Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Анализ результатов исследования принципиальных схем термодинамических циклов ЯЭУ




1. В вариантах 1, 2 и 3 предусмотрены автономные турбогенераторы для снабжения электроэнергией потребителей ЯЭУ и судна. Вариант 4, прототипом для которого послужил отечественный проект плавучей атомной электростанции (ПАЭС), занимает особое положение. В проекте предусмотрено снабжение потребителей: электроэнергией и тепловой энергией. Кроме этого, в ПАЭС, электроэнергия для потребителей ЯЭУ и судна генерируется главными электрогенераторами..

 

2. Различие в полезном эффекте рассматриваемых установок, послужило основанием для различного подхода к оценке их коэффициента полезного действия. Так в установках вариантов 1, 2 и 3 к полезному эффекту отнесена мощность главных двигателей, равная 40 мВт, в то время как в установке варианта 4 полезным эффектом считается сумма электрической энергии, равная также 40 мВт и тепловой энергии в количестве 20 мВт

Полученная зависимость к.п.д. от рода регенеративного цикла подтверждает известное положение теории. Однако целью исследования было установить сохраняется ли это положение при различным конструктивным выполнении системы регенерации? Как следует из результатов расчетов, приведенных в таблице 1 при переходе от варианта 3 к варианту 4, к.п.д установки изменяется незначительно в 1.02 раза. Температура питательной воды за 3-ей ступенью подогрева принята одинаковой и равной 170. Отсюда можно считать варианты 3 и 4 термодинамически примерно равноценными.. Для целей проектирования более важными показателями служат мощность реакторов, паропроизводительность ППУ и суммарная электрическая мощность вспомогательных потребителей.

3 Сравнение рассмотренных вариантов ЯЭУ следует производить не только по термодинамической эффективности регенеративных циклов, но и по комплексу таких важнейших показателей как масса и габарит, надежность, маневренность, технологичность, удобство и безопасность эксплуатации

 

4. Различие мощностей реакторов в вариантах 2 и 3 составляет 1.06 раза.

 

5. Паропроизводительность ППУ в варианте 3 превышает этот же параметр варианта 2 в 1.1 раза В тоже время суммарная электрическая мощность вспомогательного оборудования в варианте 3 выше этой мощности в варианте 2 в.1. 13 раза.

 

6. Сравнительная оценка показателей вариантов 1, 2 и 3 показывает, что ЯЭУ не регенеративного цикла характеризуется к.п.д. в 1.09 и 1.17 раза ниже к.п.д. установок, действующих по регенеративному циклу Как следствие, мощность реактора варианта 1 выше мощности реактора установки варианта 2 в 1.08 раза. Однако паропроизводительность ППУ этого варианта ниже варианта 2 в 1.16 раза в связи с полностью электрофицированными вспомогательными механизмами и отсутствием отборов пара Мощность электростанции в варианте 1 больше этого показателя варианта 2 в 1.49 раза.

 

7. Можно предположить что в целях унификации в установках 1, 2 и 3 могут быть применены однотипные реакторы с одинаковой спецификационной мощностью. В этом случае реакторы в установках 2 и 3 на режимах полного хода будут работать с недогрузкой, что приведет к продлению компании активной зоны реакторов этих установок. Увеличенная паропроизводительность парогенераторов в вариантах 2 и 3 по сравнению с вариантом 1, при их унификации, потребует выбор режимов циркуляции теплоносителя первого контура, обеспечивающих постоянство температуры перегретого пара. В этом случае можно считать массу и габарит блочной ППУ рассматриваемых вариантов установок примерно равными.

 

8. Увеличенная мощность электростанции варианта 1 приведет к увеличению ее массы и габарита, что отрицательно скажется на соответствующих показателях установки варианта 1.

Учитывая соотношение показателей основных факторов, влияющих на массу ЯЭУ, окончательное суждение о преимуществе какого- либо варианта ЯЭУ, можно сделать по результатам проектной проработке рассматриваемых установок.

 

9. Сравнение установок по показателям надежности является сложной задачей. В целях упрощения ее решения следует сделать ряд допущений. Так, будем считать, что показатели безотказности одноименного оборудования одинаковы и не зависят от его мощности. Кратность резервирования оборудования в вариантах ЯЭУ одинакова и соответствует нормативным требованиям. Оценка показателей надежности должна производиться применительно к спецификационной мощности установок.

В этом случае структурная схема установки с увеличением последовательно включенных звеньев будет характеризоваться более высоким показателем вероятности отказов.

Сравнивая структурные схемы установок вариантов, можно сделать вывод о более надежной установке не регенеративного цикла, так как в установках 2, 3 и 4 в роле дополнительных звеньев выступают системы регенерации теплоты, особенно развитые в установке 3.

В установке 1 роль деаэратора выполняет электронообменый фильтр, показатели безотказности которого выше показателей безотказности термического деаэратора.

Второй важнейшей составляющей надежности служит ремонтопригодность. В установках 2 и особенно 3 и 4 появляются вспомогательные паропроводы и трубопроводы конденсатов с системами автоматизированного контроля и управления., а также собственно подогреватели питательной воды. Все это усложняет проведение осмотров и восстановительных ремонтов, а следовательно снижает ремонтопригодность установок.

 

10. Технологичность установки зависит от объема и сложности технологической подготовки производства, объема и стоимости монтажных работ. Существует очевидная связь этих показателей со сложностью состава оборудования установки. Отсюда можно считать, что установка варианта 1 имеет преимущество по сравнению с установками регенеративных циклов.

 

11. Безопасность и условия обитания экипажа судна должны соответствовать нормативным, санитарным нормам и правилам. Выполнение этих требований зависит, в частности, от уровня тепло и влаговыделения в помещения паротурбинных установок судна. Больший уровень потоков теплоты и влаговыделения в установках 2, 3 и 4 потребует, для выполнения требований, развитую изоляцию нагретых поверхностей оборудования систем регенерации, а также систему кондиционирования повышенной холодопроизводительности.

 

12. Уровень требований к маневренности паротурбинных установок связан с назначением судна. К таким требованиям можно, в частности, отнести поведение установки на частичных режимах эксплуатации. Так, в установке по варианту 2 необходимо предусмотреть систему регулирования параметров отработавшего пара вспомогательных турбин, направляемого в деаэратор. Исследования подтверждают, что в случае осуществления баланса по пару ступени подогрева на режиме полной нагрузки, на частичных режимах образуются избытки этого пара, что является недостатком этой схемы Сложнее решается эта задача в установках с подогревом питательной воды паром отборов из проточной части главной турбины С изменением нагрузки турбины изменяются параметры отборов пара. Существуют несколько решений поддержания параметров пара отборов в допустимых пределах Однако, по мнению ряда специалистов, в частности А.Г. Курзона, все они, с точки зрения тепловой экономичности не удовлетворительны

Наиболее просто решается задача работы установки на частичных режимах., выполненной по не регенеративной схеме в варианте 1.

 

13. Особое положение занимает установка варианта 4. Как отмечалось выше, установка ПАЭС генерирует два вида энергии. в связи. с чем ее эффективность следует оценивать по аналогии с оценкой стационарных теплоэлектростанций. Основным критерием эффективности следует считать стоимость вырабатываемой энергии. Отсюда первостепенное значение приобретают первоначальные затраты на сооружение станции, в том числе стоимость активной зоны реактора, стоимость эксплуатации, включая стоимость реализации ядерной и радиационной безопасности, влияющие на стоимость производимых видов энергии. Последние зависит от местоположения станции, наличия конкурирующих поставщиков энергии, особенностей режимов использования энергии потребителями. Все это относится к области коммерческой эксплуатации станции, показатели которой оцениваются вероятностными величинами, а в ряде случаях неопределенными параметрами.

Очевидно, что различные виды энергии будут иметь различную стоимость. В работе, принято допущение о энергетической равноценности тепловой и электрической энергии Отсюда их суммарная мощность рассматривается как полезный эффект станции, что обусловило существенный рост ее к.п.д. по сравнению с установкой варианта 3, где также реализуется 3-х ступенчатый подогрев питательной воды. В целях объективности исследования, рассмотрен вариант 4 ЯЭУ, где введено понятие эксергии тепловой энергии. Эксергия 20 мВт тепловой энергии, при сохранении параметров термодинамического цикла и обратимости рабочих процессов преобразования энергии, эквивалентна 9000 кВт электрической энергии. В этом случае эффективный к. п. д.станции равен 0.21, против к.п.д. основного варианта 4, равного 0.25 Это вытекает из положений теоретической термодинамики, однако, как следует из рассмотренных выше соображений, коммерческой эффект станции может быть иным.

 

 

5. Вспомогательные энергетические установки.

 

К вспомогательным энергетическим установкам следует отнести судовую электростанцию общесудового назначения и вспомогательную парогенераторную установку [ 9 ] В свою очередь судовая электростанция является частью судовой электротехнической системы судна.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 840; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.022 сек.