Atomerőművek, vízerőművek

A nukleáris energia atomerőművekben történő felhasználását lehetővé tette a nehéz elemek maghasadásának a neutronok hatása és atomreaktorok létrehozása a szabályozott nukleáris láncreakcióhoz való megtalálásával. Az atomenergia átalakítja az atomenergiát más típusokká - termikus, elektromos, mechanikus stb.

A világ legtöbb országa főként termikus reaktorokkal működik, termikus neutronokkal, rosszul dúsított vagy természetes urán, víz-víz típus, melyben a vizet hűtőfolyadékként és moderátorként használják. Ezek a reaktor flotta 75% -át teszik ki, beleértve a "túlnyomásos víz" típusú reaktorok 55% -át, beleértve az MRE-1000-et is (2.3. Ábra).

Ábra. 2.3. Víz-víz reaktor A VVER-1000-ben:

1 - kivehető házburkolat; 2 vezetősín a CPS testekhez és hajtásokhoz; 3 - a henger; 4,5 - a héj elválasztása; 6 - a hőhordozó bemenetének egy elágazó csöve 7 - lemez nyomása; 8 - határoló öv; 9 - reaktortartály; 10 - kazetták üzemanyag-elemekkel; 11 - kosár; 12 - a ház termikus védelme; 13 - tartólemez (kazettákhoz) 14 - hőszigetelés; 15 - hővédelem; 16 - tartó és rács a hajótesthez; 17 - rúd a CPS ellenőrzésekhez; 18 gyűrűs tömítés és kompenzáló lap; 19 - a szoba beállítása; 20 - Vezérlőrendszer-meghajtók fedelei; 21 bemeneti hűtőlevegő; 22 - a hűtőlevegő kiáramlása.

A nagy részét a nukleáris reaktor - egy aktív zónában, amelyben fut láncreakciót hasadási nukleáris üzemanyag formájában fűtőelemek (FE). TVEL Átmérő - 9,1 mm, átmérője a tüzelőanyag granulák (sült por UO2) - 7,53 mm, súlya loading urán-dioxid üzemanyag rudak a fűtőelemek g. 1565 egyesítik üzemanyag kazetta tartalmazó üzemanyag rudak a 317 vezető 12 és a kontroll rudakat. A száma kazetták a magban - 163, amelynek szabályozó rudak - 61. A helyettesítő kazetták amely égett, hogy a leállítási reaktorba. Évente a működő kazetták körülbelül 33% -a és az ugyanolyan mennyiségű üzemanyag szivattyúzása kiürül.

Az 1. ábrán. 2.4. Az atomerőmű termikus neutronok rendszerének és működési elvének bemutatása egy moderátor és egy hűtőközeg (közönséges víz) felhasználásával az úgynevezett primer körben történik.

Ábra. 2.4. A nukleáris hőerőmű rendszere:

1 - rudak (csövek) 2 - víz; 3 - állító rudak; 4 - tekercsfűtő; 5 - működő gőzcső; 6 -turbina; 7 - elektromos áramfejlesztő; 8 - hűtőtorony; 9 - a kimerült gőzcső; 10 - a kondenzátor; 11 - beton burkolat.

Képeznek a reaktormagból rudak (csövek) 1 nukleáris üzemanyag formájában fűtőelemek és a beállító rudak C (kadmium, bór). Ezek a rudak 2 vízzel mossuk (magas nyomáson hőmérsékleten legfeljebb 300 ° C), amely, mint említettük, mind a neutron moderátor és a hűtőközeg. Ez a víz létrehozza az első zárt áramkör: aktív zóna - coil-fűtő 3. radioaktív, hogy része a reaktor és felmelegíti korlátozott beton burkolatban 11, amely védi a környezetet a káros sugárzás a radioaktív mag.

A második vízkör (radioaktív elemektől védve) a hővíz 3. az 5 gőzcső és a 10 kondenzátor. Ez egy újabb zárt áramkör. A víz e kontúr, melegítjük magas hőmérsékleten nagy nyomás alatt melegítés, gőzzé alakul át a gőzvezeték, és irányítjuk a turbina, amely meghajtja az elektromos generátor 7. Így, atomenergia először alakítjuk belső energia a gőz, amely ellátja mechanikai munka . az elektromos generátor forgórészének forgatásával, végül pedig az elektromos áram energiájában. A gőz a turbina beáramlik egy kondenzátoron keresztül össze van kötve egy áramkör nyitott víztömeg és a hűtőtorony 8. Annak érdekében, hogy csökkentsék a sugárzás egy biztonságos szintre, és hozzon létre a normál üzemi körülmények között a biológiai reaktorban pajzs képernyőn, amely magában foglalja a retarder „gyors” neutronok. Ez lehet víz, ólom, vas vagy beton, amely vasércet tartalmaz.

A nukleáris energia nemcsak atomerőművek, hanem olyan vállalkozások komplexuma is, amelyeknek üzemanyaggal kell rendelkezniük. Ezek a bányák, ahol az uránérc kivonása, az urán-oxid gazdagítására és eltávolítására szolgáló növények, az urán-izotópokat koncentráló és üzemanyag-elemeket létrehozó vállalkozások. Miután ezeket az elemeket atomerőművekben használják, azokat olyan üzembe szállítják, ahol a hasadási termékek és a fel nem használt üzemanyag el vannak választva a kiégett fűtőelemektől. Ez a ciklus befejeződik a szétválasztás és egyéb radioaktív elemek eltemetésével.

Napjainkban a kutatások alapján az atomerőművek komplex felhasználásának feladata az elektromos és termikus energia előállításához való. Ezért városok és ipari komplexumok közelében találhatók. Mivel gyakorlatilag nincs üzemanyag-szállítási probléma az atomerőmű számára, ezek olyan üzemekbe helyezhetők, ahol szűk üzemanyag és energia-egyensúly van. Az egyetlen lényeges feltétel a vízforrásokból való felépítésük szükségessége a reaktorok hűtése.

A vízenergia nagyon fontos a stabil működésre az energiaszektor ukrán - csak HPP és PSP (szivattyús tároló erőmű) nyújt fedezetet a terhelési csúcsokat és az automatikus beállítás a frekvencia és a teljesítmény az Egyesült villamosenergia-rendszer Ukrajna (2.5 ábra)..

Ábra. 2.5. A vízerőmű általános nézete:

1 - víz (a tartályból érkezik) 2 - turbina lapátok; 3 - áramfejlesztő; 4 - Hálózati feszültség; 5 - felesleges víz; 6 - vízturbina; 7 - az átjáró kapuja; 8 - gát; 9 - nyír.

Figyelembe véve a meglévő vízerőművek hosszú élettartamát (Dneproges - 70, mások - 40-50 év), kiemelkedően fontos a telepített berendezések megbízhatóságának és hatékonyságának növelése.

A vízerőmű hajtóereje a folyóvíz áramlása, amely egy hidrogenerátort és egy villamos generátort vezet (2.6 ábra).

Néhány vízerőmű egy ömlesztett tárolótartály vagy egy vízfelhalmozódás módszerét alkalmazza. A nap folyamán a víz a tartály legmagasabb szintjétől az alsó, forgó hidroturbinokig halad. Éjjel, amikor az energiafogyasztás elhanyagolható, a szivattyúk, amelyek a vízerőműből felesleges energiával vannak ellátva, pumpálják az alsó szintről a magasabb szintre. A felesleges vizet átengedik a kavicson.

Szivattyús tároló erőmű (PSPP) szerepelnek a regionális energetikai hálózat más erőművek és úgy járnak, mint a lengéscsillapító - maguk villamos energiát fogyaszt, ha ez a bőség, és visszatért a hálózathoz, ha ez nem elég. Elektromos gépek szivattyús tároló működhet, mint egy szivattyú, ha a szivattyú a vizet a felső tartályba, és mint hidraulikus turbina-generátor, amikor a víz áramlik a felső tartályból az alsó. Az első szivattyúzott tároló erőmű a Szovjetunióban 1971-ben épült a Kijev-tenger jobb partján. kapacitása 225 MW, fej - 65 m, a tartály hossza - 275 m.

Ábra. 2.6. Hid turbina:

1 - turbina tengely; 2 - generátor rotor; 3 - spirálvezeték; 4 - pengék; 5 - vízáramlás.