ЦИКЛЫ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Основное отличие атомных электростанций от тепловых заключается в том, что для получения теплоты используется не парогенератор, а ядерный реактор, в котором энергия выделяется при расщеплении ядер тяжелых металлов (изотопов урана и плутония). Отвод теплоты от ядерного реактора осуществляется с помощью циркулирующей жидкости или газа. Существует несколько схем отвода теплоты. Ниже будут рассмотрены двух -, и трехконтурные схемы атомных установок.
Схема двухконтурной атомной электростанции приведена на рис. 11.24, а трехконтурной - на рис. 11.25. На этих схемах обозначено: 1-ядерный реактор; 2-парогенератор для двухконтурной, и теплообменник для трехконтурной схемы; 3-насос; 4-паровая турбина; 5-электрогенератор; 6-конденсатор; 7-конденсатный насос; 8-биологическая защита; 9-парогенератор для трехконтурной схемы; 10-насос.
Рис. 11.24
В приведенных выше Схемах теплоноситель цикла Ренкина не смешивается с радиоактивным теплоносителем 1-го контура. Передача теплоты от первого контура, ко второму осуществляется в теплообменнике (парогенераторе) 2.
Основными теплоносителями в циклах атомных электростанций служат вода под давлением, кипящая вода, газы, жидкие металлы. Соответственно этому ядерные реакторы называются водо-водяными, кипящими водяными энергетическими реакторами, газоохлаждаемыми, жидкометаллическими и т.п.
Недостаток воды как теплоносителя первого контура заключается в невозможности получать высокие параметры водяного пара во втором контуре, т.к. вода имеет низкую температуру кипения при малых давлениях. В итоге существенно снижается термический кпд цикла Ренкина. Для получения более высоких параметров водяного пара необходимо применять теплоноситель, имеющий значительно более высокую температуру кипения при малых давлениях. Таким требованиям в полной мере удовлетворяют жидкие металлы.
Рис. 11.25
На рис. 11.26 приведен цикл паросиловой установки, работающей на сухом насыщенном паре. Здесь: 1-2 - адиабатное расширение пара на лопатках паровой турбины; 2-3 - конденсация пара в конденсаторе; 3-4 - сжатие воды в конденсатом насосе 7; 4-5 - изобарный подогрев воды в парогенераторе 2; 5-1 - парообразование в парогенераторе.
Рис. 11.26
Термический кпд этого цикла и удельный расход пара определяются соответственно по формулам
;
.
При выводе формулы для кпд приняты допущения: при адиабатном сжатии воды в насосе 7 не учитывается повышение ее температуры (точки 3 и 4' практически совмещаются); полагается, что изобара 4-5 совмещается с пограничной кривой жидкости х = 0, т.к. удельный объем воды весьма мал по сравнению с удельным объемом пара; работой насоса 7 пренебрегается.
Недостатки цикла, изображенного на рис. 11.26, заключаются в том, что лопатки паровой турбины работают во влажном паре. В связи с чем существенно снижается ресурс лопаток турбины по причине их эрозии. Для увеличения степени сухости пар необходимо перегревать.
Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 5110;