Альтернативная энергетика и энергосбережение
1,419,985 7,392
 

  Superwad ( Слушатель )
20 янв 2021 13:35:05

Ученые разработают первую в России установку на метано-водородном топливе

новая дискуссия Новость  665

Вот такая интересная новость
Ученые разработают первую в России установку на метано-водородном топливе
Кратко разрабатывается новая камера сгорания для существующей турбины ГТЭ-65.В (65 Мвт) для работы на метано-водородной смеси с содержанием водорода 40-50 %.
Т.е. уже прорабатывается вопрос о подмесе водорода (который может быть получен от избытка электричества ВИЭ и АЭС) и выработке энергии в часы пик.
  • +0.04 / 2
  • АУ
ОТВЕТЫ (24)
 
 
  ILPetr ( Слушатель )
20 янв 2021 15:30:09

У меня гадкое предчувствие, что турбина после более 50 МВт не потянет. Веселый
Расход воздуха определен компрессорами низкого и высокого давления, а теплота сгорания кубометра стехиометрической топливовоздушной смеси с водородом процентов на 10% меньше чем с метаном. И температура газов возрастет, придется меньше топлива в смесь добавлять.
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
20 янв 2021 16:17:05

.

ЦитатаПо информации пресс-службы, предварительные исследования показали, что использование метано-водородной смеси с долей водорода 40-50 % увеличит мощность газотурбинной установки примерно на 10 %.
  • +0.09 / 5
  • АУ
 
 
 
  ILPetr ( Слушатель )
20 янв 2021 17:18:20

Я не вижу ни одной технической причины добиться этого. Разве что перерасчет будет на массу израсходованного топлива. Но мы-то понимаем, что это немножко жульничество. Улыбающийся 
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
20 янв 2021 19:04:22

Это просто Вы не верите в 3-D
Цитатаэкспериментальную модельную камеру сгорания изготовят на 3D-принтере в лаборатории аддитивных технологий.


А ежели добавят помаленьку нано- и графена, то параметры ещё больше вырастут.
  • +0.06 / 3
  • АУ
 
 
 
 
 
  GrinF ( Слушатель )
21 янв 2021 11:32:33

 а при чем тут 3Д, когда речь идет о догровременной устойчивости матеоиалов к воздействию высокотемпературных продуктов сгорания (в десятки тысяч часов)... и шо то кстати подсказывает мне что никакая термообработка порошков не сможет их сделать более прочными, чем литье
 
  • -0.03 / 1
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
21 янв 2021 16:59:34


Вы исходную ссылку почитайте - Ученые разработают первую в России установку на метано-водородном топливе , там и 3-Д найдёте.
  • +0.04 / 2
  • АУ
 
 
 
 
  Пенсионэр ( Слушатель )
24 янв 2021 15:50:54

Самое главное откуда взялись +10 % - при прочих равных, или это совершенно новая турбина? Если так, то как сравнивать? Дядя Вася с юмором, но не все это поняли.)
  • +0.03 / 1
  • АУ
 
 
 
 
 
  Superwad ( Слушатель )
25 янв 2021 11:35:13

Новая турбина. Но не совсем. На базе существующей делают, а там гладишь, и до композитов дотянемся. ПД-35 лопатки уже испытывают композитные, иначе там вес вылазит хорошо.
Посмотрим, что это даст.
а насчёт +10 % - из-за использования 3-D можно сделать камеру нелинейного переменного сечения - и за счёт оптимизации тупо поиметь повышение эффективности. Просто мех обработка такой заготовки, особенно с тонкими стенками может быть очень дорогой, а печать позволит себе такое. Тем более, что и объемы как раз позволяют для принтера вполне выпускать серии..
  • +0.07 / 4
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
25 янв 2021 18:18:13

 
речь идет о промышленной гту ... где там место композитам?
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  Superwad ( Слушатель )
27 янв 2021 12:54:13

ПД-35 вообще-то промышленный (самолетный) будущий двигатель. Там как раз лопатки подачи воздуха будут композитные. Так чем принципиально отличаются ГТУ от самолетного двигателя кроме размеров? И еще такой момент - сейчас в атомной отрасли начинают для ТВЭЛ использовать силикатные покрытия на оболочки сталей. Тут и просится для водородных лопаток - не будет наводораживания...
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
27 янв 2021 18:38:19

 Интересно. Ссылочку можно?
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Superwad ( Слушатель )
28 янв 2021 10:51:34

ссылочку прямую не дам так как таковой нет. Сижу на атомном форуме - там проскакивает различная информация. Так вот для толерантного топлива(слово то какое зверское Шокированный) один из вариантов для испытания используют стали с силикатной оболочкой. Но пока только в качестве экспериментов. Но сам факт использования и развития технологии в атомной отрасли- это не огрызки разрабатывать. Там реально острие прогресса сегодня. Одна только технология свинцового охлаждения чего стоит. Там вообще материаловедение бьется с серьезными проблемами. А казалось - что такого, расплавленный свинец... А, гад, сжирает нержавейку за каких то 40 минут до дыр...
  • +0.06 / 2
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
28 янв 2021 17:45:42


Всё таки не с силикатной оболочкой (покрытием), а с SiC (карбид кремния). Есть ещё задумки использовать силициды, но урана в качестве топлива.



Не плохие (и грамотные) обзоры по толерантному топливу - Ссылка 1 и Ссылка 2 его недостатки и достоинства.
На самом деле с достоинствами большой напряг. А вот недостатков, выше крыши, начиная со стоимости такого топлива и реальных технологических трудностей.

Далее спёрто с АтомИнфо - Ссылка :
ЦитатаБлиже к теме ветки. Из свежего (октябрь 2020) обзора NRC.
https://www.nrc.gov/docs/ML2028/ML20287A477.pdf
Про хромированные оболочки.
========

The coping time to start of core damage and hydrogen generation was also evaluated for Cr-coated Zr cladding using RELAP5-3D code [88 - 89].
The small LOCA scenarios for a generic Westinghouse PWR were simulated with eight subvariants depending on the ECCS and other systems [88];
the average gain in coping time is about 4 minutes for Cr-coated Zr cladding compared to uncoated Zr cladding and the average hydrogen production at the time of core damage with Cr-coated cladding was 36.9% of that with uncoated Zircaloy.

In comparison, the simulated average gain in coping time, for ten SBO scenarios for a generic Westinghouse PWR, is 7 minutes for Cr-coated (20 µm) Zr cladding compared to uncoated Zr cladding, and average total hydrogen generation production at the start of core damage with Cr-coated cladding was about 10% of that with uncoated Zircaloy [89].

про BWR опустим, там позорная 1 минута выигрыша

In summary, the simulations performed for DBAs (SBO, SBLOCA and LBLOCA) up to the time of start of core damage using various codes showed some benefit in terms of start of core damage and cladding oxidation.

The introduction of Cr-coated cladding results in only marginal increases of coping time, but Cr-coated cladding showed improved performance in the reduction of hydrogen generation at the time of core damage.



ЦитатаИными словами, для топлива с оболочками, покрытыми хромом (единственное отличие от стандартного) повреждение активной зоны начнётся примерно тогда же (сдвиг вправо на несколько минут), когда и для стандартного.

Основной выигрыш - на момент начала повреждения топлива генерация водорода будет существенно (в разы или на порядок) меньше.
Меньше, но на момент.
А что будет дальше, в отчёте NRC не рассматривали.


В переводе на язык родных осин - распил бюджета. 


Нержавейка бывает разная, а например, основная сталь для оболочек твэлов (ЭП-823-Ш) для свинцового реактора БРЕСТ стоит в свинце вполне достойно - Ссылка .
  • +0.14 / 6
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Superwad ( Слушатель )
05 фев 2021 15:00:33

Ну да, информация по толерантному топливу только сейчас появилась. Кроме обычного топлива есть еще и высокотемпературное. Возможно, делалось с прицелом для перспективных реакторов с целью повышения КПД и переходу на СКР параметры.
Для свинца - на том же Атоминфо интересная подборка материалов была по стойкости материалов в радиационной среде. Один из примеров. Был построен экспериментальный реактор с теплоносителем на ртути. Причем, материал использовался проверенный, который десятками лет работал на обычных ТЭЦ, а тут просто расползался в активной зоне.
А по свинцу - чтобы нержавейка работала в среде свинец-висмут, приходилось городить такую установку на Лирах для поддержания строго содержания кислорода в свинце, иначе материалам наступал очень быстрый хана.  Уваров приводил фотки дыры в стальной трубке, которая образовалась всего за 40 минут стояния в потоке свинцового теплоносителя.
Как Уваров заметил - по свинцовому теплоносителю написано больше всего исследований в мире, а вот сколько построено действующих или работающих экспериментальных реакторов в мире?
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Luddit ( Слушатель )
05 фев 2021 15:25:40

Кстати не факт, если воде зачесть исследования не только для АЭС, а во всех сферах, где она теплоноситель или участник реакции. Начиная примерно так с паровозов вполне актуальные данные. Для свинца можно экстраполировать - вот когда такой же объем будет по свинцу, он станет вполне привычен в качестве теплоносителяУлыбающийся
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
05 фев 2021 22:25:05

До Фукусимы с этим никто не заморачивался, поэтому и информации никакой не было.



Под высокотемпературным топливом (в настоящее время) подразумевается топливо для реакторов с газовым охлаждением. Основной конструкционный материал графит. В своё время несколько реакторов было построено таких реакторов (США, Великобритании, ФРГ) но давно своё отработали.  

В настоящее время работает небольшой реактор в Японии. В Китае построили такой реактор. Сейчас он на холодных испытаниях - [url= https://www.atomic-e…/20/108090]Ссылка[/url].

Реакторы на СКР параметрах упираются в конструкционные материалы, хотя проектов хватает.


Исследования по свинцу начались с началом работ по БРЕСТу, с начала 2000 гг. Реальные твэлы с нитридным топливом со свинцовым подслоем ставили на облучение в БОР-60 во второй половине 2000 гг.


Вы имеете в виду реактор БФ-2 (БР-2) - Ссылка . Ртуть там создала немало проблем вследствие высокой коррозионной активности.

А считать ртуть проверенной для обычных ТЭЦ (в качестве рабочего тела) как-то не очень, хотя одну ссылку нашёл - Ссылка . Но это скорее нужно считать исключением. Уж больно ртуть ядовитая для этих целей.


По свинцу-висмуту в железе что то делает Китай - Ссылка

Наши уже копают яму под БРЕСТ-300 - [url= http://atominfo.ru/newsz02/a0638.htm]Ссылка[/url].

Остальной мир рисует красивые картинки самых самых крутых реакторов, но на железо уже денег не хватает.

ЗЫ. Ссылки на АтомИнфо глючат (глюки движка). После клика на ссылку, вручную удалять в адресе s, тогда ссылка открывается нормально.
  • +0.10 / 4
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Superwad ( Слушатель )
08 фев 2021 11:14:18

1. По топливу. Современные ВВЭР имеют КПД в лучшем случае 36 %. БН те, что работают в России уже получше - 40 % КПД за счёт более высокой температуры. Неофициально дан старт работам по проектированию БН на натрии до 700 0С (это уже будет интересно - там на уровне современных угольных СКП - 60-66 % КПД). Сколько у газовых - не скажу, но тоже интересно.
2. Топливо для газовых - там на самом деле матрешка - и графит служит как замедлитель - аж три слоя

и тут видим карбид кремния как одна из оболочек
2. По свинцу как теплоноситель http://forum.atominfo.ru/index…448&st=200 фото оттуда



4000 часов при температуре 420 0С.
а ещё интересная статья
Пётр Мартынов о технологии ТЖМТ
3. По ртути. Интересно то, что в СССР работали обычные ТЭЦ на ртути. И работали без проблем десятилетиями. Как только поставили те же стали в активную зону, оказалась, что они очень сильно корродируют под действием радиации.
Аналогичная проблема была и у американцев. Использовали проверенную сталь, которая годами трудилась в обычных ТЭС, а реакторах - сплошные проблемы (проблема 660 стали, если я правильно помню).
Поэтому у атомщиков бывают проблемы на ровном месте с проверенными в обычных условиях материалами. Приходится всё отрабатывать по новой на стендах и в исследовательских реакторах. Но на заре атомной эры в дефиците было время, поэтому всё делалось методом научного тыка.
  • +0.06 / 3
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  GrinF ( Слушатель )
08 фев 2021 12:19:29

Это же на каких угольных электростанциях жаде на сверхкритике получают КПД 60-60%...На бинарных газовых ПГУ ну еще да - нв теоретических расчетах сименса представляемых в каталогах к саой мощной турбине приходилось такую цифру видеть...Приходилось видеть чуть меньшую цифру для электростанций на сверкритической углекислоте , работающих по циклу Алама  (первую такую экмпериментальну.ю эдектростанцию, должны были запустить в прошлом году), но опять таки на природном газе
X
08 фев 2021 13:09
Предупреждение от модератора Slav Rus:
Цитируемое пожалуйста под спойлер
  • +0.05 / 2
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Superwad ( Слушатель )
09 фев 2021 13:41:18

Эк как меня занесло с КПД - ваша правда Молящийся. Современные самые крутые угольные на ультракритике - до 48 % КПД. ПГУ - 50-65 %. Есть в природе турбины, которые работают на синтез-газе, вот тут уже КПД в общем цикле и может дойти до 50-60 % В очках. Так что не сильно я и совравши.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  GrinF ( Слушатель )
10 фев 2021 20:57:47

да тоже сомнительно...синтез газ ежели из угля делать с воздушным дутьем малокалорийный - всокой температуры в камере сгорания не достичь... да и к тому же его после газификатора охлаждают для очистки от сероводорода, аммиака, примесей и пыли...газоочистка тоже процесс затратный... но в целом таки да внутрицикловая газификация повышает КПД
  • +0.02 / 1
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
27 янв 2021 19:09:03

 
опять смешались конелюди ... насколько мне помнится, речь вы вели о промышленной ГТЭ-65.В ... каким боком она к пд-35 мне совсем не понятно ...
 
разное назначение и соответственно граничные условия эксплуатации ...
 
абсолютно разная архитектура ...
 
отсюда и совершенно разные технические решения ... вопрос массы для наземных установок совершенно второстепенный ... а для летающей техники - наиважнейший ...
 
кроме того вы перескочили с композитов в турбине на композиты в вентиляторе ...
  • +0.08 / 3
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Superwad ( Слушатель )
28 янв 2021 10:54:43

Принцип работы практически одинаковый, разница только в габаритах и мощности. Что, естественно, накладывает свой отпечаток на конструкцию. Просто подход и материалы можно использовать одинаковые, удешевляя передовые дорогостоящие технологии за счет массовости. Тем более проблемы по материаловедению и там и там схожие...
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  small__virus ( Слушатель )
28 янв 2021 11:52:53

Не совсем. Композитные лопасти используются не в самой турбине в жаркой части, а в вентиляторах воздухозаборника. В жаркой части - там все.... не просто.
А в турбинах - там несколько другое.
Что бы понятнее было - аналогия GPU и CPU. И то, и то процессор, и то, и то для вычислений. Но применение разное.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  ILPetr ( Слушатель )
28 янв 2021 18:01:27

Не второстепенный, а лежащий в совершенно иной плоскости. Знаю пару случаев, когда для повышения динамической устойчивости всерьез обсуждали "довесить маховики". Веселый (Газотурбинная установка "вываливалась" из синхрона еще до действия защит при коротких замыканиях на линии выдачи мощности. Там не совсем адекватные генераторы были пристроены к турбинам.)
  • +0.06 / 3
  • АУ
 
<< Мишустин разрешил проводить собрания собственников жилья на "Госуслугах"
нет второго гражданства >>