Реферат: Физика и современная энергетика

Оглавление.

<span Times New Roman",«serif»">1.Введение

<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">………………………………………………………………..……… стр.2

2.Основная часть.

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

2.2.  Гидравлические электростанции………… 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 для постройкистанции, долговечности станций.

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

                 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 преимущественное распространение.  В середине 70-х гг. 20 в. ТЭС — основной видэлек­трической станций. Доля вырабатываемой ими электроэнергии составляла: вРоссии и США св. 80% (1975), в мире около 76% (1973).

Около 75% всейэлектроэнергии Казахстана производится на тепловых электростанциях.  Большинство городов Казахстана снабжаютсяименно ТЭС. Часто в городах используются ТЭЦ — теплоэлектроцентрали,производящие не только электроэнергию, но и тепло в виде горячей воды. Такаясистема является довольно-таки непрактичной т.к. в отличие от электрокабелянадежность  теплотрасс чрезвычайно низкана больших расстояниях, эффективность централизованного теплоснабжения сильнопри передаче также понижается. Подсчитано, что при протяженности теплотрасс более20 км (типичная ситуация для большинства городов) установка электрическогобойлера в дельно стоящем доме  становится экономически 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/12083/image002.jpg" v:shapes="_x0000_s1026"> Простейшаяпринципиальная схема КЭС, работающей на угле, представлена на рис. Уголь подаетсяв топливный бункер 1, а из него — в дробильную установку 2, где превраща­ется впыль. Угольная пыль поступает в топку парогенератора (парового котла) 3,имеющего систему трубок, в которых цир­кулирует химически очищенная вода,называемая питательной. В котле вода нагревается, испаряется, а образовавшийсянасы­щенный пар доводится до температуры 400—650°С и под дав­лением 3—24 МПа

поступает по паропроводу в паровую турби­ну 4.Параметры пара зависят от мощности агрегатов. Тепловые конденсацион­ные электростанциииме­ют невысокий кпд (30— 40%), так как большая часть энергии теряется сотходящими   топочными газами иохлаждающей водой конденсатора. Сооружать КЭС выгодно в непосредственнойблизости от мест добычи топлива. При этом потребители    электроэнергии могут находиться на значи­тельномрасстоянии от стан­ции.

Способ преобразования тепловой энергии в механическую в паровой турбине.

<img src="/cache/referats/12083/image004.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1027">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.Рассмотренные тепловые электростанции по виду основного теплового агрегата —паровой турбины — относятся к паротур­бинным станциям. Значительно меньшеераспространение полу­чили тепловые станции с газотурбинными (ГТУ), парогазовыми(ПГУ) и дизельными установками.

<span Times New Roman",«serif»; font-weight:normal">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.  

Энергоблок мощностью           Современныепаровые турбины для ТЭС — весьма

1 млн. 200 тыс. кВт                    совершенные, быстроходные, высокоэкономичные машины

 Костромской ГРЭС.       с большим ресурсом работы. Их мощность водновальном исполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и это не являетсяпределом. Такие машины всегда бывают многоступенчатыми, т. е. имеют обыч­нонесколько десятков дисков с рабочими лопат­ками и такое же количество, передкаждым диском, групп сопел, через которые протекает струя пара. Давление итемпература 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 сократиться использованиенефти.  Су­щественно возрастетпроизводство электроэнергии на атомных электростанциях. Начнется использованиепока еще не тронутых гигантских запасов дешевых углей, например, в Кузнецком,Канс­ко-Ачинском, Экибаcтузском бассейнах. Широко будет применяться природныйгаз, запасы которого в стране очень большие. Кстати, сейчас у нас наКарачаганаке строится газотурбинная электростанция мощностью 240МВт (6 блоковпо 40 МВт каждый). Насколько мне известно, сейчас уже работают в полную силудва блока и подают электроэнергию для нашей Западно-Казахстанской области.

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. Многие нефте­добывающие страны живут сегодняшнимднем. Они нещадно расходу­ют подаренные им природой нефтяные запасы. Сейчасмногие из этих стран, особенно в районе Персидского залива, буквально купаютсяв золоте, не задумываясь, что через несколько десятков лет эти запасы иссякнут.Что же произойдет тогда –, а это рано или поздно случится, – когда месторождениянефти и газа будут исчерпаны? Происшедшее повышение цен на нефть, необходимуюне только энергетике, но и транспорту, и химии, заставило заду­маться о другихвидах топлива, пригодных для замены нефти и газа. Особенно призадумались тогдате страны, где нет собс­твенных запасов нефти и газа и которым приходится ихпокупать.

        

Гидравлическая электростанция.

Гидравлическаяэлектростанция (ГЭС) — комплекс сооружений и оборудования, посредством которыхэнергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит изпоследовательной цепи гид­ротехнических сооружений, обеспечи­вающих необходимуюконцентрацию 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/12083/image006.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 раз­личного оборудованияи для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.

<img src="/cache/referats/12083/image008.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/12083/image010.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, гидроаккумулирующиеи приливные.  В русловых и приплотинныхГЭС напор воды создаётся плотиной, пе­регораживающей реку и поднимающей уровеньводы в верхнем бьефе. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. Вслучае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопле­нияуменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадьзатопления ограничивает высо­ту плотины. Русловые и приплотинныс ГЭС строят ина равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких 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 ГЭС им.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 в СССР было введено в эксплуатацию 37ГЭС общей мощностью 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 производствеэлектроэнергии и всё большему использованию ГЭС для покрытия пико­вых нагрузок.К 1970 всеми ГЭС мира производилось около 1000 млрд. квт-ч электроэнергии вгод, причём начиная с 1960 доля ГЭС в мировом производстве сни­жалась в среднемза год примерно на 0,7%. Особенно быстро снижается доля ГЭС в общемпроизводстве электроэнергии в ранее традиционно считавшихся «гидроэнер­гетическими»странах (Швейцария, Ав­стрия, Финляндия, Япония, Канада, от­части Франция), т.к. их экономический 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.Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низ­кую себестоимостьвырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооруже­нию ГЭС, несмотря назначительные, удельные капиталовложения на 1 квт установлен­ной мощности ипродолжительные сроки строи­тельства, придавалось и придаётся боль­шоезначение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.

Атомные электростанции.

атомная электростанция (АЭС) -  электростанция, в которой атомная (ядер­ная)энергия преобразуется в элект­рическую. Генератором энергии на АЭС являетсяатомный реактор. Тепло, которое выделя­ется в реакторе в результате цепнойреакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обыч­ныхтепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию, В отли­чие отТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горю­чем (воснове 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 уже занимаетзаметное 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/12083/image012.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 в Свердловскуюэнергосистему, 2-й блок мощностью 200 Мвт сдан в эксплуата­цию в октябре 1967.Отличительная особенность Белоярской АЭС — перегрев пара (до получения нужныхпараметров) непосредственно в ядерном реакторе, что позволило применить на нейобычные 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/12083/image014.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 разрывовконтура не приводило к радиоактивным выбросам и загрязнению помещений АЭС иокружаю­щей местности. Оборудование реакторно­го контура обычноустанавливают  в герметичных боксах,которые отделены от остальных помещений АЭС биологической защитой и при работереактора не обслу­живаются, Радиоактивный воздух и не­большое количество паровтеплоносителя, обусловленное наличием протечек из контура, удаляют из необслуживаемыхпомещений АЭС спец. системой вентиляции, в которой для исключения возможно­стизагрязнения атмосферы предусмот­рены очистные фильтры и газгольдеры выдержки.За выполнением правил ра­диационной безопасности персоналом АЭС сле­дит службадозиметрического контроля.

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 организа­циявентиляции помещений. показан раз­рез главного корпуса Белоярской АЭС сканальным графито-водным реакто­ром. В реакторном зале размещены: реактор сбиологической защитой, запасные ТВЭЛы и аппаратура контроля. АЭС скомпонованапо блочному принципу реактор—турбина. В машинном зале рас­положенытурбогенераторы и обслужи­вающие их системы. Между машинным II реакторнымзалами размещены вспомогательные 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 Мвт. Часть тепловой мощности реактора этой АЭС (29Мвт) расходуется на теплоснабжение. Наряду с выработ­кой электроэнергии  АЭС используются также для опреснения морскойводы. Так,   Шевченковская АЭС у нас вКазахстане электрической мощностью 150 Мвт рассчи­тана на опреснение (методомдистилля­ции) за сутки до 150 000 т воды из Кас­пийского м.

В большинствепромышленно развитых стран (Россия, США, Англия, Фран­ция, Канада, ФРГ, Япония,ГДР и др.)  мощность действующих истроящихся 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.

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. КВт.час. всей электроэнергии, произведенной вРоссии выработано на АЭС. Только на АЭС рост производства электроэнергиисохранился: в 2000 году  произве 118% отобъема 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 этотпоказатель у ГЭС или ТЭС.  Обэкономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт,что  из 1 кг урана можно получить столькоже теплоты, 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 остальнымиисточниками электроэнергии. Уже началось дорожание  нефти, поэтому тепловые электростанции наэтом топливе будут вытеснены станциями на угле.

Некоторыеученые и экологи в конце 1990-х гг. говорили о скором запрещении государствамиЗападной Европы ато

еще рефераты
Еще работы по физике