Хемотермические технологии аккумулирования энергии ядерных энергоисточников
Обоснование технических разработок хемотермических систем и технологий аккумулирования энергии ядерных реакторов. Оценка их значения для расширения сферы применения и повышения эффективности ядерных энергоисточников на базе производства водорода.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 12.02.2018 |
Размер файла | 1,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Таким образом, на данной стадии разработки показано, что радиационные последствия, связанные с попаданием парогазовой смеси из аварийного ТКА, размещенного в первом контуре, не выходят за допустимые пределы, что позволяет обеспечить ядерную безопасность данного проектного варианта.
Важный вопрос, связанный с рассмотрением возможности размещения ТКА в первом контуре, -- предотвращение загрязнения технологической продукции (конвертированного газа) радионуклидами, генерируемыми в первом контуре.
Наиболее важным радионуклидом с этой точки зрения является тритий вследствие его относительно большого периода полураспада (12.46 года), генетической значимости и высокой диффузионной проникающей способности.
Для МГР-Т приняты следующие параметры, определяющие потоки трития:
Общая масса графитовых конструкций реактора составляет ~ 860 т, из них:
~ 400 т составляют блоки графитовой кладки, срок службы которых 60 лет; ~ 460 т составляют графитовые блоки активной зоны (блоки ТВС и заменяемого отражателя), включая блоки ТВС типа 1 (без отверстия для ПС СУЗ или ПЭЛ РСО) - 88,27 т, блоки ТВС типа 2 (с отверстием для ПС СУЗ или ПЭЛ РСО) - 27,6 т (срок пребывания в реакторе - 900 сут); блоки заменяемого отражателя с различным сроком службы: 3 года - блоки ЦЗО массой 40,89 т; 6 лет - блоки НЗО и часть блоков БЗО массой 87,2 т; 15 лет - для блоки ЦЗО массой 78,4 т; 30 лет - для блоки ВЗО и часть блоков БЗО массой 136,96 т.
Ориентировочное содержание Li6 в реакторном графите составляет от 0,1 ppm до 1 ppm при точности измерения нейтронно-активационным методом 0,04 ppm.
Воздействию нейтронного потока в реакторе подвергается В-10, содержащийся в материале поглотителя В4С в ТВС, ПС СУЗ, верхнем слое блоков а.з., блоках графитовой кладки, а также в виде примесей в графитовых конструкциях. Содержание В-10 в указанных элементах конструкции составляет: в ТВС а.з. 3 кг; в верхнем слое блоков а.з. 160 кг; в виде примесей в графитовых блоках 0,2 кг; во всех ПС СУЗ 300 кг; в блоках графитовой кладки 260 кг.
Масса гелия в первом контуре (реактор, ВТО, БПЭ, газоходы) ~ 5000 кг. Расход теплоносителя на систему очистки (СО) ~ 700 кг/ч (включение СО по мере необходимости).
Генерация Т в первом контуре МГР-Т проходит по следующим основным каналам : деление (тройное) ядерного топлива 23S U (~10-4 ат.Т/дел); реакция 3Не (п, р) Т при облучении гелия нейтронами (уа ~ 5,400 б); реакции 6Li(п, а)Т и 7Li(и, п,а)Т (при взаимодействии с примесями лития в реакторном графите); за счет 10В, облучаемого тепловыми и быстрыми нейтронами (стержни СУЗ, пэлы, примеси в графите); за счет 9Ве, 12С и других нуклидов.
Вклад Т по третьему каналу определяется в основном содержанием Li в реакторном графите и темпом перегрузки активной зоны. Содержание Li в реакторном графите лежит на уровне технически достижимой чистоты 10-6 - 10-5 %. В результате при темпе перегрузки графитовых элементов активной зоны ~ 155 кг ТВС в сутки расход Li составит около 16.10-3 г, или в пересчете на 6Li (уа ~ 930 б) примерно 1.10-3 г. При полной конверсии этого изотопа, в пренебрежении реакцией 7Li (п, п', б) Т, образуется 5.10-4 г Т активностью 725 Ки (в пересчете на год).
Активность Т, генерируемого за счет 10В, составит 138- 127 Ки/год. Принято, что в контуре ВТГР на вклад деления приходится 51%, лития - 34% и теплоносителя - 15%.
Bсе расчеты проводились в консервативном допущении о содержании 3Не в теплоносителе (брался состав гелия, получаемого из воздуха, а не из природного газа, являющегося основным природным промышленным сырьем производства гелия, в котором изотопа 3Не на порядок меньше).
Из результатов работы опытных реакторов типа ВТГР в США и ФРГ известно, что большая часть (~ 65 %) Т, генерируемого в топливе, выходит из микротвэлов и перераспределяется в графите, несмотря на малую долю (менее 1 %) микрочастиц, получивших повреждение покрытия. В то же время исследование балансов Т в контурах ВТГР (с учетом адсорбции в графите) показало, что, например, в реакторе "Форт-Сент-Врейн" в теплоносителе и в системе очистки около 85 % трития определяется реакцией 3Не (n, р) Т, остальное количество: реакцией 6 Li (n, б ) Т (~ 4 %); тройным делением 23S U (~ 10%); генерацией из 10В (~ 1 %).
Соответствующий баланс для ВТГР типа МГР-Т мощностью 600 МВт (тепл.) дает выход Т в контур (RI) на уровне 250-300 Ки/год. В дальнейшем используется верхняя оценка (300 Ки).
В величину удельной активности первого контура (CI), как было показано, даже при весьма завышенной диффузионной утечке Т из первого контура основной вклад вносит баланс "источник--система очистки". В связи с этим
CI = RI /G 1CO = 12.10-5 Ки/кг (18)
В расчете принята система очистки с расходом G 1CO 0.1 кг/с (r=0.072). В пересчете на удельную активность СI= 35.10-5 Ки/м3, при этом парциальное давление Т составит около 1.3.10-9 МПа. Это значение примерно соответствует экспериментально полученному значению для реактора AVR, что можно считать далее консервативной оценкой в связи с существенно более низкой кратностью очистки на реакторе AVR (r = 0,025). В то же время расчетная объемная концентрация Т в первом контуре сопоставима с опытом работы АЭС с ВТГР «Пич-Боттом», характерные концентрации трития в теплоносителе которой составляли 10-6 -10-5 Ки/м3 /GEFR-00602/. Интересно отметить, что утечка Т в парогенератор и атмосферу на этой АЭС не превышала 0.4-0.67 Ки/МВттепл.год.
Соответствующий выброс трития с гелием, утекающим из первого контура, составит для МГР-Т (при средней скорости утечки гелия, включающей перегрузки, неорганизованные протечки, профилактику и замену оборудования, уплотнения и т.д., на уровне 0.5 кг гелия /ч ) не более 6. 10-5 Ки/ч.
Удельный поток трития в ТКА определен как:
IT=2.04 exp(-7450/Tэфф).1/2.56 ~7.5 мкКи.мм/(м2.ч) (19)
Для условий стационарного установившегося потока трития IУ=3.75.10-3 Ки/ч.
В расчете на производимый влажный конвертированный газ концентрация трития составит:
СКГ=3.75. 10-3 /0.15.106 =2.5.10-8 Ки/м3 ; (20)
принимая, что весь тритий связан в газе в СН3Т, НТО, НТ и единственный канал его выхода - вместе с производимым водородом.
Полученное значение удельной активности не превышает международных и национальных норм по ПДК в воздухе для населения, поэтому с учетом неизбежного разбавления водорода при его утечке в атмосферу следует признать рассчитанный уровень активности вполне безопасным.
Оксидные пленки, образующиеся на теплообменных поверхностях, диффузионный поток трития, как показал автор, снижают, что подтвердили эксперименты на стенде МИКСЕР в РНЦ «Курчатовский институт», в которых присутствие оксидной пленки на металле снизило при температурах выше 600 оС диффузионный поток изотопов водорода примерно на 3-4 порядка.
Допустимой концентрации содержания трития в атмосферном воздухе CА=7 Бк/л соответствует массовая концентрация 1.9·10-8 мг/м3. Содержанию трития в воде CВ=6.3·104 Бк/л соответствует массовая концентрация 1.7·10-10 г/л.
В соответствии с НРБ-99 ДОАнас по тритию для воздуха составляет 1.9 Бк/л или 5.1.10-11Ки/л или 5.1.10-8 Ки/м3. Коэффициент пересчета принят равным 2.7х10-10 Зв/Бк.
Поскольку даже консервативная концентрация трития в газовом продукте составляет 2.5.10-8 Ки/м3 следует считать, что при производстве водорода на ЯТК с МГР-Т в варианте ПКМ с прямой передачей тепла без использования промежуточного контура критерии, предъявляемые НРБ-99, выполнены.
Возможность утечки конвертированного газа потребует создания в закрытых помещениях усиленной вентиляции, мер по пожаровзрывобезопасности (например, использования каталитических окислителей) и т.д., что дополнительно обеспечит защиту от тритиевого загрязнения.
Аналогичные оценки, сделанные для утечки НТО, образующейся в метанаторах ХТС, подтвердили, что в этом случае ПДК соблюдаются с достаточным запасом даже при консервативных оценках.
Анализ показывает, что все другие варианты энерготехнологического использования ЯТК (дальнее теплоснабжение, получение метанола, металлургия и т. д.) также удовлетворяют требованиям чистоты технологического продукта по тритию. Это позволяет сделать вывод о том, что при принятии конструктивно-технологических мер по предотвращению прямого (не диффузионного) попадания радионуклидов первого контура в технологический продукт возможно включение СТТ (ТКА) в первый контур без использования промежуточного контура со своей системой очистки. Аналогичный вывод можно сделать и по результатам исследований возможного диффузионного загрязнения теплоносителя первого контура водородом, поступающим через теплообменные поверхности ВТТ.
В составе среды ХТБ водород занимает доминирующее положение лишь на выходе из ТКА, именно он будет определять химический состав газа, диффузионно проникающего через металлические поверхности ТКА в первый контур ЯЭУ, что обусловлено низкими коэффициентами диффузии всех остальных газовых компонентов среды ХТБ. Наиболее близкую к водороду проницаемость в металле имеет азот, однако его содержание в среде ХТБ невелико, что с учетом соотношения коэффициентов диффузии (Di) азота и водорода (для железа, например, при T= 1173 К Dh2/Dn2 = 2,74.102) позволяет ограничиться в дальнейшем рассмотрении одним водородом.
Экспериментально автором были определены значения коэффициента диффузии водорода D по методике (см. Журн. ФХММ, 1972, № 1. С. 95 - 99), заключающейся в определении D из зависимости I(ф), где ф -время, на основании уравнения Беррера:
D = д 2/6 ф 3. (21)
Здесь д - толщина образца; ф 3 - время "запаздывания" при выходе потока на установившееся значение. Приведем полученные значения параметра D (средние): 3.61.10-10 м2/с при Т =823 К; 3.80. 10-10 м2/с при Т = 873К.
Сопоставляя эти значения с результатами экспериментального изучения диффузии водорода через керамические материалы, можно прийти к выводу об относительно слабом влиянии окисной пленки на результирующее значение коэффициента диффузии, приведенное выше. Так, для А12О3 при Т = 873 К ,D= 10-14 - 10-16 м2 .с-1 , что обусловлено молекулярным характером диффузии водорода через керамические материалы, в которых он не растворяется.
Таким образом, толщина окисной пленки, образовавшейся за счет окисления образца примесями гелия, не превысила нескольких микрометров.
Образование в среде влажного конвертированного газа окисных пленок приводит к снижению водородопроницаемости на 3-4 порядка. Новое значение водородопроницаемости устанавливается за период 0.5 - 30 сут в зависимости от материала, среды и температуры. Аналогичные значения (снижение на 2-3 порядка диффузии для окисленных поверхностей) приняты и в разработках, проводимых Центром в Юлихе, в частности, применительно к условиям стыковки аппарата ПКМ на реакторе НТТR.
Основным источником водорода в первом контуре ЯЭУ МГР-Т является СТТ (при отсутствии промежуточного контура передачи тепла от активной зоны к СТТ). В связи с этим, а также с учетом того, что водород -- одна из основных примесей теплоносителя первого контура, ответственных за массоперенос и коррозионное повреждение материалов активной зоны, оценка возможных значений диффузионных потоков водорода из СТТ в первый контур приобретает важное значение для выбора перспективных схем и параметров ЯТК.
Для п труб СТТ с длиной "активной части" L радиусом Rтр и толщиной дтр интегральный диффузионный поток водорода IУ можно записать в виде
IУ = 2 р Rтр n K0 / дтр 0?L ехр [- Q a/RT(x)] v PH2(x)/dx, (22)
Переходя к новой переменной х = х/L и учитывая, что зависимости Т(х) иРH2 (х) для CТТ удовлетворительно аппроксимируются формулами
T(x)= То + (T1 - То) vx, (23)
PH2(x) = Pвых vx, (24)
где То - минимальная температура стенки CТТ; Т1 - максимальная температура стенки CТТ; Pвых - давление водорода на выходе из ВТТ, получаем
IУ = 2 р Rтр n K0 vPвых / дтр 0?1 ехр {- Q a/R[T0 +(T1 - T0) vx]}x 0.25dx, (25)
Для ориентировочных конструктивных параметров СТТ (n, дтр , Rтр ), приведенных в предыдущих разделах для диаметра трубки 30 мм, толщины трубки 2 мм и выходном парциальном давлении водорода во влажном конвертированном газе около 3.0 МПа при общей поверхности СТТ 103 м2, задавая среднюю длину трубки в спиральном змеевике 30м, суммарное количество трубок равно около 360. Поток IУ составит для условий окисленного металла типа ХН55МВЦ около 0.025. 10-3 м3/с или около 8 г/ч.
Уравнение баланса водорода в 1ом контуре может быть записано как:
IУ= RHe/RH2 . CH2 . GУCO, (26)
Для CH2 , заданной в ТЗ на разработку на уровне 35 vpm:
GУCO =0.12 кг/с, т.е. 432 кг/ч, что означает, что принятая в МГР-Т система очистки с расходом 700 кг/ч обеспечит непревышение заданной концентрации водорода в первом контуре.
В схеме ЯТК МГР-Т нет парогенератора и кроме диффузии водорода в первый контур из реакционных объемов CТТ другими источниками поступления водорода в первый контур могут стать только, в частности, окисление графита активной зоны примесями водяного пара, за счет протечек воды из системы водяного охлаждения (СОВ) гелиевых потоков в БПЭ. Более жесткие требования может накладывать на систему очистки необходимость снижения концентрации трития в первом контуре. В этой связи следует, по-видимому, признать, что наличие системы очистки суммарной производительностью около 1 кг гелия в секунду (типа ОГ-1-50) будет достаточно для поддержания концентрации водорода и трития в реакторном контуре на требуемом уровне (~ 0,005 %), даже при размещении ТКА в первом контуре АС.
Для ХТБ в составе АЭТС с МГР-Т применительно к производству водорода методом ПКМ возможность образования взрывоопасных концентраций возникает только в отделении выделения водорода методом КБА, которое располагается обычно на расстояниях 25-35 м от ТКА. В этой связи должен учитываться возможный процесс выхода метана или водорода из аппарата и образование ГВС с последующим ее взрывным сгоранием.
Согласно диаграмме горючести смесей «водород-водяной пар-воздух» при наличии водяного пара в концентрации более 60% пределы начала возгорания не достигаются в рассматриваемых условиях возможного образования смесей.
Таким образом, не возникает дополнительных требований к включению в состав системы передачи тепла к ХТБ промежуточного контура по соображениям удаления ТКА, поскольку формирование ГВС, опасных с точки зрения детонации, возникает только в отделениях ХТЧ, не связанных по передаче тепла с РУ, что позволяет отнести их на необходимое расстояние (100-200 м) от Главного здания АЭТС.
В Главе 4 представлены результаты исследования и разработки сорбционных систем утилизации низкопотенциального тепла.
В разделе 4.1 рассмотрены низкотемпературные циклы накопления энергии. Автором предложены и разработаны технологии и технические средства электро- и теплогенерации в модульном исполнении на основе высокоэффективных аккумулирующих углекислотных циклов высокого давления с сорбционным накоплением рабочего тела (САУ - сорбционных аккумулирующих установок), утилизирующих сбросное тепло основной энергоустановки., основанные на синтезе технологических решений, отработанных для проектов теплонасосных установок (ТНУ), геотермальных электростанций (ГТЭС) и углекислотных турбоблоков.
Следует отметить, что в отличие от зарубежной практики, в последнее десятилетие накопители ни одного из рассмотренных типов в России не только не строятся, но и не проектируются. Отсутствие проектного и строительного задела приведет к значительным проблемам в ближайшем будущем, для смягчения которых необходимо форсировать работы по этому направлению энергетического строительства.
Разработанная энергоустановка САУ с высокоэффективным аккумулирующим углекислотным циклом высокого давления с сорбционным накоплением рабочего тела, утилизирующим сбросное тепло основной энергоустановки основана на концепции хемотермических системы (ХТС) накопления и передачи энергии, непосредственно сопрягаемых с теплоисточниками различного типа по теплоносителю умеренной температуры. Рассмотрены различные инженерные решения для САУ с целью обеспечения профилированного профиля температур теплоносителя, проходящего через слой свободной засыпки сорбента аккумулятора рабочего тела (АРТ).
Электростанцию (ЭС), включающую САУ предполагается разместить на площадках, допускающих расширение, соизмеримое по площади с основной ЭС, в том числе с максимально уплотненной петлевой компоновкой оборудования, при этом использовать отработанные конструктивные решения для углекислотных систем, турбоустановки и АРТ. Принципиальная схема САУ - двухконтурная, с использованием во втором контуре углекислотным циклом высокого давления с сорбционным накоплением рабочего тела для обеспечения высоких значений КПД накопления энергии.
Основные требования, предъявляемые к САУ: повышение мощности ЭУ за счёт углекислотной турбины и общей вырабатываемой пиковой энергии; требуемый расход тепловой энергии, подводимой в пиковом режиме от стороннего энергоисточника, не должен превышать 20-30% от тепла, подводимого к рабочему телу от стороннего источника в рассматриваемом техническом решении; повышенная надежность работы установки и снижение стоимости производства энергии за счет резкого (на несколько порядков) снижения подпитки рабочего тела в установку, подаваемого со стороны, исключение зависимости от подвозки рабочего тела на площадку размещения установки; обеспечение полной экологическая безопасность энергоаккумулирующей установки поскольку рабочее тело не выбрасывается в окружающую среду; запасение с помощью тепловых аккумуляторов установки любого требуемого количества энергии, достаточного для обеспечения стабильной бесперебойной работы установки даже в периоды перерыва в подводе тепловой энергии от стороннего источника; обеспечение возможности применения данной установки для выработки пиковой электроэнергии и одновременного снабжения различных объектов тепловой энергией и холодом в режиме разуплотненного графика их потребления; обеспечение возможности аккумулирования провальной ночной энергии, отпускаемой по сниженному тарифу; обеспечение возможности эффективной утилизации сбросного тепла различных тепловых двигателей, а также расширение возможности применения возобновляемых природных источников энергии, обладающих значительным ресурсным потенциалом и, в то же время, высокой неравномерностью поступления их энергии, а также дополнительного повышения эффективности установки в холодные климатические периоды; повышение надежности работы и снижение стоимости изготовления установки за счет умеренных по температуре и давлению параметров рабочего тела; возможность использования уже существующих материалов, технических решений и оборудования, необходимых для её создания; капитальные затраты на сооружение блока с САУ должны быть не выше удельных капитальных затрат, характерных для основного энергоблока.
Концепция САУ является принципиально новой, однако основывается на в значительной степени уже отработанных в России и в мире технологиях углекислотных циклов высокого давления, а также сорбционных систем хранения газа.
В разделе 4.2 представлены результаты разработки водоаммиачных регуляторов мощности. Показано, что наибольшая маневренность АЭС при использовании водо-аммиачных систем может быть достигнута при создании водоаммиачных регуляторов мощности (ВАРМ), в которых вся запасенная в период провала нагрузки тепловая энергия срабатывается в периоды увеличения нагрузки АЭС в сателлитной аммиачной турбине.
Как показали проектные проработки ВАРМ, выполненные применительно к одному из блоков Ленинградской АЭС (ЛАЭС), возможно частичное совмещение функций абсорбера и генератора в одном конструктивном узле, что сокращает потребное количество колонн и снижает затраты на металл.
Хранение реагентов - аммиака и слабого водоаммиачного раствора - осуществляется при близких к нормальным температуре и давлении и базируется на отработанной технологии создания и эксплуатации сферических емкостей большого объема, в том числе с жидким аммиаком.
Чтобы использовать аммиак после турбины в абсорбере без дополнительных потерь, давление в абсорбере было выбрано 0,2 МПа, однако относительно низкое давление снижает максимальную температуру абсорбции и это не позволяет перегреть аммиак до нужной температуры. В этой связи в схему включён пароперегреватель, перегрев аммиака в котором проводится острым паром турбины, что, как показали проведенные исследования, не является экономически целесообразным. С этой точки зрения более привлекательны турбины, имеющие высокое разделительное давление перед цилиндром низкого давления, что позволит отбирать пар, имеющий меньшую эксергетическую ценность и, следовательно, повысить общую эффективность аккумулирования. К таким турбинам для АЭС с ВВЭР относится K-1000-60/1500 (ПОАТ ХТЗ) с разделительным давлением 10.5 ата, а также ее аналог K-1000-60/1500-2, в которой на один недоотпущенный кВт.ч электроэнергии при отборе пара перед цилиндром низкого давления (ЦНД ) запасается около 4 кВт.ч тепловой энергии, подаваемой в десорбер. Для увеличения глубины разгрузки желательно переключение всего расхода пара, идущего на ЦНД (оставив лишь вентиляционный расход), для подогрева воды промежуточного контура, передающего тепло к теплоприемникам (десорберам) установки ВАРМ.
На рис.8 изображена схема накопителя и пикового контура АЭС, в котором перегрев аммиака проводится в дополнительном водо-аммиачном контуре, давление в абсорбере которого 1,9 МПа, что позволяет перегреть аммиак до 160°С (а не до 85°С, как в более ранних разработках). В конце 80-х годов ХХ века в соответствии с заданием Минатомэнергопрома СССР по схеме и технологии предложенной автором проведены технико-экономические исследования по использованию ВАРМ применительно к блоку РБМК-1000 (ЛАЭС).
Основные проектные проработки были нацелены на многовариантные технические решения по теплотехнологическому оборудованию ВАРМ.
Таблица 5 - Термодинамические характеристики растворов (см. рис.8)
Номера точек |
Давление МПа |
Температура °С |
Концентрация кг NH3/кг |
Энтальпия ккал/кг |
Расход, кг/кг раствора |
|
I |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
1,0 |
20 |
0,433 |
-34,2 |
1,0 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1' |
1,0 |
73.3 |
0,438 |
19,2 |
1,00 |
|
2 |
1,0 |
170 |
0,030 |
167 |
0,57 |
|
3 |
19,10 |
172 |
0,03 |
-7,4 |
0,57 |
|
3' |
19,10 |
105 |
0,41 |
57,2 |
0,95 |
|
4 |
19.10 |
25 |
0,438 |
-59,6 |
1 |
|
5 |
1,0 |
57,4 |
0,990 |
332 |
0.43 |
|
5' |
1,0 |
73.3 |
0,438 |
346 |
0,44 |
|
6 |
1,0 |
25 |
1,0 |
25,8 |
0, 43 |
|
8 |
19,1 |
47,4 |
1,0 |
309 |
0,43 |
|
9 |
1.0 |
73 |
0,438 |
19,2 |
0,01 |
Разработаны конструкции основного оборудования (генератор - адсорбер, ректификационные колонны, сепараторы, теплообменники, пароперегреватель и т.д.), сделан выбор стандартного оборудования (насосы и т.д.) и проведен сметный расчет.
Несколько больший опыт имеется в стране по разработке турбин, работающих на углекислом газе, что заставило рассмотреть вариант ВАРМ-CO2, в котором в качестве испаряемого компонента и рабочего тела турбины служит не аммиак, а углекислота. В этом варианте в качестве абсорбента используют 20-30% водный раствор аммиака либо твёрдые сорбенты (цеолиты или активированные угли). Хранение и транспорт жидкой углекислоты хорошо освоены в промышленности.
Следует отметить, что в связи с низкой теплотой испарения СО2 и высокой теплотой поглощения СО2 в аммиачном растворе в режиме разрядки возникает необходимость утилизации избыточного тепла абсорбции (около 800-900 кДж/кг СО2 ). Один из вариантов - отвод этого тепла на нагрев питательной воды в основной турбине (К-600-6,9/50 или КТ-600-6,9/25) при отключении подогревателей низкого давления, увеличении пропуска на выхлоп и соответствующем увеличении мощности на клеммах генератора. По данным заводов, определенный резерв (до 50%) по пропуску пара в ЦНД имеется.
В этом случае, как и варианте ВАРМ, к.п.д. аккумуляции составит до 80-85%, что даст дополнительную мощность на "пиковой" турбине до 120-150 МВт(эл.) в расчете на один блок при снижении ночной нагрузки блока на 8 ч и работе "пиковой" турбины днем в течение 8-10 ч или 250-300 МВт при работе на пиковой мощности в течение 5 ч при зарядке ночью в течение 10-12 ч.
Проработка BAРM-CO2 велась для схемы, приведенной на рис. 9.
На 1 кг СО2 одновременно в генераторе отгоняются 0,386 кг NH3 и по равновесию с крепким раствором (yNH3 =0,32,yco2 =0,63) определяется количество флегмы (2,4 кг/кг), что в конечном счете дает расчетное значение тепловой нагрузки генератора (около 10000 кДж/кг NH3 или 3860 кДж/кг С02).
При этом в расчете на 1 кг СО2 при степени карбонизации К=200% полная теплота абсорбции при 40°С составляет 1350 кДж/кт CО2, что и определяет тепловой режим разрядки.
В разрядке тепло абсорбции СО2 в растворе аммиака расходуется на испарение и перегрев СО2 перед турбиной 14 и на нагрев воды промежуточного контура, передающего тепло в тракт нагрева питательной воды III (в теплообменник ППВ, см. рис.9).
Рассчитан процесс 4-ступенчатого близкого к адиабатическому сжатия СО2 со ступенями 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 МПа. Соответствующая сумма работ по ступеням равна 140 кДж, тепло отведенное суммарное - 153 кДж (в расчете на 1 кг СО2). Следовательно, для ВАРМ-СО2 с параметрами по табл.5 1ож* = 208-141=67 кДж/кг q=363-153=210 кДж/кг.
Отношение вырабатываемой при разрядке энергии к запасенной (затраченной) при зарядке составит таким образом (31,5+40)/(120+20,2)=0,51, что соответствует характерным значениям альтернативных вариантов энергоаккумуляторов. Важно отметить, что при фиксированных удельных затратах (ценах) прирост к.п.д. должен опережать соответствующий рост капитальных вложений в энергоаккумулятор. Это один из основных критериев при сопоставлении вариантов.
В качестве сорбента СО2 могут использоваться не только водоаммиачные растворы, но и твердые углеродные и цеолитовые сорбенты (рис. 10).
На основании результатов проектирования углекислотных энергоустановок (ПОАТ ХТЗ, КиевТЭП, ОПИ, ЛФ Оргэнергострой и др.) было показано, что при переходе от больших (500 МВт) к малым (50 МВт) единичным мощностям технико-экономические показатели углекислотных турбин меняются не так резко, как пароводяных установках. Проектная турбина низкого давления установки УКЭУ-50 имеет мощность 44 МВт при к.п.д. 89,5%. Начальное давление турбины низкого давления - 5,76 МПа.
В расчете на дополнительную мощность, вырабатываемую АЭС в режиме разрядки САУ-CO2 (71,5 МВт), удельные капиталовложения в установку составят около 73 дол/кВт. Эта цифра лежит существенно ниже соответствующих показателей альтернативных систем энергоаккумулирования и может рассматриваться как отвечающая требованиям по конкурентоспособности установки со значительным запасом по эффективности.
В разделе 4.3 даны результаты выбора эффективных циклов сорбционного накопления рабочего тела на основе выполненных схемно-конструктивных разработок энергоустановок с высокоэффективным аккумулирующим углекислотным циклом высокого давления.
Выполнена разработка решений для одного из возможных вариантов исполнения энергоустановке с высокоэффективным аккумулирующим углекислотным циклом для ЭС, конкурентоспособной по безопасности, экономичности и другим параметрам по отношению к альтернативным энергоисточникам, в том числе к перспективным теплоаккумуляторам и электростанциям на органическом топливе.
Основные концептуальные решения рассматриваемого варианта САУ состоят в следующем: а) рабочее тело - диоксид углерода (СО2, R744) высокого давления (4 МПа) с температурой на входе в турбину до 200 оС; б) схема установки двухконтурная, с использованием во втором контуре углекислотного цикла высокого давления с сорбционным накоплением рабочего тела для обеспечения высоких значений КПД накопления энергии; в) компоновка основного оборудования петлевая; г) аккумулятор рабочего тела выполнен в ёмкости большого объёма с размещенными внутри теплообменными поверхностями на основе заполнения сорбентом в виде свободной засыпки с поперечно-осевым течением рабочего тела; д) теплообменники перегрева СО2 размещаются в аппаратах, пристыкованных к источнику утилизируемого тепла; е) парогенераторы СО2 - секционные микроканального сотового типа прямоточного типа с генерацией пара в межпластинчатом пространстве (направление движения рабочего тела снизу вверх).
Энергоустановка САУ использует в качестве источника тепловой энергии сбросное тепло основного энергоисточника, в качестве которого могут быть использованы энергокомплекс с плавучей АЭС (ПАТЭС), установки с возобновляемыми источниками энергии, а также работает в сочетании с газотурбинными (ГТУ) установками или энергоустановками на основе двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Использование в качестве рабочего тела диоксида углерода (СО2, R744) высокого давления (4 МПа), имеющего ряд специфических свойств, создает ряд преимуществ: СО2 не ядовит, не испытывает при работе САУ химических превращений, не диссоциирует, не является пожаро- взрывоопасным, имеет хорошие теплопередающие свойства, не разрушает озоновый слой, имеет самый низкий среди применяемых рабочих веществ потенциал глобального потепления. СО2 в рабочем диапазоне температур и давлений химически инертен, отсутствуют химические реакции с конструкционными материалами.
Локализация рабочего тела при авариях с разгерметизацией рабочего контура и защита САУ от внешних воздействий не требуются. Даже в случае полной потери СО2 отсутствует необходимость в эвакуации населения, проживающего в районе расположения станции.
Показано, что использование вышеназванных технологий позволяет: увеличить КПД аккумулирования энергии, что определяет резкое снижение тепловых сбросов в окружающую среду на единицу произведенной энергии и улучшает технико-экономические показатели; обеспечить высокий уровень безопасности, исключающий ограничение на размещение САУ вблизи крупных населённых пунктов; продемонстрировать конкурентоспособность энергоустановки с САУ на мировом рынке коммерческого производства электроэнергии с более низкой стоимостью производимой электроэнергии по отношению к альтернативным энергоисточникам (электростанциям на органическом топливе, в том числе и к перспективным, использующим комбинированный парогазовый цикл).
Основные технические характеристики реакторной установки САУ приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Основные технические характеристики энергетической установки САУ (в варианте применительно к одной РУ КЛТ-40 на ПАТЭС)
Наименование |
Значение |
|
1. Тип турбины |
Углекислотная с противодавлением |
|
2. Схема преобразования энергии |
Двухконтурная с выработкой газообразного СО2 высокого давления и низких температурных параметров |
|
3. Электрическая мощность установки, максимальная, МВт |
26 |
|
4. Тепловая мощность, подводимая от РУ, МВт: в пиковом режиме в режиме ночного снижения |
30 15 |
|
5. контур подвода тепла |
||
5.1. Теплоноситель первого контура |
вода |
|
5.2. Давление контура, МПа |
5.3 |
|
5.3. Температура пара первого контура на входе |
285 |
|
5.4. Потери давления, МПа, не более |
0,5 |
|
5. Углекислотный контур |
||
5.2. Рабочее тело |
СО2 высокого давления |
|
5.3. Мощность турбины (детандера), МВт |
26 |
|
5.3. Давление перегретого СО2 за ПГ, МПа |
4.0 |
|
5.4. Температура перегретого СО2 за ПГ, С |
180 |
|
5.5. Температура СО2 на выходе из ХРТ, С |
-0.4 |
|
5.6. Давление СО2 на входе в АРТ, МПа |
0.2 |
|
5.7. Температура СО2 на входе / выходе компрессора , С |
20/111 |
|
6. Базовый режим работы |
100%Nном |
|
7. Назначенный срок службы, лет |
60 |
|
8. Средний за срок службы КИМ, не менее |
0,87 |
Рис. 1. Диаграмма равновесия (сухой конвертированный газ)
Рис. 2. Схема пиковой генерации пара
Рис. 3. Q--Т-диаграмма вспомогательного парогенератора-метанатора
Рис. 4. Принципиальная тепловая схема. 1 - реактор; 2- высокотемпературный теплообменник; 3 - газовая турбина; 4- компрессор; 5- основной парии генератор; 6-паровая турбина; 7 -паровой пароперегреватель; 8 - подогреватель низкого давления; 9- аппарат утилизации теплоты; 10 - парогенератор низкого давления; // - регенератор; 12 - влагоотделитель; 13- газохранилище; 14- метанатор; 15 - вспомогательный парогенератор; 16 - химическая очистка отсепарированной воды; 17-электрический генератор паротурбинной установки; 18 - конденсатор; 19 - питательный насос; 20 - электрический генератор ГТУ; / -- гелий; // -- вода; /// -- пар; IV-СН4; V-CO+3H2.
Рис. 5. Связь параметров и показателей установки в базовом режиме.
Рис.6. Диаграмма режимов установки
Рис. 7. Принципиальная схема АТЭЦ с ВТГР на базе ГТУ: 1 -ВТГР; 2 -- турбина; 3 - паровой охладитель газа; 4 - сетевой охладитель газа; 5 - концевой охладитель газа; 6 и 8 - компрессоры; 7 - промежуточный охладитель газа; 9 - генератор; 10 - насосы; 11 - сухая градирня; 12 - сетевой подогреватель; 13 - парогенератор; 14 - регенератор.
Рис.8. Водоаммиачный накопитель энергии на АЭС: 1 - редукционно-охлаждающее устройство; 2 - теплообменник «пар-вода» промежуточного контура; 3 - насос промежуточного контура; 4 - расширительный бак; 5 - генератор низкого давления; 6 - дефлегматор; 7 - теплообменник «крепкий - слабый раствор»; 8 - насос крепкого раствора; 9- хранилище крепкого раствора; 10 - конденсатор аммиака; 11 - хранилище аммиака;12 - испаритель аммиака; 13 - абсорбер низкого давления; 14 - аммиачная турбина; 15 - охладитель крепкого раствора; 16 - хранилище слабого раствора; 17 - насос аммиака; 19 - пароперегреватель- абсорбер высокого давления; 20 - генератор высокого давления.
Рис.9. Схема ВАРМ-СО2
1 - редукционно-охлаждающее устройство; 2 - теплообменник пар-вода промежуточного контура; 3 - насос промежуточного контура; 4 - расширительный бак; 5 - генератор высокого давления; 6 - дефлегматор; 7 - теплообменник «крепкий - слабый раствор»; 8 - насос крепкого раствора; 9- хранилище крепкого раствора; 10 - конденсатор углекислоты; 11 - хранилище СО2; 12 - испаритель углекислоты; 13 - абсорбер низкого давления; 14 - углекислотная турбина; 15 - охладитель крепкого раствора; 16 - хранилище слабого раствора; 17 - насос аммиака; 19 - пароперегреватель.
Рис. 10. Упрощенная принципиальная схема САУ
Турбина 1, приемник - аккумулятор рабочего тела (АРТ) 2, аккумулятор -хранилище сжиженного рабочего тела (ХРТ) 3, основной нагнетатель -главный циркуляционный насос 4, нагревающий теплообменник -парогенератор-пароперегреватель 5, приемник рабочего тела 2, встроенный теплообменник 51, компрессор 6, охлаждающий теплообменник 7.
Основные выводы
Проведено комплексное системное исследование различных технологий производства водорода, получены оценки их эффективности в приложении к ядерным энергоисточникам, определены ограничения по применимости термохимических циклов разложения воды, в том числе впервые показана практическая неэффективность применения серно-иодного цикла в ядерно-технологическом комплексе производства водорода;
Применительно к реакторной установке МГР-Т мощностью 600 МВт (тепл) определены технологические решения, схема и параметры процесса производства водорода из воды и природного газа.
Проведено комплексное исследование требований и возможностей систем аккумулирования энергии, обеспечивающих увеличение доли АЭС в энергосистемах, показана необходимость создания накопителей энергии с низкими удельными капитальными затратами, суммарная мощность которых для сбалансированности работы энергосистем должна составлять 10-15 % суммарной установленной мощности АЭС и ТЭС.
Разработана схема и определены основные технические решения по маневренной АЭС с ВТГР на основе применения бинарного парогазового цикла с хемотермическим аккумулированием, позволяющего не только получить высокую тепловую экономичность, но и обеспечить процесс конверсии метана технологическим паром, утилизировать теплоту охлаждения смеси Н2 и СО и рационально использовать аккумулированную теплоту. Определены параметры и конструктивные характеристики газовой и паровой турбин.
Показано, что разработанная схема АЭУ позволяет при постоянной мощности реактора в 1000 МВт (тепл) изменять нагрузку блока в диапазоне от 240 до 560 МВт со среднесуточным КПД около 42%.
Применительно к задачам теплофикации предложена схема АТЭЦ на базе ГТУ с ВТГР, исследования которой определили схемы, параметры и способы компоновки оборудования.
Применительно к схеме атомных станций дальнего теплоснабжения с хемотермической передачей тепла определены основные технические решения, схемы и технологические параметры по контуру конверсии метана.
Применительно к разработанной схеме передачи тепла для установки МГР-Т мощностью 600 МВт (тепл) выявлены факторы радиационной и пожаровзрывобезопасности, найдены и рекомендованы технологические решения по их обеспечению применительно к атомно-водородному комплексу производительностью более 400 тыс. т водорода/год..
В результате комплексных исследований найден и рекомендован для практического применения диапазон рабочих параметров сорбционной аккумулирующей установки, обеспечивающих наибольший эффект в режиме аккумулирования низкопотенциального тепла ЯЭИ.
хемотермический аккумулирование ядерный энергоисточник
Основное содержание диссертации отражено в следующих рецензируемых публикациях
1. Столяревский А.Я. Аккумулирование вторичной энергии.- В сб. Атомно-водородная энергетика и технология.- - М.:Энергоатомиздат,1980.вып.4, С.60-126.
2. Столяревский А.Я. Ядерно-технологические комплексы на основе высокотемпературных реакторов. / Монография. - М.:Энергоатомиздат,1988, (С.150, 9.3 п.л.).
3. Столяревский А.Я., Хемотермические циклы и установки аккумулирования энергии. // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology, IJAEE. -2005.№3(23). С.33-46.
4. A.Stolyarevskiy, Concept and Status of Efforts to Create Nuclear Hydrogen in Russia. Report to ANS Embedded Topical on “Safety and Technology of Nuclear Hydrogen Production, Control and Management” (ST-NH2). Boston, MA, June 26, 2007
a. Stolyarevskiy, The effective technology of hydrogen production in the transition, Report on II International Forum «Hydrogen technologies for the developing world » held in conjunction with 9th meeting of the Steering Committee of the IPHE. April 22-23, 2008. Moscow, «President Hotel»
5. Stolyarevskiy, Novel technology for syn-gas and alternative fuel production, GAFF-2005
6. Stolyarevskiy, Innovative natural gas reforming for hydrogen production, Report to Intnl. Forum “Hydrogen technologies for energy production”, Moscow, 6-10 Febr. 2006.
7. Столяревский А.Я., Технология получения синтез-газа для водородной энергетики// International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology, ISJAEE .-2005.2(22). С.26-32
8. Столяревский А.Я., Бескислородное производство синтез-газа и альтернативных моторных топлив на его основе с использованием адиабатической конверсии природного газа. В сб. тезисов докл. Межд. Конф. «Альтернативные источники энергии для транспорта и энергетики больших городов», М.,2005:Изд-во Прима-Пресс, С.81-83.
9. Столяревский А.Я. Технология производства водородо-метановой смеси для автотранспорта.//Наука и техника в газовой промышленности.№3,2008, С.73-80.
10. Столяревский А.Я. Производство альтернативного топлива на основе ядерных энергоисточников.//Российский химический журнал.№ 6,2008, т.LII. УДК 661.961:621.039.576.
11. Пономарев-Степной Н.Н., Столяревский А.Я., Пахомов В.П.. Атомно-водородная энергетика. Системные аспекты и ключевые проблемы. /Монография.-М.:Энергоатомиздат, 2008. С.108 (вклад автора -4 п.л.)
12. Патент - 2273742 РФ, МПК6 F 01K25/06. Энергоаккумулирующая установка / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 2004126596/06; Заяв. 2004.09.03; Опубл. 2006.04.10, Бюл. N 10.
13. Патент - 2274600 РФ, МПК6 С 01В3/38. Способ многостадийного получения синтетического газа / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 2004126507/15; Заяв. 2004.09.03; Опубл. 2006.04.20, Бюл. N 11.
14. А. с. 685042 СССР, МПК6 G21D3/12. Ядерная энергетическая установка/ А.Я.Столяревский;- N 2489246; Заяв. 1977.05.24; зарегистр. 1979.05.14, Госреестр изобретений.
15. Патент - 2214634 РФ, МПК6 G21C9/06. Система послеаварийной инертизации/ А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 2001122034/06; Заяв. 2001.08.08; Опубл. 2003.10.20, Бюл. N 22.
16. Патент - 2214633 РФ, МПК6 G21C1/03. ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩАЯ СБОРКА, АКТИВНАЯ ЗОНА И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДО-ВОДЯНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РЕАКТОРА / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 2001122033/06; Заяв. 2001.08.08; Опубл. 2003.04.20, Бюл. N 6.
17. Патент - 2183310 РФ, МПК6 F28D15/02. Устройство термостабилизации/ А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 2000127255/06; Заяв. 2000.10.31; Опубл. 2002.06.10, Бюл. N 10.
18. Патент - 2173661 РФ, МПК6 B65D83/14. КАПСУЛА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ГАЗА И УСТРОЙСТВО ЗАПРАВКИ ГАЗОНАПОЛНЯЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 99124236/13; Заяв. 1999.11.12; Опубл. 2001.09.20, Бюл. N 16.
19. Патент - 2171765 РФ, МПК6 B65D83/14. КАПСУЛА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ГАЗА И СПОСОБ ЕЕ ЗАПРАВКИ / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 2000104684/13; Заяв. 2000.02.29; Опубл. 2001.08.10, Бюл. N 14.
20. Патент - 2171214 РФ, МПК6 B65D83/14. КАПСУЛА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ГАЗА И СПОСОБ ЕЕ ЗАПРАВКИ / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 99124241/13; Заяв. 1999.11.12; Опубл. 2001.07.27, Бюл. N 12.
21. Патент - 2157780 РФ, МПК6 B65D83/14. КАПСУЛА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ГАЗА И СПОСОБ ЕЕ ЗАПРАВКИ / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 99112244/13; Заяв. 1999.06.03; Опубл. 2000.10.20, Бюл. N 14.
22. Патент - 2157780 РФ, МПК6 F16K15/14. ПЕРЕПУСКНОЕ КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 94030503/06; Заяв. 1994.08.10; Опубл. 1998.02.20, Бюл. N 2.
23. Патент - 2157780 РФ, МПК6 B65D83/14. КАПСУЛА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ГАЗА И СПОСОБ ЕЕ ЗАПРАВКИ / А.Я.Столяревский; Центр КОРТЭС.- N 99112244/13; Заяв. 1999.06.03; Опубл. 2000.10.20, Бюл. N 14.
24. Патент - 6770118 США, B65D83/14. GAS STORAGE CAPSULE AND METHOD FOR FILLING SAID CAPSULE / Anatoly Stolyarevsy; Center CORTES.- N 10/064924; Заяв. 2002.08.29 ; Опубл. 2004.08.03, USPTO.
25. Столяревский А.Я., Аваков В.Б., Касаткин М.А.,.Хуснутдинов В.А. Регулирующая энергетическая установка для систем промышленного и коммунального электроснабжения на базе электрохимического генератора с замкнутым водородным циклом.//Электросистемы.№4,2007,С.24-28.
26. Столяревский А.Я., Энергоаккумулирующая установка. // Изобретатели -машиностроению. - 2008.№2(47).-С.48-51.
27. Столяревский А.Я., Верхивкер Г.П., Кравченко В.П. и др. О схемах хемотермической части АЭТС с высокотемпературными реакторами // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.3, М., 1985, с. 22-24.
28. Столяревский А.Я., Хуснутдинов В.А., Касаткин М.А., Регулирующие энергетические установки на базе электрохимических генераторов и формирование территориальной водородной инфраструктуры. // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology, ISJAEE, №4, 2007, С.110-118.
29. Столяревский А.Я., Чабак А.Ф., Прохоров, А.Ф.,Николаевский В.Б. Исследования водородной проницаемости материалов термоконверсионных агрегатов // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.3, М., 1980, с. 42-44.
30. Столяревский А.Я., Федотов И.Л., Сявриков А.Я. Анализ возможностей создания термоконверсионного агрегата с вынесенным реакционным объемом // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.1(8), М., 1981, с. 10-11.
31. Столяревский А.Я., Костин В.И., Кодочигов Н.Г., Васяев А.В., Кузнецов Л.Е., Пономарев-Степной Н.Н., Кухаркин Н.Е. МГР-Т - инновационная ядерная технология для комбинированного производства водорода и электроэнергии. Доклад на Второй Российской научно - технической конференции "Материалы ядерной техники" (МАЯТ-2) : Рос. конф, 19-23 сент. 2005 г., Агой (Краснодар. край). : Тез. докл.. -М.: РИО ВНИИНМ, 2005.
32. Столяревский А.Я., Проценко А.Н., Маргулис У.Я., Хрулёв А.А. и др. Оценка возможного радиационного воздействия при использовании водорода, получаемого на АЭТУ с ВТГР // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.1(5), М., 1979, с. 80-85.
33. Столяревский А.Я., Пономарев-Степной Н.Н., Проценко А.Н., Кирюшин А.И. Особенности обеспечения безопасности опытно-промышленной атомной энергетической установки ВГ-400// Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.2, М., 1988, с. 20-38.
34. Столяревский А.Я., Бескислородное производство синтез-газа и альтернативных моторных топлив на его основе с использованием адиабатической конверсии природного газа. В сб. тезисов докл. Межд. Конф. «Альтернативные источники энергии для транспорта и энергетики больших городов», М.,2005: Изд-во Прима-Пресс, С.81-83.
35. СтоляревскийА.Я., Кузьмин И.И. Перспективы ядерной энергетики // Энергия: Экономика, техника, экология.- 1985.№4,С.44-51.
36. Столяревский А.Я., Михайлова С.А., Брун-Цеховой А.Р., Кацобашвили Я.Р. и др. Об одном из перспективных направлений совершенствования процесса паровой конверсии углеводородов // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.2(9), М., 1981, с. 96-98.
37. Столяревский А.Я., Хуснутдинов В.А., Инновационные технологии атомно-водородной энергетики в проекте «Бакчарская сталь», International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology, ISJAEE, №11(55), 2007.рр.114-123.
38. Столяревский А.Я., Михайлова С.А., Дорошенко Н.А., Проценко А.Н., Алексеев А.М. Возможные пути использования тепловой энергии высокотемпературного газоохлаждаемого реактора ВГ-400 для производства аммиака// Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.2(7), М., 1980, с. 21-24.
39. Столяревский А.Я., Верхивкер Г.П., Кравченко В.П. и др. О схемах хемотермической части АЭТС с высокотемпературными реакторами // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.3, М., 1985, с. 22-24.
40. Столяревский А.Я., Митенков Ф.М., Кодочигов Н.Г., Васяев А.В., Головко Г.Ф., Кузнецов Л.Е., Пономарев-Степной Н.Н., Кухаркин Н.Е. Возможность промышленного внедрения РУ с ВТГР для промышленного производства водорода. //Тяжелое машиностроение.- 2007.№3, С.24-28.
41. Столяревский А.Я., Мелентьев Л.А., Пономарев-Степной Н.Н., Назаров Э.К., Перспективы создания хемотермических систем теплоснабжения на базе высокотемпературных ядерных реакторов.- В сб. Атомно-водородная энергетика и технология.- М.:Энергоатомиздат,1983,вып.5,С.44-71.
42. Столяревский А.Я., Пономарев-Степной Н.Н., Проценко А.Н., Гребенник В.Н. Перспективы комплексного использования энергии ядерных реакторов в черной металлургии// Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.1, М., 1976, С. 115-134.
43. Столяревский А.Я., Пахомов В.П., Волощенко Г.П., Мележко Е.В., Атомно-водородная энергетика - энергетика будущего// Бюлл. по атомной энергии. 2003.№5.С.23-32.
44. Столяревский А.Я., Михайлова С.А., Галактионов И.В., Черняев В.А. и др. Вопросы эффективного дальнего теплоснабжения с помощью хемотермических систем // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.1(8), М., 1981, с. 44-47.
45. Large Scale Nuclear Hydrogen&Power Plant based on Helium Cooled Nuclear Reactor MGR-T/N.N. Ponomarev-Stepnoy, N.E.Kukharkin, AnatolyYa. Stolyarevskiy,F.M. Mitenkov, N.G.Kodochigov,A.V.Vasyaev,V.F.Golovko //The report 2.1 НР201 at the IHEC-2005, Istanbul, 13-15 July 2005.
46. Столяревский А.Я., Малевский А.Л., Владимиров В.Т., Наумов Ю.В. Выбор состава и параметров оборудования АТЭЦ с ВТГР на базе ГТУ // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Ядерная техника и технология, вып.2, М., 1990, с. 12-15.
47. Столяревский А.Я., Малевский А.Л., Владимиров В.Т. Влияние компановочных решений оборудования первого контура на параметры газотурбинной АТЭЦ с ВТГР// Вопросы атомной науки и техники, сер.: Атомно-водородная энергетика и технология, вып.3, М., 1988, с. 10-12.
48. Столяревский А.Я., Пономарев-Степной Н.Н., Проценко А.Н., Перспективы создания атомных энергоустановок с хемотермическим аккумулированием тепловой энергии.- В сб. Атомно-водородная энергетика и технология.- М.:Энергоатомиздат,1979,вып.2,С.184-183.
49. Столяревский А.Я., Проценко А.Н., Шевелев Я.В. Развитие атомной энергетики СССР.// Атомная наука и техника СССР/под общей ред. А.М.Петросьянца. М., Энергоатомиздат, 1987, с. 26-35.
50. A.Ya. Stolyarevskiy, N.N.Ponomarev-Stepnoy, A.N.Protsenko, E.K.Nazarov et al, Problems of attracting nuclear energy resources in order to provide economical and rational consumption of fossil fuels// Int. J. Hydrogen Energy. 1990. vol.15, No.1.P.45-54.
51. Столяревский А.Я., Пономарев-Степной Н.Н. Атомно-водородная энергетика// Экономика России-ХХ1 век.-2003. №5(13).
52. Столяревский А.Я., Назаров Э.К. Энерготехнологическое применение высокотемпературных ядерных реакторов.- В сб. Атомно-водородная энергетика и технология.- М.:Энергоатомиздат,1980.вып.3,С.58-129.
53. Столяревский А.Я., Ольховский Г.Г., Пономарев-Степной Н.Н., Проценко А.Н., Чернецкий Н.С., Курочкин Ю.П., Афанасьев Б.П., Рублев В.Я., Комаров Е.В. Манёвренный энергоблок с газоохлаждаемым реактором// Теплоэнергетика.- 1981,.№8,С.11-16.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Современное состояние мировой энергетики. Направления энергетической политики Республики Беларусь. Оценка эффективности ввода ядерных энергоисточников в Беларуси. Экономия электрической, тепловой энергии в быту. Характеристика люминесцентных ламп.
контрольная работа [26,4 K], добавлен 18.10.2010Использование в ядерных реакторах, работающих на естественном уране, замедлителей нейтронов для повышения коэффициентов размножения нейтронов. Схема процессов в ядерном реакторе, его основные элементы. Построение и запуск первых ядерных реакторов.
презентация [559,1 K], добавлен 24.03.2011История теплового аккумулирования энергии. Классификация аккумуляторов тепла. Аккумулирование энергии в атомной энергетике. Хемотермические энергоаккумулирующие системы. Водоаммиачные регуляторы мощности. Аккумуляция тепла в калориферных установках.
реферат [1,5 M], добавлен 14.05.2014Модели атомных ядер, в которых понятие потенциала применяется и нет. Экспериментальные факты, подтверждающие зависимость ядерных сил от расстояния, спинов, относительного орбитального момента нуклонов. Различные классификации ядерных потенциалов.
дипломная работа [133,1 K], добавлен 16.08.2011История развития атомной энергетики. Типы ядерных энергетических реакторов. Переработка и хранение ядерных отходов. Проблема эксплуатационной безопасности. Оценка состояния на сегодняшний день и перспективы её развития. Строительство АЭС в Беларуси.
курсовая работа [41,8 K], добавлен 12.10.2011История создания первых ядерных реакторов, их классификация по назначению и основные элементы. Особенности функционирования ректоров на медленных и быстрых нейтронах. Характеристика гомогенных и гетерогенных видов реакторов. Этапы преобразования энергии.
презентация [843,7 K], добавлен 02.04.2014Типы, устройство и принцип действия ядерных реакторов – устройств, предназначенных для осуществления управляемой ядерной реакции. Обоснование необходимости использования ядерной энергии в мирных целях. Преимущества АЭС над другими видами электростанций.
презентация [898,5 K], добавлен 04.05.2011Основные предпосылки быстрого роста ядерной энергетики. Устройство энергетических ядерных реакторов. Требования к конструкциям активной зоны и ее характеристики. Основные требования к безопасности атомных станций с реакторами ВВЭР нового поколения.
курсовая работа [909,2 K], добавлен 14.11.2019Особенности осуществления ядерных реакций, их сопровождение энергетическими превращениями. Термоядерные реакции в природных условиях. Строение ядерного реактора. Цепные ядерные реакции, схема их развития. Способы и области применения ядерных реакций.
презентация [774,1 K], добавлен 12.12.2014Физико-химические основы горения, его основные виды. Характеристика взрывов как освобождения большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени, его типы и причины. Источники энергии химических, ядерных и тепловых взрывов.
контрольная работа [17,8 K], добавлен 12.06.2010Сущность, устройство, типы и принцип действия ядерных реакторов, факторы и причины их опасности. Основное назначение реактора БН-350 в Актау. Особенности самообеспечения ядерной энергетики топливом. Технология производства реакторов с шаровой засыпкой.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 27.10.2009Законы сохранения и энергетические соотношения в ядерных реакциях. Определение порога реакции в нерелятивистском и релятивистском приближениях. Механизмы протекания и основные типы ядерных реакций. Концепция образования составного ядра нейтроном.
контрольная работа [948,5 K], добавлен 08.09.2015Свойства ядерных изомерных состояний. Характеристики гамма-излучения возбужденных ядер. Механизм обходных переходов. Оценка итоговых выходов ядер в метастабильном состоянии, образующихся в процессе обходного возбуждения с помощью синхротронного излучения.
дипломная работа [934,0 K], добавлен 16.05.2017Строение вещества, виды ядерных распадов: альфа-распад, бета-распад. Законы радиоактивности, взаимодействие ядерных излучений с веществом, биологическое воздействие ионизирующего излучения. Радиационный фон, количественные характеристики радиоактивности.
реферат [117,7 K], добавлен 02.04.2012Физические основы ядерной энергетики. Основы теории ядерных реакторов - принцип вырабатывания электроэнергии. Конструктивные схемы реакторов. Конструкции оборудования атомной электростанции (АЭС). Вопросы техники безопасности на АЭС. Передвижные АЭС.
реферат [62,7 K], добавлен 16.04.2008Цепная реакция деления, термоядерный синтез. Явления при ядерном взрыве. Классификация ядерных взрывов по мощности и по нахождению центра взрыва. Военное и мирное применение ядерных взрывов. Природные ядерные взрывы. Разрушительные последствия от взрыва.
реферат [29,4 K], добавлен 03.12.2015Возможность осуществления ядерных реакций синтеза ядер изотопов водорода в присутствии катализаторов при температурах, существенно меньших, чем в термоядерных реакциях. Сколько же энергии в стакане обычной воды. Механизм работы холодного ядерного синтеза.
статья [559,5 K], добавлен 15.05.2019Структура и состав ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Схемы коммутации и распределения ЭГК в активных зонах. Виды и критерии отказов ЯЭУ и ее частей. Модель термоэмиссионного преобразования тепловой энергии в электрическую в реакторе-преобразователе.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.01.2013Анализ состава системы учета и контроля ядерных материалов, методика комплексной оценки ее состояния. Расчет показателей качества измерений и организации системы, оценка степени подготовки персонала. Изучение методов определения весовых коэффициентов.
дипломная работа [163,2 K], добавлен 27.01.2014Характеристика газоразрядных детекторов ядерных излучений (ионизационных камер, пропорциональных счетчиков, счетчиков Гейгера-Мюллера). Физика процессов, происходящих в счетчиках при регистрации ядерных частиц. Анализ работы счетчика Гейгера-Мюллера.
лабораторная работа [112,4 K], добавлен 24.11.2010