Термодинамические процессы в тепловых двигателях с паротурбинными установками - Контрольная работа

Контрольная работа Термодинамические процессы в тепловых двигателях с паротурбинными установками 1. Задачи термодинамического анализа работы теплового двигателя Основная задача ЯЭУ АЭС - выработка электроэнергии. В дальнейшем этот вопрос также будет рассмотрен, но вначале сосредоточим свое внимание на основной задаче АЭС - выработке электроэнергии. Цепочка преобразований энергии применительно к двухконтурной ЯЭУ схематично может быть представлена следующим образом: а) высвобождение ядерной энергии топлива за счет деления ядер атомов топлива. Эти процессы происходят в активной зоне ядерного реактора, точнее в топливосодержащих элементах активной зоны (в твэлах); б) преобразование кинетической энергии осколков ядер в тепловую энергию за счет их торможения в толще ядерного топлива. В результате этого тепловая энергия, подведенная к теплоносителю в активной зоне ЯР, переносится к парогенератору; д) в парогенераторе тепловая энергия теплоносителя через поверхность теплопередачи передается рабочему телу, прокачиваемому через полость II контура парогенератора. Так как рабочее тело в ПГ находится под меньшим давлением, чем теплоноситель, то в ПГ из подаваемой в него питательной воды генерируется пар (перегретый или насыщенный; для АЭС это чаще всего сухой насыщенный пар). Это одно из фундаментальных положений термодинамики; з) неиспользованная часть тепловой энергии с отработавшим в турбине паром переносится в последующий обязательный элемент ПТУ - охладитель рабочего тела. КПД - это доля полезно использованной энергии от энергии, подведенной к ЯЭУ в ядерном реакторе, т.е. hяэу = Рс / Qяр, (1) где Рс-электрическая мощность, отдаваемая АЭС в электроэнергетическую систему, т.е. мощность, отдаваемая потребителю; Qяр - мощность ядерного реактора, т.е. подведенная к ЯЭУ АЭС мощность, некоторая доля которой в виде электроэнергии будет отдана в электроэнергетическую систему. Рисунок 1 - Упрощенная функциональная схема генерирования, преобразования и передачи энергии в ЯЭУ АЭС: 1 - ядерный реактор, 2 - активная зона, 3 - парогенератор, 4 - ЦНПК, 5 - главная турбина, 6 - главный конденсатор, 7 - конденсатный насос, 8 - питательный насос, 9 - электрогенератор, 10 - трансформатор Разность между Qяр и Рс составляет потери энергии при передаче ее от одного элемента ЯЭУ к другому и при преобразовании энергии из одного вида в другой. Очевидно, что Qяр - Pс = (2) Оценив потери в каждом j-вом элементе ЯЭУ, можно получить суммарные потери и с помощью выражений (2) и (1) оценить КПД ЯЭУ. Потери энергии на работу ряда механизмов и устройств (насосы, обеспечивающие циркуляцию сред в контурах и системах; термическая деаэрация воды в некоторых системах, для осуществления которой требуется энергия пара; некоторые другие). Определяется КПД такой установки, величина которого равна термическому КПД идеального цикла; 2) для простейшей ПТУ, но процессы в цикле реальны. Он получил широкое распространение не только в атомной энергетике, но и в энергетике вообще.