Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Современные ядерные реакторы России

Явление радиоактивности было открыто А. Беккерелем (1896 г.), который обнаружил, что соли урана испускают неизвестное излучение, способное проникать через непрозрачные для света преграды и вызывать почернение фотоэмульсии. Через два года М.и П. Кюри обнаружили радиоактивность тория и открыли два новых радиоактивных элемента - полоний и радий.

Энергетическая установка ГТ-МГР (Тепловая мощность ГТ-МГР 600 МВт, электрическая - 285 МВт, расчетный срок службы реактора - 60 лет) состоит из связанных воедино двух блоков: модульного высокотемпературного реактора (МГР) и газотурбинного преобразователя энергии прямого цикла (ГТ). Ядерный реактор обладает внутренне присущей безопасностью (то есть – чем сильнее нагрев – тем слабее реакция, просто исходя из «физики» реактора, вплоть до остановки естественным путём, без всякого участия системы управления). Реактор размещается в закрытых капсулах под землёй. В основе концепции МГР лежит использование активной зоны с графитовым замедлителем, топливом в виде микросфер с многослойными керамическими покрытиями и гелием в качестве теплоносителя. В активной зоне полностью отсутствуют металлоконструкции. Это позволяет иметь температуру гелия на выходе из реактора 850°С и более, что обеспечивает высокую эффективность производства электроэнергии в прямом газотурбинном цикле, а также возможность использовать МГР как источник промышленного высокотемпературного тепла. Кратчайшее преобразование энергии горячего гелия в электричество осуществляется с помощью газовой турбины так называемого замкнутого цикла Брайтона. Устройство АЭС сильно упрощается. Никаких промежуточных теплоносителей, меняющих фазу (жидкость-пар), никаких громоздких теплообменников, почти – никаких путей для возможной утечки чего-нибудь радиоактивного.

Всё капсулировано. При этом даже отказ системы управления не ведёт к расплавлению топлива. Всё автоматически затухает и медленно остывает за счёт рассеивания тепла в грунт, окружающий станцию. Топливо для станции – это оксид и карбид урана или оксид плутония, выполненные в виде шариков диаметром всего 0,2 миллиметра и покрытые несколькими слоями различной термостойкой керамики. Шарики «насыпаются» в стержни, те формируют сборку и так далее. Физические (масса конструкции, условия протекания реакции) и геометрические параметры реактора таковы (сравнительно низкая плотность энергии, например), что при любом развитии событий, даже полной потери теплоносителя, эти шарики не расплавятся. Вакуумноплотные высокотемпературные электрические вводы В настоящее время наблюдается большое количество аварий и техногенных катастроф, а также возрастающее загрязнение окружающей среды вследствие выброса токсичных и радиоактивных веществ. Увеличение количества аварий можно связать с тем, что повышение эффективности производства осуществляется, как правило, за счет интенсификации процессов путем повышения температуры и давления при проведении технологических процессов.

Активная зона реактора кольцевого типа содержит гексагональные топливные блоки, собранные в 102 топливные колонны по 10 блоков в каждой. Каждый топливный блок имеет 202 канала для топливных компактов (15 топливных компактов по высоте), 108 каналов для прохода теплоносителя и 14 каналов для стержней выгорающего поглотителя (15 компактов выгорающего поглотителя по высоте), расположенных по треугольной решетке с шагом 19 мм. В 12 топливных колоннах первого внутреннего ряда активной зоны расположены каналы для стержней аварийной защиты диаметром 130 мм. В 18 топливных колоннах второго и третьего рядов расположены каналы под резервную систему останова, содержащие маленькие поглощающие шарики на основе карбида бора. Кольцевая кладка активной зоны окружена внутренним, наружным, нижним и верхним заменяемыми отражателями. Сменный отражатель содержит 163 колонны с 13 блоками в каждой, из которых 102 колонны приходятся на внешний и 61 – на внутренний отражатели. Блоки в 36 колоннах внешнего отражателя имеют каналы под стержни компенсации реактивности. Основные характеристики активной зоны представлены в Табл.2.

Топливные блоки активной зоны содержат стержни выгорающего поглотителя на основе окиси эрбия (Er2O3) с естественным содержанием изотопов. Поглотитель служит для двух целей: компенсации запаса реактивности и обеспечение отрицательного температурного коэффициента реактивности. Концепция проекта ГТ-МГР основывается на четырех современных технологиях: модульных гелиевых реакторах с характерным для них высоким уровнем естественной безопасности; высокоэффективных газовых турбинах, разработанных для авиации и электростанций; электромагнитных подшипниках; высокоэффективных компактных пластинчатых прямотрубных оребренных теплообменниках.

Реакторы средней мощности

Корпусной реактор ПРБЭР-600 с интегральной компоновкой Интегральная компоновка реакторной установки (РУ) привносит дополнительные, качественно новые возможности для повышения безопасности АС, которых нет в двух других схемах, но ее применение оправдано только при высокой надежности, отработанности внутриреакторного оборудования. Примером интегральной компоновки может служить реактор ВПБЭР.

ВВЭР-640 (В-407) Реакторная установка В-407 является составной частью АЭС нового поколения средней мощности с повышенным уровнем безопасности по сравнению с предыдущими серийными АЭС с отечественными реакторами ВВЭР и зарубежными действующими реакторами PWR при высоком уровне надежности и экономичности.

Малые реакторы Капсулированный реактор Американское министерство энергетики (DOE) проектирует капсулированный ядерный реактор, который можно будет продавать в любую развивающуюся страну мира, поскольку он будет надежно защищен от несанкционированного вскрытия.

АРГУС – типичный представитель малых лабораторных реакторов, предназначенный для проведения ядерно-физического анализа и технологического контроля.

Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) сооружаются обычно при напряжении 3—20 кВ. При боль­ших напряжениях, как правило, сооружаются открытые РУ. Однако при ограниченной площади под РУ или при повышенной загрязненности атмосферы, а также в районах Крайнего Севера могут применяться ЗРУ на напряжения 35—220 кВ.

Конструкции ЗРУ 6—10 кВ с одной системой шин

РУ 6—10 кВ с одной системой шин без реакторов на отходящих линиях широко применяются в промышленных установках и город­ских сетях. В таких РУ устанавливаются маломасляные или безмасляные выключатели небольших габаритов, что позволяет все оборудование одного присоединения разместить в одной камере. Такие РУ с камерами КСО-266, КСО-366 получили широкое рас­пространение. Однако ремонт выключателей в этих камерах зат­руднен, поэтому взамен их в настоящее время применяют камеры с выключателями, расположенными на выкатной тележке — ячейки комплектного распределительного устройства (КРУ). Генераторные распределительные устройства (ГРУ), сооружаемые на ТЭЦ, выполняются с применением сборных и комплектных ячеек.

 

 

Комплектные распределительные устройства внутренней установки

Комплектное распределительное устройство (КРУ) — это рай повелительное устройство, состоящее из закрытых шкафов со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитные приборами и вспомогательными устройствами. Шкафы КРУ изготовляются на заводах, что позволяет добиться тщательной сбор всех узлов и обеспечения более надежной работы электрооборудования Шкафы с полностью собранным и готовым к работе оборудованием поступают на место монтажа, где их устанавливают, соединяют сборные шины на стыках шкафов, подводят силовые и контрольные кабели. Применение КРУ позволяет ускорить монтаж распределительного устройства. КРУ безопасно в обслуживании, так как все части, находящиеся под напряжением, закрыты металлическим кожухом.

В качестве изоляции между токоведущими частями в КРУ могут быть использованы воздух, масло, пирален, твердая изоляция, инертные газы. КРУ с масляной и газовой изоляцией могут изготовляться на высокие напряжения (в мировой практике есть кон­струкции на 220, 400 и 500 кВ).

Комплектнные распределительные устройства наружной установки

Комплектные распределительные устрой­ства наружной установки (КРУН) предназначены для открытой установки вне помещения. КРУН состоят из металлических шкафов со встроенными в них аппаратами, приборами, устройствами защиты и управления.

Шкафы  КРУН имеют уплотнения, обеспечивающие защиту аппаратуры от загрязнения и атмосферных осадков. Так как шкафы абсолютно герметичны, то КРУН не предназначены для работы в среде с влажностью воздуха более 80%, опасной в отношении взрыва и пожара, а также в среде с химически активными газами и токопроводящей пылью. КРУН рассчитаны для работы при температурах окружающего воздуха от -40 до +35°С. В некоторых сериях

КРУН предусматривается искусственный подогрев воздуха внутри шкафа для создания условий, препятствующих конденсации влаги при резких колебаниях, температуры наружного воздуха.

 

 

Предупридетельная сигнализация

Системы и устройства сигнализации оповещают дежурный персонал:

а) об отклонении режима работы электроустановки или ее элементов от заданного режима;

б)  о перегрузках оборудования;

в) о нарушении изоляции цепей переменного и постоянного тока;

г) о неисправности предохранителей в цепях оперативного тока;

д) о положении коммутационных аппаратов;

В последнее время в связи с вводом на электростан­циях мощного уникального оборудования с большим числом вспомогательных устройств функции управления, контроля и сигнализации все больше переходят от чело­века к различного рода системам автоматики, в том чис­ле к системам с цифровыми вычислительными машинами и к системам с цифро-аналоговыми комплексами.

На электрических станциях и подстанциях применяют звуковую и световую сигнализацию различного исполнения. Различают следующие типы сигнализации: положения аппаратов, пре­дупреждающая, аварий­ная, фиксирующая, командная.

Сигнализация положения показывает положение выключателей и разъединителей. Сигнализация положения выключателей выполняется с использованием сигнальных ламп Горение красной лампы показывает, что выключатель включен, а горение зеленой лампы — что он отключен.

Сигнализация положения разъединителей выполняется с использованием сигнальных приборов (ПС), Приборы ПС врезаются в мнемоническую схему на панелях щитов управления. Указатель положения (полоска) прибора ПС может занимать два положения: вдоль линии мнемоники, показывая, что разъединитель включен; перпендикулярно линии мнемоники, когда разъединитель отключен

Предупреждающая сигнализация предупреждает персонал о возникновении ненормальных режимов работы элементов электроустановки (перегрузки, недопустимые превышения температуры, нарушение изоляции цепей постоянного тока, перегорание предохранителей оперативных цепей, оши­бочность выполняемых персоналом операций и т. п.). Сигнализация выполняется с центральным (единым для электроустановки) звуковым сигналом и с индивидуальными (по объектам) световыми сигналами в виде световых табло.

Аварийная сигнализация оповещает персонал об отключении выключателей под действием релейной защиты. При этом появляется центральный звуковой сигнал (сирена) и индивидуальные световые сигналы, указывающие, какие именно выключатели (или выключатель) отключились.

Сигнализация фиксирующая, осуществляемая с помощью световых табло, фиксирует, какие типы защит и автоматики сработали в процессе работы электроустановки.

Сигнализация командная обеспечивает передачу стандартных команд дежурному персоналу, находящемуся на различных рабочих местах электроустановки, (например, на щите управления и в машинном зале). Сигнализация осуществляется с помощью световых табло.

. Основные свойства ядерных сил Силы, удерживающие нуклоны в ядре, называются ядерными. Они представляют собой проявление самого интенсивного из всех известных в физике видов взаимодействия - так называемого сильного взаимодействия. Ядерные силы притяжения между нуклонами в сотни раз превосходят электромагнитные силы отталкивания. Перечислим отличительные особенности этих сил.

Инженерная графика

 

Сопромат