1. Изображение идеального цикла Ренкина на насыщенном паре в диаграмме ts. Определение процессов цикла. Кпд цикла Ренкина

• Название: 1. Изображение идеального цикла Ренкина на насыщенном паре в диаграмме ts. Определение процессов цикла. Кпд цикла Ренкина
• Дата: 21.06.2021
• Размер: 403.84 Kb.
• Имя файла: po_biletam (2).docx
• Тип: Документы; #219792
• страница: 4 из 5

2. Что такое «прометиевый провал» и чем определяется его глубина?

При работе реактора в нём накапливается прометий-149, а самарий получается, главным образом, в результате его β-распада, следовательно, после останова реактора количество самария в нём должно увеличиваться за счёт β -распада накопленного при работе реактора прометия. А это значит, что отравление реактора самарием после останова реактора должно усиливаться.

П ереотравление реактора самарием после останова принято называть прометиевым провалом. "Провал", очевидно, потому, что на графике нестационарного переотравления реактора самарием переходный процесс действительно формой своей напоминает провал с плоским "дном", а "прометиевый", так как переотравление после останова реактора самарием обусловлено исключительно накопленным до останова прометием. Поскольку эта величина в различных обстоятельствах эксплуатации реактора неодинакова, её зачастую называют глубиной прометиевого провала.

Г лубина "прометиевого провала", определяется только концентрацией накопленного к моменту останова реактора прометия, которая пропорциональна уровню мощности, на котором работал реактор перед остановом. Чем выше уровень мощности Np0, тем выше величина концентрации прометия в момент останова, тем больше самария будет получено в результате его распада, тем, следовательно, большей будет глубина прометиевого провала.

Время наступления максимума прометиевого провала, в отличие от времени наступления максимума Й.Я., не зависит от режимных параметров реактора, поскольку скорость радиоактивного распада прометия определяется только величиной постоянной распада (или периода полураспада прометия, который равен 54 часам).
3. Конструкция роторов турбин АЭС.

Совокупность всех вращающихся частей цилиндра турбины на­зывается ротором. Ротор турбины, состоящий из 4-5 роторов ци­линдров, предназначен для восприятия своими рабочими лопатка­ми кинетической энергии парового котла, проходящего по про­точной части, и передачи крутящего момента на генератор. По способу изготовления: цельнокованые, с насадными дисками и сварные; по конструкции — на дисковые барабанные и ком­бинированные. Конструкция ротора определяется многими факторами: назначением и мощностью турбины, параметрами пара, схемой проточной части и др.

Ротор активной турбины состоит из вала и дисков, которые могут быть откованы вместе с валом или насажены на него и закреплены на нем. Ротор реактивной турбины в большинстве случаев имеет в своем составе барабан для крепления реактивных рабочих лопаток. На валу ротора имеются шейки, которыми он ложится на опорные подшипники. От осевых перемещений ротор удерживается специальным разгрузочным устройством и упорным подшипником. В местах выхода ротора из корпуса турбины, а также в местах установки диафрагм на роторе имеются специальные канавки для установки уплотнительных устройств.

На рис 1.29 конструкция ротора ЦВД турбины /1500-1, который является двухпоточным, двухопорным, жестким, дискового типа и сварным из четырех частей. На хвос­товиках 4, 19 ротора выполнены шейки 5,18 опорных подшипни­ков диаметром 560 мм, проточки концевых лабиринтовых уплот­нений 7,15, маслоотбойные гребни 6,17 и проточки 9,14 для размещения канатов подъемного приспособления. На барабане между дис­ками сделаны проточки 10,12 для ступенчатых лабиринтовых уп­лотнений диафрагм. В дисках всех ступеней выполнено по семь пароразгрузочных отверстий 11,13 диаметром 50 мм, кроме того, на роторе имеется четыре пальцевых паза 8,16 для установки ба­лансировочных грузов.

На рис 1.34 ЦНД турбины /1500-1 — дискового типа, двухпоточного, двухопорного, жесткого и сварного из 11 частей. На хвостовиках 2,15 выполнены шейки 3,14 опорных подшипников диаметром 800 мм, проточки 5,12 для концевых лабиринтовых уплотнений, маслоотбойные кольца 4,13, проточки 7,10 для размещения канатов подъемного приспособления. Фланцы 1,16 присоединения рото­ров откованы вместе с хвостовиками. На роторе между дисками выполнены проточки 8,9 для лабиринтовых уплотнений диафрагм. Ротор цилиндра низкого давления № 3 отличается от ротора ЦНД № 1, 2 тем, что на фланце хвостовика имеется большее коли­чество отверстий для крепления промежуточного вала, который соединяет ротор ЦНД № 3 с генератором. Ротор балансируется на заводе, конструкция позволяет осуществить трехступенчатую балансировку: без лопаток, с облопаченными первыми тремя ступенями и полностью облопаченного.

Билет 21.

1. Способы регулирования мощности ТА, работающего на общую сеть. Достоинства и недостатки

Т А, работающий на общую сеть (синхронизирован с сетью) можно регулировать либо регулятором мощности, либо регулятором частоты вращения. В первом случае, независимо от сложившейся в сети частоты тока, сохраняется постоянство мощности ТА (чисто базовый режим). Для ТА это наиболее благоприятный режим. Однако возникающие в сети нарушения баланса генерируемой и потребляемой энергии приводит к значительным колебаниям частоты тока. Возникает дефицит мощности, начнет снижаться частота тока в сети и начнется перераспределение мощности между потребителями. Высвобождать мощность для покрытия будут только вращающие потребители, т.к. их мощность зависит от частоты тока.

Во втором случае ТА, работая по слабо наклоненной статической характеристике. Если увеличивается нагрузка сети, то уменьшается частота тока сети. Генератор, будучи синхронизирован с электросетью, должен уменьшить частоту вращения. Увеличивается его мощность и таким образом уменьшает величину небаланса генерируемой и потребляемой энергии. Колебания частоты тока в сети будут значительно меньшими. Для сети этот режим более благоприятен. Переход из точки А в Б происходит без перенастройки регулятора частоты вращения и без смещения статической характеристики. Чем более пологая характеристика, тем больше величина увеличенной мощности.

3. КПД на окружности турбинной ступени и его зависимость от скоростной характеристики ступени

КПД на окружности турбинной ступени (относительным лопаточным КПД) называют отношение работы, совершенной паром на рабочих лопат­ках (работы на окружности), к располагаемой энергии ступени. ηu=hu\Eo

КПД на окружности учитывает основные внутренние потери энергии в турбинной ступени и характеризует аэродинамическую отработанность решеток ступени. Работу, совершенную паром на рабочих лопатках, можно определить из баланса потерь энергии в ступени по формуле Эйлера hu=h’a-qc-qp-qв .Располагаемая энергия ступени определяется как сумма кинетической энергии потока при входе в рассматриваемую ступень и изоэнтропийного перепада тепла между начальным и конечным давлением ступени E0= h’a= c2вх/2+ha .

В ступенях многоступенчатых турбин, за исключением последней ступени, кинетическая энергия потока пара, покидающего данную ступень, в большинстве случаев частично или полностью используется в следующей ступени и входит в ее располагаемую энергию в виде слагаемого µ∙с2вх\2. где µ - коэффициент использования выходной энергии. КПД на окружности ступени, которая использует выходную энергию, больше, чем ступени без использования выходной энергии. Увеличение потери с выходной ско­ростью qв приводит к росту КПД ступени многоступенчатой турбины, но это лишь относительное увеличение КПД (относительно КПД ηu ступени без использования выходной энергии, например одиночной или по­следней в составе многоступенчатой турбины). Увеличение потери qв приводит к уменьшению полезной работы hu.

КПД на окружно­сти чисто активной турбинной ступени (р = 0) зависит от параметра u\c10, коэффициентов скорости в сопловой и рабочей решетках (φ и ψ), углов выхода парового потока из сопловой α1, и рабочей β2 решеток и угла входа пара на рабочую решетку β1. Угол β1 зависит от параметров α1, u\c10 и φ поэтому не является независимым параметром.

Параметр u\c10 =х10 - отношение скоростей или скоростная характеристика ступени - является режимным параметром, наиболее существенно влияющим на КПД турбинной ступени. Он также является критерием по­добия при экспериментальных и теоретических исследованиях турбинной ступени. С изменением режима работы турбоагрегата (частоты вращения, параметров и расхода пара) параметр u\c10 изменяется в широких преде­лах. Для турбин АЭС, работающих при постоянной частоте вращения (u=const), изменение отношения скоростей u\c10 определяется изменением начальных параметров и расхода пара при изменении нагрузки на генера­тор и мощности турбины.

Данная парабола пересекает ось абсцисс в двух случаях: когда турбина неподвижна и когда не вырабатывает полезной работы. Максимальный КПД и оптимальное отношение скоростей будет, когда угол выхода парового потока в абсолютном движении из рабочей решетке α2=90º.
Билет 22.

1. Энтальпия греющей и нагреваемой среды в теплообменных аппаратах (ТА) поверхностного типа. Энтальпии теплообменивающихся сред в теплообменном аппарате смешивающего типа.

Энтальпия греющей среды на входе в ТА поверхностного типа принимается равной энтальпии пара в отборе(т.к. трубопроводы подвода греющей среды имеют качественную теплоизоляцию, то дросселирование среды от точки отбора до её входа в Т.А. можно считать адиабатическим, т.е. дросселирование изоэнтальпийное), но в действительности может быть несколько ниже, т.к. в проточной части турбины - внутрикорпусная сепарация пара, удаляемая влага идет в поток отбираемого пара и т.о. несколько уменьшает его энтальпию. Энтальпия греющей среды на выходе из ТА принимается равной энтальпии конденсата: переохлажденного (i = i(p,t)), если есть ОД, или насыщенного (i = i(p) или i = i(t)), если нет ОД.

Энтальпия нагреваемой среды в ТА поверхностного типа определяется как функция температуры и давления нагреваемой среды на входе и выходе. Температура нагреваемой среды на выходе из подогревателя определяется как температура греющей среды за вычетом температурного напора. Темпер. нагреваемой среды на входе равна температуре на выходе из предыдущего.

Энтальпии входа теплообменивающихся сред в ТА смешивающего типа принимаются равными энтальпиям сред в точках откуда среды поступают в ТА. Энтальпия среды на выходе принимается равной энтальпии воды на линии смешения.
2. Вид и назначение уравнения возраста Ферми, определения входящих в него величин.

Уравнение возраста Ферми описывает закономерность в пространственно-энергетическом распределении замедляющихся нейтронов в зависимости от замедляющих свойств среды.

Левая часть уравнения  производная функции плотности замедления по величине возраста нейтронов. Так как возраст нейтронов в конкретной среде однозначно связан с уровнем энергии замедляющихся нейтронов, то эта величина несёт в себе какой-то неявный смысл скорости изменения плотности замедления по энергиям нейтронов.

Правая часть уравнения  оператор Лапласа от функции плотности замедления, то есть сумма вторых частных производных плотности замедления по координатам точек активной зоны.

В целом решение уравнения возраста для активной зоны конкретных геометрии и состава даёт функцию пространственного (то есть по координатам) и энергетического (то есть по возрастам, а значит и по энергиям) распределения замедляющихся нейтронов в активной зоне в зависимости от замедляющих свойств среды активной зоны (которые, как мы видели ранее, скрыты в величине возраста). Возраст нейтронов фигурирует в уравнении Ферми в качестве сложной переменной

Плотностью замедления q(Е) нейтронов при данной энергии Е называется число нейтронов, ежесекундно пересекающих в процессе замедления в единичном объёме среды данный уровень энергии Е
Билет 23.

1. Физический смысл регенерации тепла в цикле ПТУ.

- Регенерация тепла в цикле теплового двигателя – это нагрев рабочего тела на участке сжатия за счет тепла, взятого от рабочего тела на участке расширения (внутренний теплообмен).

Внутренней теплообмен РТ на участках расширения и сжатия называют регенерацией тепла (от лат. восстановление), а циклы с регенерацией тепла – регенеративными.

3. Конструкция цилиндров турбин АЭС

Проточные части цилиндров турбины состоят из трех основных элементов: 1)направляющих лопаток или сопел, которые крепятся в корпусе цилиндра и диафрагмах; 2)рабочих лопаток или рабочих решеток, которые крепятся на дисках ротора; 3)ограничивающих паровой поток поверхностей.

Направляющие лопатки крепятся в разъемных диафрагмах, а они крепятся во внутреннем или внешнем корпусе. В направляющих лопатках паровой поток приобретает кинетическую скорость за счет уменьшения потенциальной энергии и направляющего воздействия стенок каналов. Рабочие лопатки являются подвижной частью и совершают вращательные движение, в них происходит превращение кинетической энергии в работу вращения ротора.

На рис 1.5 показан ЦВД К-1000-60/3000 – выполнен двухкорпусной: внешнего и внутреннего. Внутренний установлен в наружном с помощью 4 лап и фиксируется системой поперечных и вертикальных шпонок, которые не препятствуют его тепловому расширению. Проточные части ЦВД состоят из пяти ступеней. Диафрагмы первых двух ступеней 7.8.9.10 (в диафрагмах крепятся сопловые лопатки) установлены во внутреннем корпусе. Диафрагмы остальных ступеней установлены в расточках внешнего корпуса. Подвод пара выполнен боковым, по двум патрубкам, в нижней половине наружного корпуса.

На рис 1.6 ЦНД К-1000-60/3000 – двухпоточный, активного типа, по 5 ступеней в каждом потоке. Состоит из внутреннего и наружного корпусов сварной конструкции. Наружный корпус состоит из трех частей: средней 8 и двух выхлопных 5, 12. Каждая из выхлопных частей имеет осерадиальный диффузор 4, 13, обеспечивающий высокие аэродинамические характеристики выхлопных частей цилиндра. Внутренний корпус установлен на в наружном на лапах 7, 10, 21, 24 и также фиксируется системой продольных и поперечных шпонок 19, 26, 17, 28. Проточная часть состоит из 10 диафрагм и 10 рабочих колес. Диафрагмы 1,2,3,4 ступеней установлены во внутреннем корпусе, а 5 ступени устанавливаются в наружном корпусе. Подвод пара выполнен двумя ресиверами, затем они разветвляются и двумя линиями присоединяются к верхней и нижней половинам средней части наружного корпуса. Выхлопные патрубки с конденсатором соединены сваркой.
Билет 24.

1. Факторы, влияющие на давление среды в ГК ПТУ АЭС. Вид конденсаторных характеристик.

­­Величина давления в ГК устанавливается самопроизвольно в зависимости от: паровой нагрузки конденсатора (расход конденсирующего пара Gп) и с учетом ряда факторов: температуры и расхода охлаждающей воды, техническое состояние поверхности конденсации, плотность вакуумной системы, качество работы системы отсоса паровоздушной смеси и др. На некоторые из них можно влиять. Например: расход регулируется изменением частоты вращения, угла поворота лопастей насоса, изменение числа работающих параллельно насосов. t-ра охл. воды зависит от режима работы охлаждающих устройств.

Величину давления в зависимости от определяющих его факторов называют характеристикой конденсатора. Если исключить временно действующие факторы, то давление в ГК можно считать функцией трех постоянно действующих факторов: паровой нагрузки ГК, температуры и расхода охлаждающей воды. Влияние их на tк пропорционально влиянию на рк.

t к=tоввх +0.5Δtов +δtср . зависимость от паровой нагрузки: влияет на 2-ое слагаемое, т.е. на степень нагрева охл воды, на 3-е слагаемое, через зависимость теплопередачи (К) в ГК. ↓Gп тогда и ↓К, т.к. сокращается зона массовой конденсации пара, снижается скорость пара и снижаются локальные коэффициенты теплопередачи.

В лияние tов:1 и 2 слагаемое практически не зависит от tов, а 3-е слагаемое существенно зависит, через коэфф К. δtср при снижении tов возрастает (особенно на малых значениях tов). Учитывая изменение всех 3=ех слагаемых – при сниж tов → tk (а также и pк) снижается, но темп снижения при малых значениях tов заметно меньше.

Влияние Gов на pк. 1-ое слагаемое не зависит, 2-ое обратно пропорционально, 3-е слагаемое: значение коэффициента теплопередачи К уменьшается с уменьшением расхода охлаждающей воды, причем интенсивность снижения К возрастает с увеличением tов, это видно из рисунка: влияния скорости охл воды на коэф К. Учитывая все 3 слагаемых При ↓Gов→ tк и pк ↑. Причем с ↑tов темп роста pк увеличивается.

2. Изобразить и объяснить качественный характер переотравления реактора ксеноном после перехода на более высокий уровень стационарной мощности.

Подставляя в уравнение скорости изменения концентрации ксенона величины физических констант и значения Ф1и Ф2 > Ф1 нетрудно на любых конкретных цифрах убедиться, что в первые моменты после перехода реактора на более высокий уровень мощности величина скорости убыли ксенона (последние два слагаемых) при любых соотношениях плотностей потока нейтронов Ф2/Ф1>1 будет больше скорости прибыли ксенона (первые два положительных слагаемых).

А это значит, что сразу после увеличения мощности величина производной dNXe/dt  величина отрицательная, и концентрация ксенона в первый период после увеличения мощности реактора падает. Физически это объясняется тем, что сразу после увеличения мощности, в первую очередь, возрастает скорость расстрела ксенона нейтронами, в то время как скорость его образования в начальный период после увеличения мощности остаётся практически прежней.

Но по мере увеличения концентрации йода за счёт непосредственного выхода из реакции деления (её величина устремляется к новому, более высокому, стационарному значению, соответствующему более высокому уровню мощности) растёт скорость его β-распада. А это значит, что растёт скорость образования из него ксенона, и уменьшение общей скорости образования ксенона с течением времени начинает "тормозиться".

Это будет продолжаться до того момента t*, когда скорости образования и убыли ксенона сравняются, то есть величина производной dNXe/dt станет равной нулю, и падение концентрации ксенона прекратится, т.е. функция NXe(t) достигает минимума. После этого момента t* концентрация йода возрастёт уже настолько, что скорость его распада (равная скорости образования из него ксенона) в сумме со скоростью непосредственного образования ксенона, как осколка деления, начнёт превышать суммарную скорость убыли ксенона по обоим каналам убыли.

Э то значит, что величина производной dNXe/dt становится величиной положительной, а сама функция NXe(t)  возрастающей. Рост концентрации NXe(t) после момента t* будет продолжаться до тех пор, пока она не достигнет стационарного значения на новом, более высоком уровне мощности, то есть приблизительно через трое суток. Высота холма будет тем больше, чем больше соотношение Ф2/Ф1.

Перевод на бо­лее высокий уровень мощности в среде операторов принято именовать "йодным хол­мом", хотя, как вы понимаете, это совершенно неправильно. Ведь некоторое уменьшение потерь реактивности за счёт отравления ксеноном в первый период переходного процесса имеет место не вследствие каких-то изменений концентрации йода, а исключительно благодаря тому, что в этот период скорость убыли ксенона вследствие превалирующей скорости его расстрела нейтронами держится выше, чем скорость его образования.

Переотравление реактора ксеноном после его перевода на более высокий уровень мощности имеет характер перехода от более низкого стационарного отравления (на исходном уровне мощности) к более высокому стационарному отравлению (на более высоком уровне мощности), и этот переход осуществляется не монотонным увеличением потерь реактивности, а через "холм", обусловленный временным снижением концентрации ксенона вследствие его интенсивного расстрела нейтронами в первый период переходного процесса.
Билет 25.