Традиционные способы получения энергии. Принцип действия одноконтурного ядерного реактора

Традиционные источники электрической энергии: тепловая ТЭС, энергия потока воды - ГЭС, атомная энергия - АЭС.

Тепловые электростанции (ТЭС) вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, которая выделяется при сжигании органического топлива (угля, нефти, газа). Невосполнимость этих природных ресурсов заставляет задуматься о рациональном их применении и замене более дешевыми способами получения электроэнергии.
Гидроэлектростанция (ГЭС) — комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. При их сооружении также наносится вред окружающей среде: перегораживаются реки, меняется их русло, затопляются долины рек.
Важнейшая особенность гидротехнических ресурсов в сравнении с топливно-энергетическими — их непрерывная возобновляемость.
Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия используется для получения электрической. Генератором энергии здесь является атомный реактор. Тепло, выделяемое в нем в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжелых элементов, преобразуется в электроэнергию. АЭС работают на ядерном горючем (уран, плутоний и др.), мировые запасы которого значительно превышают запасы органического топлива.

Очевидно, что одноконтурная схема проще и легче, так как в ней нет теплообменного аппарата — кипятильника и магистралей первичного контура. Кроме того, при такой схеме можно было бы значительно увеличить съем тепла с тепловыделяющей поверхности реактора, получить более высокую температуру цикла, а следовательно, и больший к.п.д. Но несмотря на все эти преимущества, одноконтурную схему нельзя применить для ОКС. Главная причина — засорение теплоносителя системы радиоактивными продуктами распада и возникновение так называемой наведенной активности в элементах конструкции установки. А это влечет за собой увеличение веса антирадиационной защиты для экипажа и, кроме того, делает в значительной мере невозможным ремонт и профилактику установки в условиях эксплуатации. При двухконтурной схеме основное рабочее тело не имеет непосредственного контакта с ядерным реактором и вторичный контур системы вполне доступен для обслуживания.

22. Что включает в себя понятие энергосбережение? Биоэнергетика. Пиролиз.

Энергосбережение ( экономия энергии ) — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономическихмер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов.

Биоэнергетика — производство энергии из биотоплива различных видов. Название данной отрасли произошло от английского слова bioenergy, которое давно используется как энергетический термин. Биоэнергетикой считается производство энергии как из твердых видов биотоплива (щепа, гранулы (пеллеты) из древесины, лузги, соломы и т. п., брикеты), так ибиогаза, и жидкого биотоплива различного происхождения. В теплоэнергетике биотопливо получает все большее и большее развитие. Ряд областей наращивают объемы производства биотоплива и переводят котельные на биотопливо.

Пиролиз — термическое разложение органических и многих неорганических соединений. В узком смысле, разложение органических природных соединений при недостатке воздуха (древесины, нефтепродуктов и прочего). Более в широком смысле - разложение любых соединений на составляющие менее тяжёлые молекулы, или элементы под действием повышения температуры. Так, например, теллуроводород разлагается уже при температуре около 0 С.

23. Как повысить эффективность работы тепловых электростанций? Теплота сгорания топлива. Единицы измерения

Для повышения эффективности работы ТЭС нужно оптимизировать работв котельных установок при совместном производстве тепловой энергии и золошлаков определенных характеристик, пригодных для дальнейшего использования.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

- теоретическое и экспериментальное исследование влияния физико-химических процессов сжигания углей на минеральный состав золошлаков энергетических котлов;

- разработка программного обеспечения для моделирования процесса сжигания углей и определения качественного и количественного состава золошлаков;

- разработка мероприятий по оптимизации процесса горения, получения необходимого минерального состава золошлаков с учетом их использования в промышленности и народном хозяйстве;

- разработка комплексной методики по определению эффективности работы котла в качестве котельной энерготехнологической установки;

- экономическое обоснование комбинированного производства тепловой энергии и золошлаковых материалов в котлах ТЭС.

Научная новизна работы:

- представлен комплексный подход к повышению эффективности работы ТЭС с учетом полезного использования отходов производства тепловой и электрической энергии;

- разработана методика определения минерального состава золошлаковых продуктов и реализована в виде программного комплекса «АЭ^»;

- разработана методика оценки эффективности работы КЭТУ на основе эксергетического подхода определения КПД;

- получены результаты экспериментальных и расчетных исследований по выбору оптимальных параметров работы КЭТУ;

- предложены рекомендации по выбору оптимальных режимных параметров топочного процесса для формирования определенных характеристик золошлаковых продуктов в топках энергетических котлов ТЭС.

Теплота сгорания — это количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (дж или кал на 1 кг, м³ или моль).

Для её измерения пользуются методами калориметрии. Теплота сгорания определяется химическим составом горючего вещества. Содержащиеся в горючем веществе химические элементы обозначаются принятыми символами С, Н, О, N, S, а зола и вода — символами А и W соответственно.