Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Повышение энергоэффективности АЭС

25.12.2015 2015 - №04 Aтомные электростанции

С.Е. Щеклеин О.Л. Ташлыков А.М. Дубинин

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2015.4.02

УДК: 621.039

Целью работы является анализ и оценка потенциальных путей повышения энергоэффективности атомной энергетики.

Рассмотрены используемые и перспективные термодинамические циклы атомных электростанций в энергетике. Приведены пути повышения параметров рабочего тела в паротурбинном контуре АЭС. Проведена термодинамическая оценка повышения тепловой эффективности АЭС с реакторами на быстрых нейтронах за счет увеличения температуры теплоносителя на выходе из активной зоны реактора и, соответственно, повышения температуры и давления пара, вырабатываемого парогенератором. Выполнен анализ эффективности утилизации низкопотенциальной сбросной тепловой энергии АЭС с использованием тепловых насосов.

Современный уровень развития энергетического машиностроения, создание эффективных высокотемпературных газовых турбин и паровых компрессоров позволяют рассматривать возможность достижения высоких сопряженных параметров пара на АЭС с традиционными легководными реакторами без превышения допустимых условий эксплуатации активных зон с оболочками твэлов из циркониевых сплавов. Применение тепловых насосов в схеме охлаждения основного конденсатора паротурбинной установки с целью повышения экономических показателей неоправданно. Как показали оценочные расчеты, использование тепловых насосов в схеме основного конденсатора перспективно только для сокращения тепловых сбросов АЭС в окружающую среду. Утилизация низкопотенциальной теплоты, отводимой системами охлаждения оборудования, с использованием тепловых насосов является эффективным путем повышения эффективности АЭС. При этом уменьшается отбор пара из тепловой схемы энергоблока, что приводит к дополнительной выработке энергии при неизменных затратах на ее производство, а также снижает тепловые выбросы в окружающую среду.

Ссылки

  1. Асмолов В.Г., Семченков Ю.М., Сидоренко В.А. Облик АЭС с легководными энергетическими реакторами следующего поколения // VII Международная научно-техническая конференция «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики». –М.: 2010, С.3-14.
  2. Хоменок Л.А., Кругликов П.А., Смолкин Ю.В., Соколов К.В. Определение энергетического эффекта модернизации энергооборудования и технологических систем АЭС//Теплоэнергетика. 2012. № 5. С. 10.
  3. Щепетина Т.Д. О повышении КПД энергоблоков с водо-водяными реакторами (ВВР)// Энергия: экономика, техника, экология. 2010. №12. С.21-29
  4. Pioro I.L., Kirillov P.L., Mokry S.J., Gospodinov Y.K. 2008b. Supercritical Water Heat Transfer in a Vertical Bare Tube: Normal, Improved and Deteriorated Regimes, Proceedings of the International Congress on Advanced Nuclear Power Plants (ICAPP). Anaheim, CA, USA, June 8-12, Paper #8333, Pages 10. Special Metals, 2007. Inconel Alloy 718SPF, A Precision Castparts Corp. Company, 16 pages.
  5. Стенин В.А. Способ работы тепловой электрической станции / Патент РФ № 2247840 от 10.03.2005. МПК F01K13/00. № 200310102806 14.01.2003.
  6. Ефимов Н.Н., Лапин И.А., Малышев П.А., Попов Р.В., Радаев П.Н., Черьни А.В., Лемешев А.А., Каратаев Г. Б., Скубиенко С.В., Ощепков А.С. Тепловая электрическая станция / Патент РФ № 81259 от 23.05.2007. МПК F01K13/00. №2007119246/22. Опубликовано 10.03.2009.
  7. Ташлыков О.Л., Толмачев Е.М., Семенов М.Ю., Сапожников Б.Г. Снижение тепловых нагрузок АЭС на окружающую среду путем использования тепловых насосов в схеме основного конденсатора паротурбинной установки // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 3. С. 16-21.
  8. Ташлыков О.Л., Ковин И.В., Кокорин В.В. Утилизация низкопотенциальной теплоты АЭС с реактором на быстрых нейтронах с использованием теплового насоса // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 3. С. 22-25

коэффициент полезного действия сопряженные параметры пара огневой перегрев сбросная теплота тепловой насос