ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 17

1.

Принцип работы АЭС:

Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передаётся теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в теплообменник (парогенератор), где нагревает до кипения воду второго контура. Полученный при этом пар поступает в турбины, вращающие электрогенераторы. На выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища.

Компенсатор давления представляет собой довольно сложную и громоздкую конструкцию, которая служит для выравнивания колебаний давления в контуре во время работы реактора, возникающих за счёт теплового расширения теплоносителя. Давление в 1-м контуре может доходить до 160 атмосфер (ВВЭР-1000).

Помимо воды, в различных реакторах в качестве теплоносителя могут применяться также расплавы металлов: натрий, свинец, эвтектический сплав свинца с висмутом и др. Использование жидкометаллических теплоносителей позволяет упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора (в отличие от водяного контура, давление в жидкометаллическом контуре не превышает атмосферное), избавиться от компенсатора давления.

В случае невозможности использования большого количества воды для конденсации пара, вместо использования водохранилища вода может охлаждаться в специальных охладительных башнях (градирнях), которые благодаря своим размерам обычно являются самой заметной частью атомной электростанции.

Таким образом, ядерный реактор АЭС – это аналог парового котла в ПТУ ТЭС. Сама ПТУ АЭС принципиально не отличается от ПТУ ТЭС: она также содержит паровую турбину, конденсатор, систему регенерации, питательный насос, конденсатоочистку. Так же, как и ТЭС, АЭС потребляет громадное количество воды для охлаждения конденсаторов.

По характеру использования:

• Экспериментальные реакторы, предназначенные для изучения различных

физических величин, значение которых необходимо для проектирования и

эксплуатации ядерных реакторов; мощность таких реакторов не превышает

нескольких кВт.

• Исследовательские реакторы, в которых потоки нейтронов и гамма-квантов,

создаваемые в активной зоне, используются для исследований в области ядерной

физики, радиационной химии, биологии, для испытания материалов,

предназначенных для работы в интенсивных нейтронных потоках (в т. ч. деталей

ядерных реакторов), для производства изотопов. Мощность исследовательских

реакторов не превосходит 100 МВт. Выделяющаяся энергия, как правило, не

используется.

• Изотопные (оружейные, промышленные) реакторы, используемые для

наработки изотопов, используемых в ядерных вооружениях, например 239Pu; в

медицине.

• Энергетические реакторы, предназначенные для получения электрической и

тепловой энергии, используемой в энергетике, при опреснении воды, для привода

силовых установок кораблей, самолётов и космических аппаратов[3], в

производстве водорода и металлургии и т. д. Тепловая мощность современных

энергетических реакторов достигает 5 ГВт.

По спектру нейтронов:

• Реактор на тепловых (медленных) нейтронах («тепловой реактор»)

• Реактор на быстрых нейтронах («быстрый реактор»)

• Реактор на промежуточных нейтронах

• Реактор со смешанным спектром

По виду теплоносителя:

• H2O (вода, ВВЭР)

• Газ, ( Графито-газовый реактор)

• D2O (тяжёлая вода, Тяжеловодный ядерный реактор, CANDU)

• Реактор с органическим теплоносителем

• Реактор с жидкометаллическим теплоносителем

• Реактор на расплавах солей

• Реактор с твердым теплоносителем

2.

В настоящее время строятся и эксплуатируются солнечные электростанции (СЭС) двух различных типов, различающиеся методами преобразования солнечной энергии в электрическую, а именно термодинамическим и фотоэлектрическим методами. В первом случае солнечное излучение преобразуется в теплоту достаточно высокого потенциала с последующим преобразованием ее в механическую энергию (в турбине или иной тепловой машине), а затем в электрическую (в генераторе) (рис. 4.5). Фотоэлектрический метод основан на прямом и непосредственном преобразовании энергии фотонов в энергию носителей тока, которое осуществляется в полупроводниковых фотоэлектрических преобразователях при их облучении – фотоэффекте.

Нерегулярный приход солнечной радиации к земной поверхности приводит к нерегулируемой выработке энергии на СЭС. Величина мощности СЭС в данный момент светового дня может быть определена лишь в вероятностных оценках на основе длительного ряда метеорологических наблюдений. На сегодня не существует определенного мощностного ряда СЭС.

В принципе может быть создана СЭС на любую заданную мощность, которая будет зависеть от площади лучевоспринимающих поверхностей СЭС. Поэтому такие характеристики, как, например, выработка электроэнергии, удобно представлять в удельном выражении в расчете на 1м2 лучевоспринимающей поверхности Большое внимание уделяется перспективе использования солнечной энергии в промежуточном процессе получения топлива. Солнечная энергия может непосредственно использоваться для нагрева воды в бытовых условиях, обогрева зданий и кондиционирования воздуха. Преимуществом использования солнечной энергии для этих целей является абсолютная экологическая чистота. Используя энергию для бытовых нужд, следует решить вопрос о наиболее рациональном ее применении, об уменьшении потерь энергии за счет улучшения конструкции зданий и улучшения теплоизоляции.

Несомненно, что человечество в будущем с еще большей заинтересованностью будет обращаться к Солнцу – главному источнику энергии, которую и будет применять различными путями.

Солнечные лучи попадают на панель модулей (солнечных батарей), посредствам трансформации преобразуются электроэнергию, солнечные модули применяются на основе кристаллического кремния или монокристалов, у последних значительно выше срок службы и процент выработки в зависимости от срока гораздо больше.

После преобразования электроэнергия проходит через подключение аккумулятора тем самым обеспечивая зарядку аккумуляторных батарей. Следующий этап это соединение внутреней цепи солнечной электростанции с магистральной сетью, а также питание потребителей энергии в том числе и обычных бытовых приборов, таких как телевизор, холодильник и микроволновая печь.