А как же оно тикает?
11,378,834
15,180
|
DeC ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 00:23:59 |
В России разработчики создали 1D-модель системы охлаждения ротора турбогенератора
новая дискуссия Новость 776
29 августа 2024
Турбогенераторы служат источниками энергии на тепловых и атомных электростанциях и сохраняют наибольшую долю в генерирующих мощностях во всем мире. Теплогидравлические расчеты очень сложных систем охлаждения турбогенераторов в 3D-постановке крайне требовательны к вычислительным мощностям, поэтому альтернатива — 1D-моделирование. Российские разработчики создали такую модель и рассказали о технических подробностях своей работы.
Из-за жестких конструктивных требований к габаритам и необходимости обеспечения большой единичной мощности, турбогенераторы — самые нагруженные электрические машины по критерию удельной мощности. Поэтому в их обмотках и сердечнике выделяется много тепла.
Но в конструкции любой электрической машины применяются электроизоляционные материалы, которые крайне чувствительны к высоким температурам. Для того чтобы обеспечить сроки службы продолжительностью 40 и более лет, необходимые для турбогенераторов, нужен жесткий контроль за температурами их активных частей. Это достигается применением крайне сложных систем охлаждения с большим количеством каналов небольшого сечения образующими разветвленные гидравлические цепи.
Теплогидравлические расчеты таких систем охлаждения в 3D-постановке крайне требовательны к вычислительным мощностям, альтернативным вариантов в данном случае может выступать 1D-моделирование. Преимущества такого подхода по сравнению с 3D-моделированием — меньшая требовательность к вычислительным ресурсам и меньшая трудоемкость при моделировании систем, состоящих из большого числа однотипных элементов, а также большая гибкость и простота редактирования.
Это позволяет моделировать значительно более сложные системы по сравнению с 3D-постановкой, а также значительно сокращать время проектирования электрических машин, особенно на этапе эскизного проектирования.
Специалисты «Росатома» разработали имитационную 1D-модель для определения параметров системы охлаждения ротора турбогенератора и проанализировали возможности применения 1D-моделей для оценки работы систем охлаждения электрических машин.
Тепловыделение в проводниках моделировалась блоком «источник теплового потока», на вход которого поступает значение в соответствии со следующим уравнением, описывающим изменения количества тепла за счет прохождения электрического тока.
Температуры в расчетной области были определены посредством моделирования конвективного теплообмена между стенками канала и охлаждающим воздухом, протекающим в них. Расчет модели выполнен методом косимуляции в программных продуктах САПФИР и REPEAT.
Задача делилась на две составляющие: расчет течения воздуха в каналах обмотки ротора и расчет конвективного теплообмена совокупности проводников и воздуха в каналах, каждая из которых решается в соответствующем программном продукте.
Потери давления в расчетной области обусловлены потерями на трение, повороты, изменение диаметра и потерями в тройниках. Потери на поворот и изменение диаметра рассчитываются в соответствии с формулами.
Моделирование течения воздуха в каналах обмотки ротора выполнено с использованием блоков стандартной библиотеки CMS: «Узел», «Канал», «Граничное условие», «Подпитка», «Внешний источник тепла» (рисунок 5).
Для расчета необходимо было заполнить соответствующие свойства блока: «Площадь поверхности», «Тип конвекции», «Тип обтекания», «Характерный размер», «Длина трубы», «Смоченный периметр» и «Площадь сечения потока».
Ученые продемонстрировали методику и результаты расчета 1D-модели системы воздушного охлаждения ротора турбогенератора ТФ-125-2УЗ в ПО REPEAT и сравнили результаты расчета с теплогидравлическим расчетом в ПО ANSYS CFX в 3D-постановке.
Разработанная 1D-модель с допустимыми погрешностями выполняет расчет усредненной температуры проводников и суммарного теплового потока. Однако, погрешность расчета перепада давления в охлаждающих каналах при некоторых расходах достигла высоких значений.
Таким образом, 1D-модели могут использоваться как альтернативный вариант для выполнения оперативной оценки параметров систем охлаждения турбогенераторов на этапе проектирования.
Источник
Турбогенераторы служат источниками энергии на тепловых и атомных электростанциях и сохраняют наибольшую долю в генерирующих мощностях во всем мире. Теплогидравлические расчеты очень сложных систем охлаждения турбогенераторов в 3D-постановке крайне требовательны к вычислительным мощностям, поэтому альтернатива — 1D-моделирование. Российские разработчики создали такую модель и рассказали о технических подробностях своей работы.
Из-за жестких конструктивных требований к габаритам и необходимости обеспечения большой единичной мощности, турбогенераторы — самые нагруженные электрические машины по критерию удельной мощности. Поэтому в их обмотках и сердечнике выделяется много тепла.
Но в конструкции любой электрической машины применяются электроизоляционные материалы, которые крайне чувствительны к высоким температурам. Для того чтобы обеспечить сроки службы продолжительностью 40 и более лет, необходимые для турбогенераторов, нужен жесткий контроль за температурами их активных частей. Это достигается применением крайне сложных систем охлаждения с большим количеством каналов небольшого сечения образующими разветвленные гидравлические цепи.
Теплогидравлические расчеты таких систем охлаждения в 3D-постановке крайне требовательны к вычислительным мощностям, альтернативным вариантов в данном случае может выступать 1D-моделирование. Преимущества такого подхода по сравнению с 3D-моделированием — меньшая требовательность к вычислительным ресурсам и меньшая трудоемкость при моделировании систем, состоящих из большого числа однотипных элементов, а также большая гибкость и простота редактирования.
Это позволяет моделировать значительно более сложные системы по сравнению с 3D-постановкой, а также значительно сокращать время проектирования электрических машин, особенно на этапе эскизного проектирования.
Специалисты «Росатома» разработали имитационную 1D-модель для определения параметров системы охлаждения ротора турбогенератора и проанализировали возможности применения 1D-моделей для оценки работы систем охлаждения электрических машин.
Тепловыделение в проводниках моделировалась блоком «источник теплового потока», на вход которого поступает значение в соответствии со следующим уравнением, описывающим изменения количества тепла за счет прохождения электрического тока.
Температуры в расчетной области были определены посредством моделирования конвективного теплообмена между стенками канала и охлаждающим воздухом, протекающим в них. Расчет модели выполнен методом косимуляции в программных продуктах САПФИР и REPEAT.
Задача делилась на две составляющие: расчет течения воздуха в каналах обмотки ротора и расчет конвективного теплообмена совокупности проводников и воздуха в каналах, каждая из которых решается в соответствующем программном продукте.
Потери давления в расчетной области обусловлены потерями на трение, повороты, изменение диаметра и потерями в тройниках. Потери на поворот и изменение диаметра рассчитываются в соответствии с формулами.
Моделирование течения воздуха в каналах обмотки ротора выполнено с использованием блоков стандартной библиотеки CMS: «Узел», «Канал», «Граничное условие», «Подпитка», «Внешний источник тепла» (рисунок 5).
Для расчета необходимо было заполнить соответствующие свойства блока: «Площадь поверхности», «Тип конвекции», «Тип обтекания», «Характерный размер», «Длина трубы», «Смоченный периметр» и «Площадь сечения потока».
Ученые продемонстрировали методику и результаты расчета 1D-модели системы воздушного охлаждения ротора турбогенератора ТФ-125-2УЗ в ПО REPEAT и сравнили результаты расчета с теплогидравлическим расчетом в ПО ANSYS CFX в 3D-постановке.
Разработанная 1D-модель с допустимыми погрешностями выполняет расчет усредненной температуры проводников и суммарного теплового потока. Однако, погрешность расчета перепада давления в охлаждающих каналах при некоторых расходах достигла высоких значений.
Таким образом, 1D-модели могут использоваться как альтернативный вариант для выполнения оперативной оценки параметров систем охлаждения турбогенераторов на этапе проектирования.
Источник
ОТВЕТЫ (71)
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 00:33:16 |
Цитата: DeC от 30.08.2024 00:23:59
Странно, что они не сделали это раньше. Очевидная осесимметричная система с 1 параметром - радиусом.
Везде, где есть такое, надо сначала прикидывать на более простых моделях, а потом считать на более точных.
X
30 авг 2024 00:36Предупреждение от модератора gvf:
если вы хотите обсудить новость научно-технического характера скопируйте ее в научный раздел, тут политика и новости подаются как дайджест достижений, а не повод вдаваться в детали
|
mosaic ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 03:21:50 |
Цитата: DeC от 30.08.2024 00:23:59
Это не новость, а стёб какой-то. Концовку почитайте хотя бы: "...погрешность расчета перепада давления в охлаждающих каналах при некоторых расходах достигла высоких значений. Таким образом, 1D-модели могут использоваться как альтернативный вариант..."
Уберите, пользы никакой от этой новости.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 10:30:28 |
Цитата: mosaic от 30.08.2024 03:21:50
Польза в том, что могут предварительные расчеты делать значительно быстрее, значит, быстрее выбирать подходящее решение.
А потом в более медленном пакете его перепроверить. Погрешность можно исправить введением поправочных коэффициентов.
Расчеты сложных систем - итерационный процесс. Рассчитываешь, смотришь, подошло по входным параметрам, или нет, если подошло, смотришь, как улучшить, если не подошло, смотришь, как исправить, чтобы подошло. Уточняешь требования. Рассчитываешь снова и снова.
|
|
3-я улица Калинина ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 13:21:34 |
Цитата: tigra от 30.08.2024 10:30:28
Турбогенераторы не проектируют дюжинами за неделю. Хотя посчитать газовое охлаждение ротора студенты могут между раздачей карт в свару, пользуясь логарифмической линейкой. Не, не предельные 500 МВт и более, а типа ТВФ-100-120.
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 15:06:56 |
Выдумывать, очевидно, ваше хобби. Уже не первый раз замечаю.
|
|
3-я улица Калинина ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 18:19:25 |
Цитата: Пенсионэр от 30.08.2024 15:06:56
Как там было в Маугли про старую гадюку?
Расчет и проектирование турбогенератора типа ТВФ было курсовой работой, с соответствующими методичками. Основную сложность представляла графическая часть, а не расчетная. Я немножко "химичил", подгоняя расчетную часть под размерность ТВФ-100, чертежи которого отец притаранил с работы.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 16:42:42 |
Могут. И какая погрешность будет после первого расчета, насколько он будет близок к окончательному?
Во времена моей молодости было до 35%. Этот 1D расчет - как раз аналог логарифмической линейки, насколько я понял
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 15:05:12 |
Цитата: DeC от 30.08.2024 00:23:59
Надо же, далёк от эл. машин, но знаю, что мощные генераторы обычно охлаждаются водородом.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 16:46:09 |
Цитата: Пенсионэр от 30.08.2024 15:05:12
Не всегда. Например, на БН-800 безводородный генератор охлаждается водой.
ЦитатаРезервный статор генератора для энергоблока №4 доставили на Белоярскую АЭС, сообщает сайт "Росэнергоатома".
Новое высокотехнологичное оборудование изготовлено как страховой запас, необходимый для стабильного и долгосрочного обеспечения жителей Урала электричеством.
Оборудование для безводородного турбогенератора энергоблока №4 Белоярской АЭС преодолело по железной дороге более 2100 километров с производственной площадки одного из российских заводов в Санкт-Петербурге до Заречного. Масса статора - самого тяжёлого узла турбогенератора и одного из самых тяжёлых элементов оборудования на АЭС - 360 тонн.
Новый статор, как и действующий, обладает повышенными параметрами безопасности. Благодаря полному водяному охлаждению обмоток статора и активной стали сердечника статора обеспечивается высокий уровень пожаробезопасности и надёжности, высокая перегрузочная способность вследствие низких уровней нагрева и вибрации, отсутствие масляных уплотнений вала, а также вентиляторов и газоохладителей.
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:07:35 |
Цитата: tigra от 30.08.2024 16:46:09
Очевидно, что охлаждение водой эффективнее охлаждения газами. Видимо, есть подводные камни, которые так или иначе надо обходить - необходима высокая чистота воды, коррозионное воздействие, воздействие на материалы изоляции и т.д. Было бы всё просто, все бы генераторы имели жидкостное охлаждение.
|
|
OlegNZH-2 ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:18:10 |
Цитата: Пенсионэр от 30.08.2024 17:07:35
Водород - хитрый газ . Он восстанавливает оксиды с поверхности . И "лезет" в кристаллическую решётку , "вытесняя" лишнее. Занимаюсь печами - там в среде водорода , например и пайка за 1000С , и отжиг керамики под 2000C , и т.д. (Электроника в основном , но принцип понятен).
PS Но с ним хлопотно . Кислород противопоказан категорично . Хотя есть и исключения - в некоторых техпроцессах используется "увлажнённый" водород - (пропускается через воду) - именно для того , что-бы и немножко кислорода "взял" с собой.
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:26:34 |
Цитата: OlegNZH-2 от 30.08.2024 17:18:10
Тут вопрос касается коэффициентов теплопередачи и сопутствующих неудобств.
|
|
OlegNZH-2 ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:43:11 |
Цитата: Пенсионэр от 30.08.2024 17:26:34
Теплопроводность у водорода замечательная .. Но потом начинаются бяки ... Плотность , взрывоопасность , откуда брать .. Для серьёзных вещей - это решаемо и оправданно , по затратам .
PS Про воду . Там всегда присутствует растворённый кислород ..Хоть как дистиллируй . Значит- окисление .
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:58:13 |
Цитата: OlegNZH-2 от 30.08.2024 17:43:11
Турбоагрегат на АЭС обычно меняют через 30 лет, у современных сталей скорость коррозии - несколько мкм/год. По всей видимости, скорость коррозии укладывается в расчетную величину и турбину списывают по другим причинам, чаще всего из-за того, что прогресс на месте не стоит и через 30 лет появляются более мощные и экономичные экземпляры и замена на новую турбину приводит еще и к увеличению мощности всей станции. Водород и примеси можно удалять мембранами/ионнообменными смолами, если это необходимо. Как на самом деле устроена данная турбина, лучше спросить у специалистов. Ссылку я дал, можете попросить брошюру, если есть телеграмм или электронная почта.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:26:50 |
Цитата: Пенсионэр от 30.08.2024 17:07:35
На АЭС полно бидисциллята, т.е. воды, которую испаряют - осаждают - снова испаряют, таким образом получается "необходимая чистота воды", чтобы не было наведенной радиоактивности в 1 и 2 контурах, если речь о водо-водяном реакторе, или во 2 или 3 контуре, если речь о реакторах на быстрых нейтронах. Никто о простоте не говорит. На Белоярской используется турбогенератор ТЗВ-890, сейчас у "Силовых машин" есть более мощная ТЗВ-1200-2А. Материаловедение постепенно развивается, его достижения непрерывно внедряются, особенно в атомной отрасли.
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:31:23 |
Цитата: tigra от 30.08.2024 17:26:50
Я знаю большое предприятие, чистота применяемой воды на которой выше качества бидистиллята, она получается обратным осмосом.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:47:34 |
Цитата: Пенсионэр от 30.08.2024 17:31:23
Очень рад за Вас. А я в детстве гулял на стройке института химии высокочистых веществ (ИХВВ РАН), там не только вода чистая, но и много других веществ появилось, когда его построили и ввели в эксплуатацию
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 17:56:40 |
Цитата: tigra от 30.08.2024 17:26:50
А не стоит ли в реакторе БН задачи контроля образования/утечки водорода и не стали ли делать безводородный генератор, чтобы "не путаться в показаниях"?
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 18:04:29 |
Цитата: Luddit от 30.08.2024 17:56:40
Такая задача стоит на всех АЭС, безотносительно спектра используемых нейтронов. Реактор и турбина находятся в разных зданиях, можете посмотреть на фотографиях. Конкретно на БН-800, о котором речь, в качестве теплоносителя используется жидкий Na, корпус и внутрикорпусное оборудование - из стали, откуда там водород возьмется в больших количествах? В водо-водяных (ВВЭР) или уран-графитовых (РБМК) реакторах задача образования/утечки водорода гораздо актуальнее.
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 18:09:57 |
Цитата: tigra от 30.08.2024 18:04:29
Так в этом может и быть дело - что бить тревогу надо при гораздо меньших уровнях водорода, а его может и с соседнего здания надуть, если там водород в ходу - и получится ложный аварийный останов.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 18:18:29 |
Цитата: Luddit от 30.08.2024 18:09:57
На Кольской АЭС строят опытное производство водорода - 150т/в год, и для охлаждения турбогенераторов, и на транспортные нужды, и для поднятия КИУМ (чтобы реактор без потребителей не простаивал). Если бы Ваши опасения хоть чем-то подтверждались, подобного бы не делали.
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 18:22:48 |
Цитата: tigra от 30.08.2024 18:18:29
Так я поэтому и спрашиваю, не может ли быть это связано с особенностями БН. На Кольской-то традиционные. Если они в нормальном режиме активно потеют водородом, то еще одно устройство под боком не мешает.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 18:50:37 |
Цитата: Luddit от 30.08.2024 18:22:48
Если произойдет разгерметизация 1 контура и горячий натрий выльется на бетон, то может выделяться водород. Он же может выделяться, если будут протечки воды в контур с натрием или натрия в контур с водородом. Системы отслеживания концентрации водорода обычно ставят в обвязку с парогенератором, т.к. наиболее вероятная причина появления водорода - водо-натриевая реакция, а это значит, что достаточно серьезная авария с протечкой натрия в воду. Измерительные приборы засекают наличие водорода в районе 0,03г/c.
Если интересно, можете посмотреть вот такой курсовой проект в открытом доступе.
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 21:26:07 |
Цитата: tigra от 30.08.2024 18:50:37
Из любопытного там:
"дополнительная «пассивная» защита из трех гидравлически
"Для исключения попадания радиоактивного натрия первого контура во второй контур давления натрия второго контура принято выше давления натрия первого контура.", однако и второй контур не так чтоб безобиден "Радиоактивность натрия второго контура 3,7*104 БК/час"
"Перед заполнением натриевые контуры вакуумируются, заполняются инертным газом (аргоном) и разогреваются. Разогрев реактора производится горячим газом с помощью систем газового разогрева. Остального оборудования и трубопроводов — с помощью электрообогрева до 250оС."
"снижению удельной металлоемкости проекта (с 4.3 т/МВт (тепл.) в БН-600 до 2.7 т/МВт (тепл.) в БН-800)"
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 22:08:57 |
Цитата: Luddit от 30.08.2024 21:26:07
1. Это улучшения по сравнению с БН-350 и БН-600. В них защита была активная, надо было вводить. Теперь делается автоматически, даже при аварии.
2. В натрии 1 контура могут быть посторонние примеси, поэтому давление во 2 контуре выше, чтобы этот более радиоактивный не попадал во 2 контур.
Во втором контуре радиоактивность наведенная
ЦитатаПриродный натрий содержит только один изотоп – натрий-23.
В реакторах с натриевым охлаждением за счет реакции (n,2n) нарабатывается долгоживущий (2.6 года) натрий-22. Содержание этого радионуклида в натрии определяется не только его накоплением, но и выгоранием. Тип распада: β+. Время полураспада T1/2 – 2.6019 лет.
3. Заполнение аргоном делается для предотвращения образования окислов, которые трудно и дорого потом отчистить, проще не допускать образования.
4. Нержавейка и пр.металл дорог, материаловедение, расчетные программы и конструкторская мысль не стоят на месте. В БН-1200М металлоемкость будет еще меньше.
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 22:29:58 |
Цитата: tigra от 30.08.2024 22:08:57
Тут было бы интересно место реактора по металлоемкости в ряду прочих, но имхо разный уровень систем безопасности сильно исказит картину.
Но можно оценить предложения типа "соберём шесть малых реакторов на одной площадке".
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 30 авг 2024 22:47:02 |
Цитата: Luddit от 30.08.2024 22:29:58
1. Где Вы найдете 6 малых референтных (построенных и относительно безаварийно эксплуатируемых) реакторов, которые можно вживую увидеть и оценить?
2. БН-1200М пытаются приблизить к ВВЭР-ТОИ по этому параметру и вообще по цене за ГВт, если пойдут в серию, как предусмотрено в стратегии развития, будут дешевле. В стратегии РБН 2 станции 6 блоков, РБН-оптим 1 станция 1 блок. Под РБН там, скорее всего, БН-1200М, а под РБН-оптим - уже следующее поколение.
3. Без РБН уран-235 в разведанных запасах кончится через 100 лет, при их использовании - через 10000, поэтому можно им некоторую повышенную металлоемкость простить.
Но, как говорится: "совершенству нет предела".
И еще. Разные реакторы можно и нужно использовать для разных задач. Вот в СССР хотели отопление делать - атомные теплоэлектроцентрали в Горьком, Воронеже, Минске. Не срослось. Теперь на улучшенном технологическом уровне что-то подобное сделали в Китае на Тяньваньской АЭС - там пар от 2 контура 3 и 4 блоков к нефтехимическому заводу в Ляньюньган с 20240619 поставляется с расходом 600 т/ч при давлении 1,8 МПа на 23.36км
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 07 сен 2024 21:17:08 |
Цитата: Luddit от 30.08.2024 22:29:58
Вас интересует металлоемкость вообще или удельная металлоемкость? Если удельная, на куб.м, МВт или еще на что-то?
Вот, например, Чукотская АСММ (по обсуждаемой, но еще не принятой схеме развития России) (Чукотский автономный округ, Иультинский район) -
в 2030 году планируется ввести 1 блок с реактором Шельф-М мощностью 10 МВт электрических 25МВт тепловых, кампания 8 лет
Длина «Шельфа-М» — 11 м, диаметр — 8 м, вес полностью подготовленного модуля вместе с реакторной установкой — 370 т.
Срок службы — 60 лет. Модуль можно перевозить с площадки на площадку — например, на барже, в том числе до истечения кампании - на замену.
Топливом будет диоксид урана в матрице из силумина — сплава алюминия с кремнием. Активная зона выполнена по канальной схеме.
Компоновка активной зоны и топливная композиция подобны тем, что применяют на атомных ледоколах.
Главный конструктор реакторных установок атомных станций малой мощности АО «НИКИЭТ» Куликов Денис Германович
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 07 сен 2024 21:34:57 |
Цитата: tigra от 07.09.2024 21:17:08
Интересна сравнимая. То есть та же, какая приведена в том проекте.
А вообще удельная, коли мы смотрим на атом как на спасение в эпоху окончания доступных дешевых ресурсов.
Или даже удельная энергоёмкость строительства с учетом срока службы, потому как на получение металла (и всякого цемента тож) надо потратить энергию.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 07 сен 2024 22:34:59 |
Цитата: Luddit от 07.09.2024 21:34:57
Не понятно, но очень интересно.
В каком "том проекте"? Разные проекты склонны публиковать разные характеристики, как раз, чтобы их не могли сравнить между собой.
Но, самое главное, типов физически работающих реакторов не так уж и много.
Если удельная, я просил конкретизировать: металлоемкость на 1МВт вырабатываемой энергии, на единицу объема (1 куб.м.), на единицу вещества (1 моль, если Вы смотрите на атом) и т.д.
У Шельфа примерно получается удельный вес 1,338 т/м3 если исходить из объема цилиндра(эллипса) 2pi*r*h=2*3,14159*4*11=276.43м3
Или 10МВт(эл)/276.43м3=0,036МВт/м3 (не путать с энергонапряженностью активной зоны, тут считается весь объем установки, а не объем АЗ)
Чем больше реактор, тем выше у него энергоемкость на единицу объема, просто из законов геометрии (размеры растут пропорционально какой-то величине, например, радиусу для сферической геометрии и радиусу и высоте - для цилиндрической или эллиптической, а объем - пропорционально кубу этой величины)
По удельной энергоемкости строительства Вам, наверно, только Файзуллин Ирэк Инварович (министр строительства и ЖКХ) сможет ответить, если захочет, слишком уж разнятся эти энергоемкости в различных регионах, я не говорю о различных странах.
Срок службы - тоже сферический конь в вакууме. Обычно на ввод того или иного реактора в эксплуатацию дают лицензию на определенное количество лет. А при приближении окончания срока - проводят технические и технологические работы по продлению, причем, продление зависит от очень многих факторов. В первую очередь от коррозионной и нейтронной стойкости выбранных конструкционных материалов, от соблюдения всех технологических норм при производстве и эксплуатации и пр.
Например, у БН-800 срок эксплуатации - 45 лет, а у ВВЭР-ТОИ - уже 60 лет с правом продления на 40 лет, у Шельф-М - тоже 60 лет, но кампания (промежуток между перезагрузками топлива, 8 лет, а у ВВЭР-ТОИ - сначала было 12, а сейчас, по-моему, 18 месяцев)
Если для БН-1200М к моменту разработки технической документации подберут стали с сопротивлением коррозии в натрии и повышенному нейтронному облучению, соответствующему 60 годам эксплуатации, БН-1200М приблизится по срока эксплуатации к ВВЭР-ТОИ, чего все и добиваются. (по стоимости тоже очень хотят приблизиться).
А экономику быстрых реакторов на свинце, аналогом БРЕСТ-ОД-300, только предстоит оценить. Естественно, есть планы на масштабирование и его.
На атом смотрят как на спасение не только в эпоху окончания доступных дешевых ресурсов, но и в эпоху доступных дорогих ресурсов, и в следующую.
Если все пойдет, как задумано, ресурсная база атомной энергетики увеличится почти в 100 раз (на самом деле 138,(8) раз) со 100 лет до примерно 13888. А за эти оставшиеся 13888, надеюсь, доведут до ума термоядерную энергетику или гибридную.
Малые и средние реакторы не экономичнее больших, но могут покрыть соответствующие потребности промышленности или экономики или освоения новых территорий без излишних и чрезмерных (при строительстве больших реакторов) капитальных затрат.
По-существу, референтных малых реакторов - кот наплакал. У нас КЛТ-40С на Ломоносове (экспортировать нельзя из-за высокого обогащения) - аналог
ядерных установок ледоколов "Таймыр" и "Вайгач", только на Ломоносове мощность 32МВт электрических, а на ледоколах была 36МВт - чуть уменьшили для надежности.
Следующая веха в этом ряде - РИТМ-200(С-судовые или Н-наземные или М-модернизированные) - на базе реактора ледокольной серии 22200 (ЛК-60Я) типа "Арктика", потом РИТМ-400 - на базе ледокольной серии (ЛК-120) "Лидер"
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 07 сен 2024 23:09:31 |
Цитата: Luddit от 07.09.2024 22:52:05
Я давал ссылку на концепт, на статью в журнале "Атомная энергия" от апреля 2023 года. Там до реального проекта очень далеко, ввиду неумения и нежелания различных министерств договариваться. Если его, вдруг, реализуют, кто будет отвечать за выход из строя газовой части?
На законодательном уровне это не прописано, никто на себя ответственность брать не будет.
И, самое главное, во всем нужна постепенность. Сначала пусть запустят обычный БРЕСТ-ОД-300, а модернизировать его уже можно будет потом по результатам работы основного оборудования.
Среди малых реакторов есть еще газовые. Сейчас Китай строит на Shidao Bay газовый высокотемпературный реактор (теплоноситель 1 контура - гелий при 750С) HTR-PM200 мощностью 210МВт, вернее, там 2 реактора будут работать на 1 турбину 210МВт, а в промышленном варианте - 6 газовых реакторов на 1 турбину 600-650МВт. Но его строят с 2012 года, вроде, к сети первый из 2х реакторов подключили 20 декабря 2021 года. Но, опять-таки, это экспериментальный реактор. Все данные по надежности, энергоемкости, экономичности и пр, только нарабатываются. Когда наработаются, можно будет сравнивать. А пока одни прожекты, а работающих - с гулькин нос. И, чем больше хайпа, тем меньше за ним стоит реального опыта эксплуатации.
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 07 сен 2024 23:21:31 |
Цитата: tigra от 07.09.2024 23:09:31
Тем не менее металлоёмкость они откуда-то же взяли. В принципе, для выравнивания условий сравнения можно сравнивать с цифрами действующих реакторов, какими они были на момент концептов
Цитата: tigra от 07.09.2024 23:09:31
Это с какой же скоростью у них гелий будет утекать? Или при наличии Амурского ГХК под боком их это не парит?
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 07 сен 2024 23:56:09 |
Цитата: Luddit от 07.09.2024 23:21:31
Так Амурский ГХК как раз и создан, чтобы гелий и все остальные вкусности оставались у нас, а китайцам поставлялся только чистый CH4. Заплатили за метан - получайте только его.
А китайцы с газовыми (гелиевыми) экспериментируют как раз для повышения КПД турбины и всей установки и для безводных районов, плюс для использования в других технологических переделах (нефтепереработке, металлургии, конверсии метана для производства водорода)
У нас тоже разработки есть в Курчатовском институте.
Топливо, которое китайцы уже у себя используют, наши заканчивают тестировать.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 31 авг 2024 11:44:58 |
Затруднит. 1 БК - Беккерель - это 1 распад атома в секунду. 3,7*104 БК соответственно 37000 распадов в секунду. Почему делят еще на час, не знаю.
Возможно, расчеты делали одни люди, а презентацию - другие. Тут недавно на сайте Росатома видел угол поворота 180 o C.
До 1975 года использовалась единица Кюри = 37 миллиардам БК.
|
Слесарь Полесов ( Слушатель ) |
| 31 авг 2024 12:38:09 |
Цитата: tigra от 31.08.2024 11:44:58
Видимо, какая-то внесистемная единица, введенная исключительно в рамках данной статьи..
И непонятно, то ли это объемная активность, то ли общая всего теплоносителя.
Цитата: tigra от 31.08.2024 11:44:58
Насколько я в курсе, пока в России Кюри как единицу активности никто не отменял.
Скриншот из постановления Правительства РФ от 13.10.2009 ниже
.
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 31 авг 2024 19:52:14 |
К сожалению, ни Пьера Кюри, ни Марию Склодовскую-Кюри, в честь которых назвали данную единицу СИ, в живых не застал. Поэтому уже не помню.
Помню, что с интересом смотрел Петра Капицу и его "Очевидное - невроятное". К сожалению, теперь таких передач на телевидении нет.
А многотомник Ландау-Лифшица помогал отбиваться от "Свидетелей Иеговы" в 90х
|
|
tigra ( Слушатель ) |
| 31 авг 2024 20:06:49 |
Цитата: OlegNZH-2 от 31.08.2024 19:56:53
Упс. опечатался. Конечно. Сын Петра Леонидовича.
И журналы "Наука и жизнь", "Химия и жизнь" и "Знание - сила", "Техника молодежи"