Реферат: Физика и современная энергетика
Оглавление.
<span Times New Roman",«serif»">1.Введение
<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">………………………………………………………………..……… стр.22.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