ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-технические основы применения диссоциирующих систем в качестве теплоносителей и рабочих тел атомных электростанций из "Теплообмен в химически реагирующих газовых теплоносителях" В действующих и разрабатываемых ядерных реакторах в качестве теплоносителя используется вода или водяной пар, жидкие металлы (Na, Li, Pb — Bi и др.) и инертные газы (Не, СО2, N2 и др.). [c.5] В перспективных атомных электростанциях (АЭС) с ядерными реакторами на быстрых нейтронах и жидкометаллическим теплоносителем (Na) ожидается получение температур натрия 600—630 °С, что позволит в трехконтурных схемах Na — Na — Н2О на водяном паре также выйти на современные параметры пара 130— 240 ата и 540—580 °С. [c.5] В газоохлаждаемых реакторах с газовым теплоносителем СО2 типа AGR достигнуты температуры газа 650 °С, что позволяет во втором контуре тепловой схемы АЭС достигнуть современного уровня параметров пара ЙО—170 ата и 540—565 °С. [c.5] Разработка и пуск опытных высокотемпературных графито-газовых ядерных реакторов HTGR в США, AVR в ФРГ, Dragon в Англии показали возможность получения температур теплоносителя на выходе реактора 750—850 °С II]. Во вторых контурах АЭС в качестве рабочего тела используется водяной пар. [c.5] Рассмотрим перспективы дальнейшего улучшения технико-экономических показателей АЭС. [c.6] Технико-экономические показатели АЭС улучшаются с ростом единичной мощности быстрее, чем в ТЭС. [c.6] Тенденции развития современной энергетики ведут к получению максимальной экономичности при максимальной единичной мощности ядерных реакторов и турбогенераторов (500—1000Мет). [c.6] В современных циклах паротурбинных установок (ПТУ) достигнуты параметры пара по температуре 540—565 °С и по давлению 240 ата с одним промпере-гревом с термодинамической эффективностью конденсационного цикла 45—47% и к. п. д. нетто АЭС 40— 41% 2]. [c.6] Достигнутые успехи в разработках реакторных блоков мощностью 600—1000 Мет (эл.) позволяют надеяться на достижение выходной температуры газа в реакторах типа AGR—650 °С и в реакторах типа HTGR— 750—850 °С 1[1]. [c.6] Рассмотрим возможности эффективного преобразования температур такого высокого потенциала в термодинамических циклах. [c.6] Термодинамические особенности циклов и физикохимические свойства водяного пара таковы, что при существующих материалах в одном выхлопе турбины могут быть получены мощности 125—135 Мет [5]. Таким образом, существуют значительные ограничения по единичной мощности одновального турбоблока. [c.7] В свете достигнутых результатов в реакторострое-нии (возможность создания единичных реакторных блоков 1000—1500 Мет (эл.)) и при ограниченных перспективах повышения экономичности цикла и единичной мощности турбоблоков на водяном паре в последние годы значительно расширились поиски новых теплоносителей и рабочих тел, позволяющих получить лучшие, чем у водяного пара и инертных газов, термодинамические характеристики циклов, лучшие теплофизические свойства, большую единичную мощность одновальных турбоагрегатов при освоенном в реакторостроении и энергомашиностроении уровне температур и давлений. [c.7] Задача сводится к поиску новых рабочих тел для улучшения газотурбинных и конденсационных циклов для уровня температур 550—700 °С и новых эффективных газовых теплоносителей для перспективных газоохлаждаемых ядерных реакторов. [c.7] Одним из путей решения поставленгюй проблемы может быть применение диссоциирующих систем в качестве рабочего тела турбомашины и теплоносителя ядерных реакторов I6, 13]. [c.7] Известно, что газотурбинные установки (ГТУ) на обычных инертных газах (Не, N2, СО2, Ne и др.) при уровне температур 650—750 °С имеют низкий эффективный к. п. д. цикла. В них доля мощности турбины, затрачиваемой на сжатие газа, составляет 65—80% и лишь 20—35% мощности турбины составляют полезную работу цикла. [c.7] При использовании таких систем в качестве рабочего тела в замкнутом газотурбинном цикле газ исходного состояния с минимальной газовой постоянной сжимается в компрессоре, нагревается в регенераторе и нагревателе до максимальной температуры цикла. При этом происходит диссоциация газа с поглощением тепла на химические реакции, увеличение числа молей и газовой постоянной до максимального значения. После расширения в турбине газ, охлаждаясь в регенераторе и холодильнике, рекомбинирует с выделением тепла химических реакций и уменьшением числа молей и газовой постоянной до минимального значения. Далее газ поступает в компрессор, сжимается, и цикл повторяется [11]. Большая газовая постоянная рабочего тела в турбине по сравнению с газовой постоянной рабочего тела в компрессоре позволяет уменьшить долю мощности, затрачиваемую на сжатие газа в компрессоре, до 30— 45%, приводит к увеличению коэффициента полезной работы и росту эффективного к. п. д. цикла по сравнению с циклами на инертных газах за счет существенного уменьшения необратимых потерь в цикле. [c.8] Для увеличения эффективного к. п. д. и удельной мощности цикла представляют интерес химически реагирующие системы, у которых при последовательном нагреве и охлаждении происходят обратимые химические реакции, сопровождающиеся увеличением числа молей при нагреве и уменьшением числа молей при охлаждении. [c.8] Диапазон первой стадии реакции лежит в области температур 21—170°С, второй—150—1000°С [13]. [c.9] Безводный бромистый алюминий — кристаллическое вещество белого цвета, при 96,5 °С плавящееся в прозрачную бесцветную жидкость, кипящую при атмосферном давлении при 255 °С [49]. [c.9] Вернуться к основной статье