Рефераты. Технологические и организационно-экономические особенности энергетического производства

Все перечисленные электростанции обладают разными экономическими показателями и поэтому имеют разные области применения.

Рассмотрим принцип действия электрических станций на примере АЭС.

2.1.Общие сведения об АЭС:

На все более конкурентном и многонациональном глобальном энергетическом рынке ряд важнейших факторов будет влиять не только на выбор вида энергии, но также и на степень и характер использования разных источников энергии. Эти факторы включают в себя:

·     оптимальное использование имеющихся ресурсов;

·     сокращение суммарных расходов;

·     сведение к минимуму экологических последствий;

·     убедительную демонстрацию безопасности;

·     удовлетворение потребностей национальной и международной политики.

Для ядерной энергии эти пять факторов определяют будущие стратегии в области топливного цикла и реакторов. Цель заключается в том, чтобы оптимизировать эти факторы.

Хотя достижение признания со стороны общественности не всегда включалось в качестве важнейшего фактора, в действительности этот фактор является жизненно важным для ядерной энергии. Необходимо открыто и достоверно ознакомить общественность и лиц, принимающих решения, с реальными выгодами ядерной энергетики.[1,6]

2.1.1.Технологический процесс:

Ядерная энергетика обеспечивает сейчас около 20% мирового производства электроэнергии с развитой сырьевой и производственной базой для дальнейшего развития отрасли. Главное отличие АЭС от ТЭС состоит в использовании ядерного го­рючего вместо органического топлива. Ядерное горючее получают из природного урана, который добывают либо в шахтах (Франция, ЮАР), либо в открытых карьерах (Австралия, Намибия), либо способом подземного выщелачивания (США, Канада, Россия). Природный уран — это смесь в основном неделящегося изотопа урана 238U (более 99 %) и де­лящегося изотопа 235U (0,71 %), который соответственно и представляет собой ядерное горючее. Для работы реакторов АЭС требуется обогаще­ние урана. Для этого природный уран  направляется па обогати­тельный завод, после переработки на котором 90% природного обеднен­ного урана направляется на хранение, а 10 % приобретают обогащение до нескольких процентов (3,3 - 4,4 % для энергетических реакторов).

Далее обогащенный уран (точнее — диоксид урана) направляется на завод, изготавливающий твэлы — тепловыделяющие элементы. Из диоксида урана изготавливают цилиндрические таблетки диаметром около 9 мм и 30 мм. Эти таблетки помещают в герметичные тонкостенно-циркониевые трубки длиной почти в 4 м. Это и есть твэлы. Твэлы собирают в тепловыделяющие сборки (ТВС) по несколько сотен штук, которые удобно  помещать и извлекать из активной зоны реактора. После постепенного расщепления 235U и уменьшения его концентрации до 1,26% ,   когда  мощность  реактора  существенно уменьшается, ТВС извлекают из реактора, некоторое время хранят в бассейне выдержки для уменьшения радиоактивности, а затем направляют на радиохимический завод для переработки, где из них извлекают ценные компоненты, в том числе и несгоревшее в реакторе топливо.

Таким образом, в отличие от ТЭС, где топливо сжигается полностью (по крайней мере, к этому стремятся), на АЭС добиться 100 % расщепления горючего невозможно. Отсюда - невозможность оценить КПД АЭС с помощью удельного расхода условного топлива.

Таким образом, АЭС — это энергетическое предприятие, вырабаты­вающее электроэнергию из энергии, выделяющейся при радиоактивном распаде элементов, содержащихся в твэлах.

В настоящее время в России работает 10 АЭС, структура установленной мощности которых приведена в таблице 2 [4]


Таблица 2[4]

Структура АЭС России

 

АЭС

Суммарная мощность, МВт

Структура установленной мощности

I ми реактора

Балаковская

4000

4 энергоблока по 1000 МВг

ВВЭР-1000

Нововороиежская

1880

2 энергоблока по 440 МВт

ВВЭР-440



I энергоблок 1000 МВт

ВВЭР-1000

Кольская

1760

4 энергоблока по 440 МВт

ВВЭР-440

Ростовская

1000

1 энергоблок   1000 МВт

ВВЭР-1000

Калининская

2000

2 энергоблока по 1000 МВт

ВВЭР-1000

Ленинградская

4000

4 энергоблока по 1000 МВт

РБМК-1000

Смоленская

3000

3 энергоблока по 1000 МВт

РБМК-1000

Курская

4000

4 энергоблока по 1000 МВт

РБМК-1000

Билибинская

48

4 энергоблока по 12 МВт

ЭГП-6

Белоярская

600

I энергоблок 600 МВт

БМ-600

2.1.2.Факторы развития атомной энергетики:

а)Максимальное использование ресурсов

Известные и вероятные запасы урана должны обеспечить достаточное снабжение ядерным топливом в краткосрочном и среднесрочном плане, даже если реакторы будут работать главным образом с однократными циклами, предусматривающими захоронение отработавшего топлива. Проблемы в топливообеспечении атомной энергетики могут возникнуть лишь к 2030 году при условии развития и увеличения к этому времени атомных энергомощностей. Для их решения потребуются разведка и освоение новых месторождений урана на территории России, использование накопленных оружеййного и энергетического плутония и урана, развитие атомной энергетики на альтернативных видах ядерного топлива. Одна тонна оружейного плутония по теплотворному эквиваленту органического топлива при “сжигании” в тепловых реакторах в открытом топливном цикле соответствует 2,5 млрд. куб. м. природного газа. Приближенная оценка показывает, что общий энергетический потенциал оружейного сырья, с использованием в парке АЭС также реакторов на быстрых нейтронах, может соответствовать выработке 12-14 трлн. киловатт-часов электроэнергии, т.е 12-14 годовым её выработкам на уровне 1993 года, и сэкономить в электроэнергетике около 3,5 трлн.кубометров природного газа.  Однако по мере роста спроса на уран и уменьшения его запасов, обусловленного необходимостью удовлетворять потребности растущих мощностей атомных станций, возникнет экономическая необходимость оптимального использования урана таким образом, чтобы вырабатывалась вся потенциально содержащаяся в нем энергия на единицу количества руды. Существуют разнообразные способы достижения этого в ходе процесса обогащения и на этапе эксплуатации. В долгосрочном плане потребуются повторное использование наработанных делящихся материалов в тепловых реакторах и внедрение быстрых реакторов-размножителей.

б) Достижение максимальной экономической  выгоды

Поскольку затраты на топливо относительно низки, для общей экономической жизнеспособности ядерной энергии весьма важно сокращение суммарных расходов за счет снижения затрат на разработку, выбор площадки, сооружение, эксплуатацию и первоначальное финансирование. Устранение неопределенностей и изменчивости требований лицензирования, особенно перед вводом в эксплуатацию, позволило бы осуществить более прогнозируемые стратегии капиталовложений и финансовые стратегии.

в) Достижение максимальной экологической  выгоды

Хотя ядерная энергия с точки зрения объемов потребляемого топлива, выбросов и образующихся отходов обладает явными преимуществами по сравнению с нынешними системами, использующими ископаемые виды топлива, дальнейшие меры по смягчению соответствующих экологических проблем могут оказать значительное влияние на отношение общественности.

Таблица 3 [9]

Сравнительные данные по топливу и отходам (тонн в год для электростанции мощностью 1000 МВт)

Атомная станция:

топливо :

27 (160 т. природного урана в год)


отходы :

27      высокоактивные



310     среднеактивные



460     низкоактивные




Станция

на угле:

топливо:

2,600,000 [5 поездов (1400 т. в день)]


отходы:

6,000,000 CO2



44,000 SO2

Страницы: 1, 2, 3



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.