Атомні енергетичні установки - студопедія
В атомних енергетичних установках теплову енергію отримують в ядерному реакторі за рахунок енергії, звільняю-щейся при розподілі ядер матеріалів, що розщеплюються елементів.
В якості палива в енергетичних установках ядерними реакторами використовується штучно збагачений уран. Теплота з реактора відводиться теплоносієм, цир-кулір по замкнутому контуру, за допомогою циркуляційного-ного насоса. Теплоносієм може бути вода, органічні рідини, гази, рідкі метали.
У суднових установках теплоносієм і сповільнювачем нейтронів є вода, тому реактори зазвичай називаються водо-водяними. Крім води, роль виконують рідкі ме-Таллі, гази і органічні рідини.
На рис.5 представлена принципова схема АЕУ, най-більш широко застосовувана на судах.
Принцип дії суднової атомної енергетичної установки полягає в наступному.
У ядерному реакторі 3, укладеному в контейнер 1, здійснюється самопідтримується ланцюгова реакція з пре-освітою звільняється при цьому енергії в теплоту.
Замкнута теплопередающей система, в якій за допомогою на-гою циркуляційного насоса 10 циркулює теплоносій, називається першим контуром. Теплоносій проходить через парогенератор 4, де віддає теплоту рідини другого теплосприймаючої контуру.
Комплекс, що складається з реактора, парогенератора, допоміжного обладнання та систем першого контуру, полягає в біологічний захист 11, яка поглинає всі шкідливі випромінювання до рівнів, безпечних для людини.
Утворений в парогенераторі пар направляється в турбіну 5, яка через редуктор б обертає гребний гвинт 7. З конденсатора 8 конденсат живильним насосом 9 знову прямує в парогенератор.
Атомна енергетична установка, яка працює по той-який схемою, називається двоконтурної (Рис.7).
Мал. 7. Принципова схема атомної енергетичної установки.
1. Контейнер 2. Стрижні системи регулювання 3. Ядерний реактор 4. Парогенератор 5. Турбіна 6. Редуктор
7. Гребний гвинт 8. Конденсатор 9. Поживний насос 10. Циркуляційний насос 11. Біологічний захист
При використанні теплоносія в якості робочого тіла установка виконується одноконтурной. Залежно від ті-па теплоносія води або газу така установка може бути паротурбінної або газотурбінної.
В реакторах киплячого типу одноконтурних паротурбінних установок вода перетворюється в пар, який, пройшовши через турбіну, скидається в конденсатор, і звідти подається насосом в реактор.
У реакторі одноконтурних газотурбінних установок на-гнетаемий компресором стиснений газ (гелій, азот, углекис-лий газ) нагрівається і надходить в газову турбіну, отку-да направляється через охолоджувач в компресор.
В даний час суднові АЕУ виготовляються переваж-громадської з використанням водо-водяних гетерогенних ре-акторів, що працюють на теплових нейтронах. Щоб регулюються-ровать тепловиділення, потужність, в реакторі необхідно впливати на швидкість ланцюгової реакції
Для цієї мети служить система регулювання. Основу її складають рухливі стрижні 2 (див. Рис. 5), що містять речовини, активно поглинають нейтрони. Для збільшення потужності стрижні висувають з активної зони, для зменшення - опускають.
В даний час побудовано і знаходиться в експлуатації невелику кількість атомних судів.
Збільшення вартості органічного палива на світовому ринку, а також потреби в великих потужностях і автономності плавання для проектованих судів є факторами, що сприяють розвитку і застосування на судах атомних енергетичних установок. Одним з цих судів є криголам "Арктика" (див. Рис.6), потужність енергетичної установки якого становить 4 8,6 МВт.
Мал. 6 Розташування АЕУ криголама <Арктика>
- - діфферентная цистерна
- - відділення гребних електродвигунів
- - кормова електростанція
- - льодовий ящик
- - приміщення атомної паропродуктивність установки
- - відділення головних турбогенераторів
- - відділення допоміжних механізмів
- - провізійні комори
- - вантажне приміщення
- Вивчити основні елементи і пристрої, що входять до складу кожної з досліджуваних СЕУ.
- Виконати принципові схеми розглянутих СЕУ, вивчити їх принцип дії.
- Відповісти на контрольні питання.
- для чого призначений кожен з елементів і пристроїв, що входить до складу даної СЕУ;
- чим відрізняється ГТУ відкритого циклу від ГТУ закритого циклу;
- чому в камеру згоряння ГТУ подається повітря в не-скільки разів більше, ніж теоретично необхідно;
- як розподіляється потужність, що виробляється турбіною між рушієм і компресором;
- що дає використання циклу ГТУ з регенерацією;
- чому неефективно застосовувати двигуни установ-ки на річкових і "ріка-море" судах;
- за рахунок чого і де отримують теплову енергію в АЕУ;
- що називається активною зоною реактора;
- який реактор називають гетерогенним, який гомоген-ним;
- яким чином регулюється потужність АЕУ;
- в якому разі АЕУ називається одноконтурной, в якому - двухконтурной;
- які переваги і недоліки має кожна з рас-смотренних СЕУ.