Стр. 4 - АТОМНЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ

АТОМНЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ

4

ВВЕДЕНИЕ

Уменьшение расхода топлива на производство электрической энергии и

другие хозяйственные нужды является одной из важнейших задач.

В настоящее время в ядерной энергетике большинства стран используют-

ся корпусные реакторы с водой под давлением и кипящие реакторы канального

типа, которые имеют сравнительно низкие КПД (24–30%) из-за теплофизиче-

ских свойств водяного пара. В установках с натриевыми реакторами на быст-

рых нейтронах и водой во втором контуре КПД станций достигает 35–40% и на

современном этапе практически тоже не может быть увеличен.

Дальнейшее повышение эффективности требует расширения температур-

ных уровней, в которых работает атомная энергетическая установка. Поэтому

интенсивно изучаются циклы, с высокотемпературными газовыми реакторами

(ВГР), использующими в качестве теплоносителей гелий, азот и другие газы.

Интерес, проявляемый к ВГР, обусловлен их высокими тепловыми, физически-

ми и экономическими характеристиками. Построенные экспериментальные

ВГР (Пич-Боттом, AVR, «Драгон») выполнены по двухконтурной схеме и по

второму контуру связаны с паровым циклом. Такая схема не могла дать значи-

тельного выигрыша в КПД, который составил 40–43% при температуре газа

700–800°С на выходе из реактора. Полностью все потенциальные возможности

ВГР могут раскрыться только при применении их в энергетической схеме од-

ноконтурного замкнутого цикла с газовой турбиной. При тех же начальных

температурах газа КПД нетто станции будет в этом случае на 10–20% выше,

чем для ВГР с паровым циклом.

Однако такие установки не находят пока широкого применения в практи-

ке и проводимые в этой области работы носят экспериментальный характер.

Сложность решения задачи связана с высокими температурами газа, накла-

дывающими свои требования на конструкцию реактора и особенно на конст-

рукцию газовой турбины; с выбором газовой среды, которая одновременно

является и теплоносителем для реактора, и рабочим теплом газовой турбины; с

проблемами, связанными с проектированием теплообменников, регулировани-

ем установки, системой уплотнений и смазки турбин и компрессоров и т. д.

Другой вариант решения задачи повышения КПД атомных энергетических ус-

тановок заключается в применении ВГР в установках прямого преобразования теп-

ловой энергии в электрическую. Уровень развития этих работ и достигнутые успехи

пока не дают обнадеживающих результатов, но идея безмашинного получения элек-

троэнергии очень заманчива и требует пристального внимания к себе.

Данное пособие знакомит с одним из путей развития атомной энергетики,

возникающими при этом проблемами и способами их решения. Это будет по-

лезным в будущей инженерной деятельности сегодняшних студентов.