности уровней верхнего и нижнего бьефа), расходаводы, используемого в гидротурбинах, и кпд гидроагрегата. По ряду причин(вследствие, например сезонных изменений уровня воды в во­доёмах, непостоянстванагрузки энерго­системы, ремонта гидроагрегатов или гидротехнических сооруженийи т. п.) напор и расход воды непрерывно меняются, а кроме того, меняется расходпри регули­ровании мощности ГЭС. Различают го­дичный, недельный и суточныйциклы режима работы ГЭС.

Помаксимально используемому напо­ру ГЭС делятся на высоконапорные (более 60 м),средненапорные (от 25 до 60 м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинныхреках напоры редко пре­вышают 100 м, в горных условиях посредством плотиныможно создавать напоры до 300 м и более, а с помощью дерива­ции — до 1500 м.Классификация по напору приблизительно соответствует ти­пам применяемогоэнергетического оборудова­ния: на высоконапорных ГЭС применяют ковшовые ирадиально-осевые  турби­ны сметаллическими спиральными камера­ми; на средненапорных — поворотнолопастные ирадиально-осевые турбины с железобетонными и металлическими спираль­нымикамерами, на низконапорных — поворотнолопастные турбины в железо­бетонныхспиральных камерах, иногда горизонтальные турбины в капсулах или в открытыхкамерах. Подразделение ГЭС по используемому напору имеет при­близительный,условный характер.

<img src="/cache/referats/3575/image012.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1031">По схеме использования водных ре­сурсови концентрации напоров ГЭС обыч­но подразделяют на русловые, приплотинные,деривационные с напорной и без­напорной деривацией, смешанные,гидроаккумулирующие и приливные.  Врусловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, пе­регораживающейреку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе. При этом неизбежно некотороезатопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке рекиплощадь затопле­ния уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономическидопустимая площадь затопления ограничивает высо­ту плотины. Русловые иприплотинныс ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, вузких сжатых долинах.

Всостав сооружений русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и во­досбросныесооружения (рис. 4). Состав гидротехнических сооружений зависит от вы­сотынапора и установленной мощности. У русловой ГЭС здание с размещенными в нёмгидроагрегатами служит продолже­нием плотины и вместе с ней создаёт напорныйфронт. При этом с одной сто­роны к зданию ГЭС примыкает верхний бьеф, а сдругой — нижний бьеф. Под­водящие спиральные камеры гидротурбин своими входнымисечениями заклады­ваются под уровнем верхнего бьефа, выходные же сеченияотсасывающих труб погружены под уровнем нижнего бьефа.

Всоответствии с назначением гидроузла в его состав могут входить судоходныешлюзы или судоподъёмник, рыбопро­пускные сооружения, водозаборные соо­ружениядля ирригации и водоснабже­ния. В русловых ГЭС иногда единственным сооружением,пропускающим воду, является здание ГЭС. В этих случаях по­лезно используемаявода последовательно проходит входное сечение с мусорозадер-живающимирешётками, спиральную ка-

меру, гидротурбину, отсасывающуютру­бу, а по спец. водоводам между сосед­ними турбинными камерами произво­дитсясброс паводковых расходов реки. Для русловых ГЭС характерны напоры до 30—40м  к простейшим русловым ГЭС относятсятакже ранее строившиеся сель­ские ГЭС небольшой мощности. На круп­ных равнинныхреках основное русло пере­крывается земляной плотиной, к которой примыкаетбетонная водосливная пло­тина и сооружается здание ГЭС. Такая компоновкатипична для многих отечественных ГЭС на больших равнинных реках. Волж­ская ГЭСим. 22-го съезда КПСС— наиболее крупная среди станций русло­вого типа.

Приболее высоких напорах оказывает­ся нецелесообразным передавать на зда­ние ГЭСгидростатичное давление воды. В этом случае применяется тип плотиной ГЭС, укоторой напорный фронт на всём протяжении перекрывается плотиной, а здание ГЭСрасполагается за пло­тиной, примыкает к нижнему бьефу (рис. 5). В составгидравлической трассы меж­ду верхним и нижним бьефом ГЭС тако­го типа входятглубинный водоприёмник с мусорозадерживающей решёткой, тур­бинный водовод,спиральная камера, гидротурбина, отсасывающая труба. В качестве дополнит,сооружений в состав узла могут входить судоходные сооруже­ния и рыбоходы, атакже дополнительные водо­сбросы Примером подобного типа станций на многоводнойреке служит Братская ГЭС на реке Ангара.

Кначалу Великой Отечеств, войны 1941—45 было введено в эксплуатацию 37 ГЭС общеймощностью более 1500 Мвт. Во время войны было приостановлено на­чатоестроительство ряда ГЭС общей мощ­ностью около 1000 Мвт (1 млн. квт). В 60-х гг.наметилась тенденция к сни­жению доли ГЭС в общем мировом производстве электроэнергиии всё большему использованию ГЭС для покрытия пико­вых нагрузок. К 1970 всемиГЭС мира производилось около 1000 млрд. квт-ч электроэнергии в год, причёмначиная с 1960 доля ГЭС в мировом производстве сни­жалась в среднем за годпримерно на 0,7%. Особенно быстро снижается доля ГЭС в общем производствеэлектроэнергии в ранее традиционно считавшихся «гидроэнер­гетическими» странах(Швейцария, Ав­стрия, Финляндия, Япония, Канада, от­части Франция), т. к. ихэкономический гидроэнергетический потенциал практи­чески исчерпан.

Несмотряна снижение доли ГЭС в общей выработке, абсолютные значения производстваэлектроэнергии и мощности ГЭС непрерывно растут вследствие строитель­ства новыхкрупных электростанций. В 1969 в мире насчитывалось свыше 50 дей­ствующих истроящихся ГЭС единичной мощностью 1000 Мвт и выше, причём 16 из них — натерритории бывшего Советского Союза.

Важнейшаяособенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению стопливно-энергетическими ресурсами — их непрерывная возобновляемость. Отсутствиепотребности в топливе для ГЭС определяет низ­кую себестоимость вырабатываемойна ГЭС электроэнергии. Поэтому сооруже­нию ГЭС, несмотря на значительные,удельные капиталовложения на 1 квт установлен­ной мощности и продолжительныесроки строи­тельства, придавалось и придаётся боль­шое значение, особенно когдаэто связано с размещением электроёмких производств.

Атомные электростанции.

атомная электростанция (АЭС), электростанция, в которойатомная (ядер­ная) энергия преобразуется в элект­рическую. Генератором энергиина АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделя­ется в реакторе врезультате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем также, как и на обыч­ных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется вэлектроэнергию, В отли­чие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭСработает на ядерном горю­чем (в основе 233U, 235U, 239Pu) Приделении 1 г изотопов урана или плутония высво­бождается 22 500 квт • ч, чтоэквивалентно энергии, содержащейся в 2800 кг услов­ного топлива. Установлено,что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний идр.)  существенно превышают энергоресурсыприродных запасов органического, топлива (нефть, уголь, природный газ и др.).Это открывает широкие перспективы для удовлетворе­ния быстро растущихпотребностей в топ­ливе. Кроме того, необходимо учиты­вать всё увеличивающийсяобъём потреб­ления угля и нефти для технологических целей мировой химическойпромышленности, которая становится серьёзным конкурентом тепло­выхэлектростанций. Несмотря на откры­тие новых месторождений органического топ­ливаи совершенствование способов его добычи, в мире наблюдается тенденция котносительному, увеличению его стоимости. Это создаёт наиболее тяжёлые условиядля стран, имеющих ограниченные запасы топлива органического происхождения.Очевидна необходимость быстрейшего развития атомной энергетики, края ужезанимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира.

Перваяв мире АЭС опытно-промышленного на­значения (рис. 1) мощностью 5 Мвт былапущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядраиспользовалась  в военных це­лях. Пускпервой АЭС ознаменовал от­крытие нового направления в энергети­ке, получившегопризнание на 1-й Международной научно-технической конференции по мирномуиспользованию атомной энер­гии (август 1955, Женева).

<img src="/cache/referats/3575/image014.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1032">В 1958 была введена вэксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 Мвт (полная проектнаямощность 600 Мвт). В том же году развернулось строительство Белоярской АЭС, а26 апреля 1964 генератор 1-й очереди (блок мощностью 100 Мвт) выдал ток вСвердловскую энергосистему, 2-й блок мощностью 200 Мвт сдан в эксплуата­цию воктябре 1967. Отличительная особенность Белоярской АЭС — перегрев пара (дополучения нужных параметров) непосредственно в ядерном реакторе, что позволилоприменить на ней обычные современные турбины почти без всяких переделок.

 Принципиальная схема АЭС с ядерным реактором,имеющим водяное охлаждение, приведена на рис. 2. Тепло, выделяется в активнойзоне реактора, теплоносителем  вбираетсяводой (теплоносителем) 1-г контура, которая прокачивается  через реактор циркуляционным насосом  г Нагретая вода из реактора поступав втеплообменник (парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе воде2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образуется парпоступает в турбину 4.

Наиболеечасто на АЭС применяют 4 типа реакторов на тепловых нейтронах 1) водо-водяные собычной водой в качестве замедлителя и теплоносителя; 2) графито-водные сводяным теплоносителем и графитовым замедлителем; 3) тяжеловодные с водянымтеплоносителем и тяжёлой водой в качестве замедлителя 4) графито-газовые сгазовым теплоноси­телем и графитовым замедлителем.

Выборпреимущественно применяемого типа реактора определяется главным образом на­копленнымопытом    в             реактороносителе а также наличиемнеобходимого промышленного оборудования, сырьевых запасов и т. л. В Россиистроят главным образом графито-водные и водо-водяные реакторы. На АЭС СШАнаибольшее распространение получили водо-водяные реакторы. Графито-газо­выереакторы применяются в Англии. В атомной энергетике Канады преобла­дают АЭС стяжеловодными реакторами.

<img src="/cache/referats/3575/image016.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1033">В зависимости от вида иагрегатного со­стояния теплоносителя создается тот или иной термодинамическийцикл АЭС. Выбор верх­ней температурной границы термодинамического циклаопределяется максимально допусти­мой темп-рой оболочек тепловыделяющихэлементов (ТВЭЛ), содержащих ядерное го­рючее, допустимой темп-рой собственноядер­ного горючего, а также свойствами теплоноси­теля, принятого для данноготипа реактора. На АЭС. тепловой реактор которой охлаждает­ся водой, обычнопользуются низкотемпера­турными паровыми циклами. Реакторы с газовымтеплоносителем позволяют применять относительно более экономичные циклыводяного пара с повышенными начальными дав­лением и темп-рой. Тепловая схемаАЭС в этих двух случаях выполняется 2-контурной: в 1-м контуре циркулируеттеплоноситель, 2-й контур — пароводяной. При реакторах  с кипящим водяным или высокотемпературнымгазовым теплоносителем возможна одно­контурная тепловая  АЭС. В кипящих реак­торах вода кипит вактивной зоне, полученная пароводяная смесь сепарируется, и насыщенный парнаправляется или непосредственно в турбину, или предварительно возвращается вактивную зону для перегрева.

 (рис. 3). В высокотемпературныхграфито-газовых реакторах возможно применение обычного газотурбинного цикла.Реактор в этом случае выполняет  ролькамеры сго­рания.

Приработе реактора концентрация де­лящихся изотопов в ядерном топливе постепенноуменьшается, и топливо  выгорает. Поэтомусо временем их заме­няют свежими. Ядерное горючее пере­загружают с помощьюмеханизмов и при­способлений с дистанционным управлением. Отработавшее топливопереносят в бас­сейн выдержки, а затем направляют на переработку.

Креактору и обслуживающим его си­стемам относятся: собственно реактор сбиологической защитой, теплообменни­ки, насосы или газодувные установки,осуществляющие циркуляцию теплоноси­теля; трубопроводы и арматура циркуляцииконтура; устройства для перезагруз­ки ядерного горючего; системы спец.вентиляции, аварийного расхолаживания и др.

Взависимости от конструктивного ис­полнения реакторы имеют отличит, осо­бенности:в корпусных реакторах топливо и замедлитель расположены внутри корпу­са,несущего полное давление теплоно­сителя; в канальных реакторах топливо,охлаждаемые теплоносителем, устанавли­ваются в спец. трубах-каналах, пронизы­вающихзамедлитель,  заключённый в тонкостенныйкожух. Такие реакторы применяются в России (Сибирская, Белоярская АЭС и др.),

Дляпредохранения персонала АЭС от радиационного облучения реактор окружаютбиологической защитой, основным материалом для которой служат бетон, вода,серпантиновый песок. Оборудование реакторного контура должно быть полностьюгерме­тичным. Предусматривается система конт­роля мест возможной утечкитеплоноси­теля, принимают меры, чтобы появление не плотностей и разрывов контуране приводило к радиоактивным выбросам и загрязнению помещений АЭС и окружаю­щейместности. Оборудование реакторно­го контура обычно устанавливают  в герметичных боксах, которые отделены отостальных помещений АЭС биологической защитой и при работе реактора не обслу­живаются,Радиоактивный воздух и не­большое количество паров теплоносителя, обусловленноеналичием протечек из контура, удаляют из необслуживаемых помещений АЭС спец.системой вентиляции, в которой для исключения возможно­сти загрязнения атмосферыпредусмот­рены очистные фильтры и газгольдеры выдержки. За выполнением правилра­диационной безопасности персоналом АЭС сле­дит служба дозиметрическогоконтроля.

Приавариях в системе охлаждения реактора для исключения перегрева и нарушения   герметичности   оболочек ТВЭЛов предусматривают быстрое (втечение несколько секунд) глушение ядер­ной реакции; аварийная система расхо­лаживанияимеет автономные источники питания.

Наличие  биологической защиты, систем спец. вентиляциии аварийного расхо­лаживания и службы дозиметрического контро­ля позволяетполностью обезопасить обслуживающий персонал АЭС от вред­ных воздействийрадиоактивного облу­чения.

Оборудованиемашинного зала АЭС аналогично оборудованию машинного зала ТЭС. Отличит, особенность боль­шинства   АЭС — использование   пара сравнительно низких параметров, на­сыщенногоили слабо перегретого.

При этом для исключенияэрозионного повреждения лопаток последних ступеней турбины частицами влаги,содержащейся в пару, в турбине устанавливают сепари­рующие устройства. Иногданеобходимо применение выносных сепараторов  и промежуточных  перегревателейпара. В связи с тем что теплоноситель и со­держащиеся в нём примеси при прохож­дениичерез активную зону реактора активируются, конструктивное решение оборудованиямашинного зала и системы охлаждения конденсатора турбины од­ноконтурных АЭСдолжно полностью исключать возможность утечки теплоно­сителя. На двухконтурныхАЭС с высо­кими параметрами пара подобные требо­вания к оборудованию машинногозала не предъявляются.

Вчисло специфичных требований к компоновке оборудования  АЭС входят: минимально возможнаяпротяжённость коммуникаций, связанных с радиоак­тивными средами, повышеннаяжёст­кость фундаментов и несущих конст­рукций реактора, надёжная организа­ция вентиляциипомещений. показан раз­рез главного корпуса Белоярской АЭС с канальнымграфито-водным реакто­ром. В реакторном зале размещены: реактор с биологическойзащитой, запасные ТВЭЛы и аппаратура контроля. АЭС скомпонована по блочномупринципу реактор—турбина. В машинном зале рас­положены турбогенераторы иобслужи­вающие их системы. Между машинным II реакторным залами размещенывспомогательные оборудование и системы управле­ния станцией.

ЭкономичностьАЭС определяется её основным  техническимпоказателями: единичная мощность реактора, энергонапря­жённость активной зоны, глубина вы­горания ядерногогорючего, коэффецента ис­пользования установленной мощности АЭС за год. С ростом мощности АЭС удельныекапиталовложения в псе (стои­мость установленного кет) снижаются более резко,чем это имеет место для ТЭС. В этом главная причина стремле­ния к сооружениюкрупных АЭС с большой единичной мощностью блоков. Для экономики АЭС характерно,что доля топливной составляющей в себестоимости вырабатываемой электроэнергии30 — 40% (на ТЭС 60—70%). Поэтому круп­ные АЭС наиболее распространены в    промышленно развитых    районах с огра­ниченными  запасами   обычного топлива, а АЭС небольшой мощности —в трудно­доступных или отдалённых районах, напр.  АЭС в  пос. Билибино (Якутия)  с электрической  мощностью типового блока 12 Мет. Часть тепловой мощности реактора этой АЭС (29Мет) расходуется на теплоснабжение. Наряду с выработ­кой электроэнергии  АЭС используются также для опреснения морскойводы. Так,   Шевченковская АЭС(Казахстан) электрической мощностью 150 Мвт рассчи­тана на опреснение (методомдистилля­ции) за сутки до 150 000 т воды из Кас­пийского м.

Вбольшинстве промышленно развитых стран (Россия, США, Англия, Фран­ция, Канада,ФРГ, Япония, ГДР и др.)  мощность действующихи строящихся АЭС к 1980  доведена додесятков Гвт. По данным Международного атомного агентства ООН, опубликован­нымв 1967, установленная мощность всех АЭС в мире к 1980 достигла 300 Гвт.

  На 3-й Международной научно-техническойконференции по мирному использова­нию атомной энергии (1964, Женева) былоотмечено, что широкое освоение ядерной энергии стало ключевой пробле­мой длябольшинства стран. Состояв­шаяся в Москве в августе 1968 7-я Мироваяэнергетическим конференция (МИРЭК-УП) подтвердила актуальность проблем выбо­ранаправления развития ядерной энер­гетики на следующем этапе (условно1980—2000), когда АЭС станет одним из оси. производителей электроэнергии.

Из 1 кг урана можно получитьстолько же теплоты, сколь­ко при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

За годы, прошедшие современи пуска в эксплуатацию пер­вой АЭС, было создано несколько конструкцийядерных реак­торов, на основе которых началось широкое развитие атомнойэнергетики в нашей стране.

Персонал 9 российских АЭСсоставляет 40.6 тыс. человек или 4% от общего числа населения занятого вэнергетике. 11.8% или 119.6 млрд. Квч. всей электроэнергии, произведенной вРоссии выработано на АЭС. Только на АЭС рост производства электроэнергиисохранился: в 2000 году планируется произвести 118% от объема 1999 года.

АЭС, являющиеся наиболеесовременным видом электростанций имеют ряд существенных преимуществ переддругими видами электростанций: при нормальных условиях функционирования ониобсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырьяи соответственно могут быть размещены практически везде, новые энергоблокиимеют мощность практичеки равную мощности средней ГЭС, однако коэффициэнтиспользования установленной мощности на АЭС (80%) значительно превышает этот показательу ГЭС или ТЭС.  Об экономичности иэффективности атомных электростанций может говорить тот факт, что  из 1 кг урана можно получить столько жетеплоты, сколь­ко при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

  Значительных недостатков АЭС при нормальныхусловиях функционирования практически не имеют. Однако нельзя не заметитьопасность АЭС при возможных форс-мажорных обстоятельствах: землетрясениях,ураганах, и т. п. — здесь старые модели энергоблоков представляют потенциальнуюопасность радиационного заражения территорий из-за неконтролируемого перегревареактора.

Заключение.

Учитывая  результаты существующих прогнозов поистощению к середине – концу следующего столе­тия запасов нефти, природногогаза и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля(которо­го, по расчетам, должно хватить на300лет) из-за вредных выбро­сов в атмосферу, а также употребления ядерноготоплива, которого при условии интенсивного развития реакторов-раз­множителейхватит не менее чем на1000 лет можносчитать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые, атомные игидроэлектрические источники будут еще долгое время преобладать над остальнымиисточника