 |
Тепловой баланс котла. Лекция 7. Ядерные энергетические установки. Типы ядерных реакторов. (см. Презентацию по ядерной реакции)
|
|
|
|
Тепловой баланс котла
Тепловой баланс котла – составляется с целью анализа эффективности работы котла и определения КПД. Тепловой баланс котла рассчитывается по прямому балансу и по обратному балансу.
КПД котла по прямому балансу:
где D – количество произведенного пара;
inn -теплосодержание перегретого пара;
i nв - теплосодержание питательной воды;
B -количество сожженного топлива;
Qн -теплотворная способность топлива.
Р
КПД котла по обратному балансу:
| Q p | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | Q5, |
| 100 % | q1 | q2 | q3 | q4 | q5, |
где Q p – располагаемая (внесенная в топку) теплота;
Q1, q1–полезная теплота, используемая для выработки пара–90 %;
Q2, q2–потери тепла с уходящими газами–6, 0 %;
Q3, q3–потери от химической неполноты сгорания–0, 5 %;
Q4, q4–потери от механической неполноты сгорания - 3, 0 %; Q5, q5–потери тепла в окружающую среду–0, 5 %;
КПД парового котла без учета затрат энергии на собственные нужды.
КПД современных котлов превышает 90%. Это довольно совершенные агрегаты.
Лекция 7
ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Типы ядерных реакторов
(См. презентацию по ядерной реакции)
На атомных электрических станциях тепловая энергия, которая идет на производство пара, выделяется при делении ядер атомов вещества, это вещество называется ядерным топливом или ядерным горючим. Им служит в основном обогащенный природный уран U238 в смеси с ураном U235 и иногда торий (Th 232). Ядерное топливо выделяет теплоты в миллион раз больше, чем лучшее органическое топливо.
Ядра урана и тория под воздействием нейтронов распадаются на два осколка. Так как ядра осколков при этом оказываются одноименно заряженны-ми, то, отталкиваясь друг от друга, они приобретают большие скорости и энер-гично взаимодействуют с окружающей средой. Это приводит к преобразованию кинетической энергии осколков и нейтронов в теплоту молекул среды (теплоносителя).
|
|
|
Устройство, в котором происходит саморазвивающийся регулируемый процесс деления атомных ядер с преобразованием освобождающейся при этом ядерной энергией в теплоту, называется реактором. Энергия деления изотопа урана с массой 235 в среднем составляет 210 МэВ на один распад (1 Эв = 1, 6· 10-19 Дж). В реакторе одновременно с процессом деления происходит поглощение части нейтронов ураном и материалами, входящими в основном в активную зону реактора. Эти потери нейтронов должны восполняться, а это возможно лишь при условии, если деление каждого ядра будет сопровождаться образованием двух, трех и больше новых нейтронов.
Вообще цепной процесс деления возможен при условии, если число нейтронов второго поколения равно или больше его первоначального количества, т. е. когда величина k ≥ 1, где k представляет собой коэффициент размножения нейтронов, характеризующий «рождение» новых нейтронов. При этом, если величина k больше единицы, неизбежен лавинообразный процесс размножения нейтронов. В связи с этим очень большое значение имеет точное и своевременное регулирование количества нейтронов, участвующих в последующих делениях ядер.
Регулирование стало возможным после того, как было установлено, что в процессе деления участвуют не только мгновенные нейтроны, образующиеся при делении ядра, но и запаздывающие их группы, испускаемые осколками по истечении 0, 6 – 80 секунд. Так как число запаздывающих нейтронов в процессе деления несколько меньше 1 %, то, приняв коэффициент размножения близким единице (0, 99 –1, 01), можно соответственно замедлить или ускорить развитие процесса за счет запаздывающих нейтронов. При этом изменения в процессе будут происходить не сразу, а через 1 –1, 5 минуты, что позволяет регулировать реакции деления ядер и управлять ими.
|
|
|
|
|
|
