Энергетическая эффективность ядерного топлива

Глубина выгорания и неравномерность энерговыделения в активной зоне. Из-за неравномерности нейтронного потока и несовершенства регулирования в активных зонах ядерных реакторов имеет место значительная неравномерность энерговыделения по высоте и диаметру зоны и по отдельным ТВС и твэлам. Поэтому локальные значения глубины выгорания топлива различаются между собой в несколько раз. Предельные (максимальные) значения а акс, на которые должна быть рассчитана работоспособность твэлов и ТВС, определяются с учетом неравномерности энерговыделения по активной зоне в целом. Отличие Омакс от а в выгружаемом топливе зависит также от размера одновременно выгружаемой партии. Если будет выгружаться одновременно вся активная зона, тогда коэффициент неравномерности выгорания топлива в чей будет максимальным. Но практически перегружается лишь часть активной зоны (например, в реакторах ВВЭР-440 1/3 зоны в год). В реакторах канального типа одновременно перегружается только несколько каналов. В этом случае неравномерность выгорания топлива в выгружаемых ТВС будет минимальной ( 1,1—1,2) и величина Омакс будет определяться в основном неравномерностью выгорания по высоте ТВС. В ТВС мощных реакторов типа PWR или ВВЭР, содержащих большое число твэлов (свыше 200), в отдельных группах твэлов проявляется не только осевая, но и радиальная неравномерность выгорания топлива, связанная с их расположением в сборке. Таким образом, средняя глубина выгорания является расчетной величиной, характеризующей энергетическую эффективность использования топлива в данном реакторе. Она может существенно отличаться от фактического максимального (минимального) значения а. Максимальная глубина выгорания Омакс — это величина, определяющая требования к надежности и работоспособности твэлов и ТВС. [c.102]

Использование топлива в ядерном реакторе АЭС—центральная стадия ЯТЦ. Она проходит на территории АЭС и определяет общую эффективность энергетического использования ядерного топлива, поскольку именно на этой стадии суммируются затраты на ядерное топливо и оценивается эффективная его отдача. [c.116]

Мы живем в начале четвертого периода, основными энергетическими проблемами которого являются воспроизводство ядерного топлива деления в реакторах на быстрых нейтронах, осуществление контролируемого термоядерного синтеза, все более широкое применение возобновляемых источников энергии и повышение энергетической эффективности всех типов энергетических установок и энергопотребляющих устройств. К проблемам, нока не имеющим научно-технических оснований для их решения в ближайшем будущем, относятся концентрация рассеянного тепла окружающей среды, массовый искусственный синтез молекул, подобных хлорофиллу, извлечение энергии деления не только из ядер, но и из пока неделимых нуклонов — нейтронов и протонов. [c.15]

В отличие от тепловых энергетических установок, где практически минеральное топливо сгорает полностью, в ядерных реакторах используют сравнительно небольшую часть энергии, заключенной в ядерном топливе. Однако в процессе деления атомов урана происходит воспроизводство делящихся изотопов. Поэтому эффективность атомной электростанции определяется не только к. п. д. установки, превращающей тепловую энергию в электрическую, ио и величиной использования ядерного топлива с учетом воспроизводства и последующей переработки отработанного ядерного топлива. [c.169]

Необходимо подчеркнуть, что только часть указанных направлений электрификации народного хозяйства будет иметь отчетливо энергосберегающий характер (например, замена электроприводом газового привода компрессоров газопровода). Однако многие направления электрификации будут требовать увеличения общего расхода энергоресурсов. Тем не менее их с полным основанием нужно относить к энергосберегающим мероприятиям, поскольку только с их помощью удается осуществить замещение дорогих и все более ограниченных видов углеводородного топлива ядерной энергией, дешевым углем восточных бассейнов и возобновляемыми энергоресурсами. Таким образом, разумная энергосберегающая политика отнюдь не тождественна энергетическому скопидомству и должна рассматривать экономию энергоресурсов не как самоцель, а как средство коренного повышения народнохозяйственной эффективности энергетики. [c.57]

Длительное и сущ,ественное отставание в создании строительных заделов и замедленные темпы научно-технического прогресса в угольной промышленности привели к резкому сокращению темпов ее развития. Наблюдавшееся в последние годы падение удельного веса угля в общем производстве энергетических ресурсов Сибири (с 18% в 1980 г. до 15% в 1985 г.) продолжится и в XII пятилетке. После 1990 г. общая ситуация с развитием энергетики в стране потребует не только увеличения абсолютных объемов добычи угля в Сибири, но и постепенного повышения его удельного веса в производстве энергетических ресурсов (см. табл. 9.5). Это определяется а) стабилизацией, а затем и сокращением доли углеводородного топлива б) необходимостью частичного дублирования развития ядерной энергетики в) высокой экономической эффективностью использования дешевых углей Восточной Сибири для производства электроэнергии и выдачи ее в другие районы страны. [c.212]

До настоящего времени основная часть (до 80%) электрической энергии вырабатывается на тепловых и атомных электростанциях. Ведущая роль этих электростанций сохранится и в будущем . Источниками тепловой энергии на таких электростанциях служат главным образом природное химическое топливо (уголь, нефть, газ) и ядерное горючее. В качестве энергетических установок на тепловых (и атомных) электростанциях служат паротурбинные установки (ПТУ). Широкое применение ПТУ в энергетике связано с их надежностью, большим ресурсом работы и отсутствием компрессора для сжатия рабочего тела — водяного пара до высоких давлений. Однако экономичность ПТУ ограничена. Даже при сверхкритических тепловых параметрах водяного пара эффективный к.п.д. ПТУ едва достигает 40%. К недостаткам ПТУ относятся также большой удельный расход тепла (около 2000 ккал/кВт-ч) на производство электроэнергии, большие габариты, значительный удельный вес (10 кг/кВт), невысокая надежность поверхностей нагрева парогенераторов, большие удельные объемы водяного пара в последних ступенях турбины, ограничивающие единичную мощность машины, большое время запуска (несколько суток), большие потери циркуляционной воды (до 3,6 кг/кВт-ч) в градирнях и др. Кроме того, мощные энергетические ПТУ, работающие на природном химическом топливе (уголь, мазут), являются крупными источниками вредных выбросов (пылевидные частицы, окислы азота, сернистые соединения) в атмосферу и тепловых выбросов в водоемы. [c.4]

На втором этапе, т. е. в 90-х годах, предусматривается организация производства синтетического жидкого моторного топлива из угля развитие ядерной энергетики до уровня, позволяющего обеспечить основную часть прироста потребности народного хозяйства в электроэнергии ускорение развития угольной промышленности, стабилизация и последующее наращивание доли угля в общем объеме добычи органического топлива с увеличением использования его главным образом на электростанциях дальнейшее вовлечение в энергетический баланс эффективных гидроэнергетических ресурсов создание технической базы для использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии как важного средства решения локальных проблем энергоснабжения решение в основном технических проблем повышения эффективности транспортировки энергетических ресурсов на большие рас- [c.32]

Энерговыработка с 1 т природного урана 16, 96 Эиергонапряженность ядерного топлива в активной зоне 106 Энергетическая эффективность ядерного топлива 17, 132 Эффективная кампания ядерного топлива 104 [c.476]

Успешное внедрение реакторов-размножителей на быстрых нейтронах позволило бы использовать руду с низким содержанием урана, что в настоящее время не может быть осуществлено. Например, можно было бы думать об использовании сланцев, залегающих на большей части территории штатов Теннесси, Кентукки, Огайо, Индиана и Иллинойс. Пред-гТоложим, можно было бы извлечь и использовать слой скального грунта плотностью 2,5г/см с содержанием урана 150 г/м . Если с каждого квадратного метра поверхности земли можно было бы получить 5 м такой руды, то потребовалось бы разрабатывать залежи этой руды на площади менее 5 км , чтобы получить столько энергии, сколько содержится во всех, имеющихся в США запасах нефти. Еще более эффективной оказалась бы разработка таких месторождений, если бы удалось использовать содержащийся в скальном грунте торий для производства в реакторе-размножителе на быстрых нейтронах расщепляющегося изотопа Единственным ограничивающим фактором в суммарном производстве ядерного топлива Для реакторов-размножителей на быстрых нейтронах была бы глубина, до которой экономически оправдано и технически возможно вести добычу воспроизводящих материалов. Таким образом, хотя реакторы-размножители на быстрых нейтронах и могут расширить в будущем энергетические ресурсы, они не могут стать тем направлением, на котором человечество окончательно оста- [c.41]

Наконец, может возникнуть путаница при сопоставлении гидравлической энергии и теплового энергетического эквивалента других видов энергии. 1 Дж потенциальной или кинетической энергии гидроресурса можно почти полностью (с коэффициентом 85—90 % ) преобразовать в 1 Дж электроэнергии. 1 Дж термальной энергии ископаемого топлива можно непосредственно преобразовать в тепло также примерно с эффективностью 85 %. Но при производстве электроэнергии с использованием пара, 1 Дж тепловой энергии ископаемого или ядерного топлива превращается лишь в 0,3—0,4 Дж электроэнергии в силу термодинамических потерь. В целом средний коэффициент преобразования находится где-то между этими крайними величинами. [c.45]

На сооружение и эксплуатацию крупных теплоэнергетических установок на органическом и ядерном топливе расходуются огромные средства, эффективное использование которых имеет большое значение для народа ного хозяйства страны. Успешное решение этой задачи бывает в значительной мере предопределено на стадии разработки профиля отдельных агрегатов и элементов энергетического оборудования и проектирования электростанции в целом. [c.5]

Третья часть математической модели АЭС служит для определения технико-экономических показателей установки. В качестве итоговога показателя эффективности того или иного варианта АЭС в соответствии с суш,ествуюш ей методикой принята величина суммарных расчетных затрат. Она складывается из отчислений от капитальных вложений в оборудование рассматриваемой энергоустановки, расходов па ядерное топливо и других эксплуатационных расходов. Величины коэффициентов отчислений на амортизацию и ремонт приняты дифференцированно для каждого элемента в соответствии с рекомендациями научно-исследовательских и проектных энергетических институтов. [c.99]

Актуальное значение приобретают непрерывное совершенствование топливно-энергетического баланса, поиск, разработка и эффективное использование новых топ Ю50г. iSSOr. тбг. топ видов источников энергии и, в первую очередь, ядерного топлива. [c.13]

В настоящее время совершенно отчетливо выявилась необходимость ограничить использование нефти (в виде мазута) для сжигания в топках котлов, чтобы сохранить ресурсы для технологических и других целей, а топливно-энергетические нужды все больше покрывать за счет дешевых углей, газа, гидроэнергии и ядерного топлива. В связи с этим в ближайшем будущем, неймотря на дальнейшее увеличение добычи нефти, потребление ее в качестве топлива ТЭС и ТЭЦ будет уменьшаться. Доля этого топлива Б топливном балансе ТЭС и ТЭЦ в 1990 г. должна снизиться до 17,5 /о против 25,6 в 1985 г. Этому способствует и то, что в СССР освоено эффективное сжигание малокалорийного дешевого топлива (бурых углей, сланцев, торфа) с высоким КПД (брутто) котельных агрегатов (90—93%), а также обеспечен высокий темп роста добычи природного газа. [c.56]

Из этих оценок следует, что существенное увеличение роли ядерной энергии в мировой энергетике возможно только при переходе на новый топливный цикл. Такой цикл в принципе, как известно, может быть основан на использовании реакторов на быстрых нейтронах со сжиганием основного ядерного ресурса в виде 11-238. Определенные возможности, по-видимому, могут быть связаны с использованием уран-ториевого топливного цикла. Такой переход, однако, требует полного переоснащения реакторной базы и развития мощных производств переработки ОЯТ для выделения из него плутония и его рециклирования в новое ядерное топливо, а также новой базы для фан-ториевой энергетики. Отметим, что энергетический ресурс достоверных запасов природного зфана (при их использовании с КПД 50%) составляет в этом случае 40000 миллиардов тонн н.э., что в восемь раз превышает запасы всех органических энергоносителей. Серьезным препятствием для такого альтернативного пути развития ядерной энергетики является неудача проектов по созданию энергетических реакторов на быстрых нейтронах, направленных на демонстрацию возможности их длительной эффективной эксплуатации. [c.374]

Напряженность энергетического баланса СССР (особенно в западных районах) и поэтому необходимость применения способов производства, обеспечивающих экономию органического топлива. В этих условиях теплофикация эффективна по сравнению с раздельной схемой энергоснабжения, начиная с тепловых нагрузок около 1500 МВт (т) и выше для АТЭЦ, 800 МВт (т) и более для маневренных ТЭЦ, 600—800 МВт (т) и более для ТЭЦ (в восточных районах п на Урале). Как следует из данных табл. 6.1, удельный вес таких концентраций тепловых нагрузок на перспективу существенно увеличивается. Расчеты показывают, что вовлечение ядерного горючего только для производства электроэнергии в 1-й фазе переходного периода (см. гл. 4) позволит высвободить из ЭК страны не более 10% органического топлива. В то же время применение ядерного горючего для целей теплоснабжения (прежде всего, на базе АТЭЦ) даст возможность почти вдвое увеличить размеры вытесняемого из ЭК органического топлива. [c.111]

Реальной альтернативы использованию углеводородного и ядерно-го топлива для нужд теплоснабжения и производства электроэнергии в ближайшие десятилетия не ожидается. Требования научно-технического прогресса и сохранения, хотя бы существующего, состояния окружающей среды будут удовлетворяться посредством увеличения эффективности и чистоты производства электроэнергии и разработок новых способов энергосбережения. Этот путь связан с высокими дополнительными затратами и неизбежно ведет к удорожанию производства электроэнергии и, возможно, материального производства. Важным фактором является расширение использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Однако даже в оптимистическом сценарии развития НВИЭ покроют не более 2% будущих потребностей человечества. Кроме того, все без исключения НВИЭ имеют очень низкую плотность энергетических потоков, поэтому для крупномасштабного их использования требуется в первую очередь создание новых способов аккумуляции энергии, которые также были бы эффективны и не наносили бы экологического ущерба. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...