1Синопсис основного оборудования базового объекта 14
 Скачать 0.62 Mb.
|
|
Содержание Введение 6 1Синопсис основного оборудования базового объекта 14 1.1Структурные элементы главных циркуляционных насосных агрегатов 25 1.2Устройство парогенераторной установки 27 1.3Устройство корпуса парогенератора 28 2Расчет принципиальной тепловой схемы 34 2.1Определение особенностей структуры и параметров расчетной тепловой схемы 35 2.2Обработка результатов и обобщение в сводной таблице параметров пара и воды 39 2.3Определения основных показателей на основе уравнений материального баланса системы 41 2.4Обработка данных для равнений материального и теплового балансов и их решение 42 2.5Найти расход пара на турбину 47 2.6Расчет показателей тепловой экономичности 48 3Расчет вертикального парогенератора с экономайзерным участком 51 3.1Тепловой расчет 55 3.1.1Расчет толщины стенок труб теплопередающей поверхности 55 3.1.2Число труб теплопередающей поверхности 57 3.2Нахождение значение для площади термоактивной поверхности парогенератора и длины трубок 66 3.3Конструкторский расчет 67 3.3.1Определение входной и выходной камер коллектора теплоносителя 67 3.4Характеристики корпуса парогенератора 77 3.5Расчет сепарации водного режима 83 3.6Расчет сепарации водного режима 83 3.7Гидродинамический расчет парогенератора 86 3.8Масса деталей парогенератора 90 4Расчет вертикального парогенератора без экономайзерного участка 91 4.1Тепловой расчет 93 4.2Масса основных деталей парогенератора 94 4.3Реализация конструкторского расчета 96 4.4Гидродинамический расчет парогенератора 99 4.5Масса деталей парогенератора 100 4.6Эффективность теплообменных аппаратов 100 5Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 102 5.1Планирование капиталовложений в ядерную часть энергоблока ВВЭР 102 5.2Нахождение показателя годового потребления ядерного топлива 102 5.3Оценка стоимости ядерного горючего 103 5.4Годовые эксплуатационные издержки 104 5.5Нахождение значения прибыльности и рентабельности реакторных установок 106 5.6Определение экономической результативности инвестиций в атомную отрасль 107 6Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды на атомных электрических станциях 112 6.1Безопасность в условиях производства 112 6.2Оценки условий труда оператора реакторного отделения 112 6.3Обзор нормативных документов по рассматриваемой проблематике. 113 6.4Воздействия на окружающую среду 120 6.5Выброс радиоактивных веществ 123 6.6Система автоматической защиты при межконтурной неплотности в парогенераторе. 124 6.7Возможные аварии и их последствия 124 6.8Разработка структурной схемы 126 6.9САЗ при межконтурной неплотности 127 6.10Разработка функциональной схемы 129 Заключение 131 Список использованной литературы 132 ВведениеДля мировой экономики, в настоящее время, неотъемлемой частью является атомная энергетика. По статистике базы данных IAEA PRIS на 2020 год есть следующие данные. Эксплуатируется 442 энергоблоков, имеющие суммарную электрическую мощность 392335 МВт. По статистике IEA Key World Energy Statistics (KWES) на 2019 год в мировой энергетике доля атомной энергетике составляет 9,7 %. Международное энергетическое агентство (World Energy Outlook 2020) указала на необходимость продуманной энергетической политики для повышения стабильности и экологической безопасности энергетической системы. В последнем издании отчета от IAE было указано на произошедший в 2019 году переход первенства производство электроэнергии на угле к производству электроэнергии с низким содержанием углерода на базе ядерных и возобновляемых источников энергии. Также исполнительным директором МЭА Фатихом Биролом было заявлена необходимость применения ядерной энергетики в связи с мировыми климатическими проблемами. В соавторстве с Рафаэлем Мариано Гросси, Биролом отметил, что для достижения цели утроения производство электроэнергии с низким содержанием углерода к 2040 году, требуется увеличить долю атомной энергетики в мировой системе энергетики и защиты климата. Конкретно он отметил, что «очень трудно понять, как это можно сделать без значительного вклада ядерной энергетики». WEO 2020 рассматривая ситуация на период последующих десяти лет и анализирует 4 варианта выхода из сложившейся ситуации эпедемии COVID-19: сценарий отложенного восстановления, сценарий устойчивого развития (SDS); сценарий заявленной политики (STEPS) и сценарий нулевых чистых выбросов к 2050 году (NZE2050). МЭА обозначило «значительное увеличение объемов улавливания, использования и хранения водорода и углерода, а также новый импульс ядерной энергетики» в SDS, как итог значительного роста результативности применения солнечной энергии, ветра и атомной энергии. Для реализации данного сценария к 2030 году, надо увеличить на 140 ГВт долю атомных мощностей "в рамках резкого роста политики и инвестиций в экологически чистую энергетику, которые позволят энергетической системе встать на путь к полному достижению целей устойчивой энергетики, включая Парижское соглашение". Дальше к 2040 году ставится цель нарастить атомные мощности к уровню 599 ГВт, а мировая выработка атомной энергии к уровню 4320 ТВтч, составит рост на 55%, в процентном отношении от 2019. В целях NZE2050, в срок, к 2030 установит уровень мощностей на уровне 180 ГВт. Атомная энергетика является источником гибкости для энергосистем страны. Одним из факторов, по оценки МЭА, оказавших воздействие на атомную энергетику — это падение спроса на период эпидемии COVID-19. Он оценивается в размере 4,5% падения производства в 2020 году с 2019 годом. Но следует отметить, с точки зрения применения технологии производства энергии ядерные реакторы хорошо проходят период бездействия. С точки зрения МЭА, это значительное преимущество атомной энергетики, заключающиеся в создание гибкости для энергосистем стран мира. Падения доля атомной энергетики, включает ещё систематический вывод из эксплуатации части реакторов АЭС. Для стран, имеющих развитую экономическую систему, для периода второй половине 2019 года и первой половине 2020, было характерен процесс вывода из эксплуатации 12 реакторов и начало строительства одного нового реактора. Так же в отчёте указано, что уменьшение объёма операционных доходов уменьшило необходимость инвестирования в развитие функционирующих ядерных станций. Для малого числа регионов характерно, в частности для Китая, характерно направленное развития годовой выработки ядерной энергии в течении 2020 года, это главным образом связанно с постоянной работой двух ректоров высокой мощности. В данных реакторах начался процесс выработки энергии в июне 2019 года, а также окончание тестового периода и выход на мощность ещё одного реактора августе 2020 года. Около 10% мирового электроснабжения приходится на ядерную энергию, а также она забирает второе место по количеству источников с незначительным уровнем выбросов, сразу после гидроэнергетики. В 2019 году для мировой энергетической системы атомная энергетика стола второй по вкладу в систему за всю время наблюдения. Этот результат превысил значения показанное в 2010 году, достигнутое до аварии на Фукусима-дайити в Японии. Также в отчете указывается, что пандемии COVID-19 приведёт к понижению уровня производства атомной энергии на 125 ТВтч, по прогнозу, восстановление докризисного уровня произойдёт в 2024 году. Стоит отметить прогноз увеличения мировая выработка атомных электростанций на 10% в течении временного периода с 2019 по 2030 год, но в отношение к другим элементам мировой системы её доля снизилась, что выделяет две разнонаправленные региональные тенденции. Для стран с рынка находящимися в процессе становления и для развивающихся стран будет продолжен тренд расширения применения атомных электростанций для получения энергии на 60% с 2019 по 2030 год. В противовес данной тенденции, в развитых странах проходит процесс снижения объёмов применения атомных электростанций на 10% с 2019 по 2030 год. Возвращение уровня вырабатываемых мощностей к докризисному уровню должно произойти к 2023 году вместе с возвращением спроса на электроэнергию к прежнему уровню. Согласно STEPS, далее последует активизация процесса восстановления мощностей атомных электростанций и они восстановятся примерно на 15% на временном промежутке от 2020 до 2030 года, при этом следует отметить, что доля атомной энергетики снизится в общемировом распределении, в соответствии с двумя региональными путями развития. Если рассматривать SDS, то получим, прогноз по восстановлению восстановления мощностей атомных электростанций, на мировом уровне, на 30% к 2030 году. Для областей мирового разделения труда с формирующийся рыночной системой, а также для развивающихся стран будет характерен рост мощностей атомной энергетики на две трети с 2019 по 2030 год, что позволит незначительно увеличить её часть в общем объёме генерации до 6%. Китай занимает лидирующее место по росту мощностей его атомной отрасли. Для областей мирового разделения труда с формирующийся рыночной системой, а также для развивающихся стран в период начала 2020 года суммарная мощность основывающих атомных электростанций составит 42 ГВт (из 62 ГВт в мире), а в 2030 году на мировом уровне мощность атомных электростанций увеличится до уровня 180 ГВт со 110 ГВт. По прогнозу к 2030 году Китай займёт место лидера в распределения мировых мощностей атомной энергетики, обойдя Европейский Союз и США. Также в сообщении отмечается: «Как указано в Парижском соглашении о национальном вкладе стран в стратегию низких выбросов отходов, Китай внёс атомную отрасль, вместе с возобновляемыми энергетикой, в стратегию борьбы с выбросами. Ещё надо отметить программы развития атомной отрасли, проводимые в России, Индии и на Ближнем Востоке, они способствуют развитию атомной энергетики в мире» На период следующих 10 лет пройдется сокращение 70 ГВт доли атомной энергетики для экономически развитых стран, по плану STEPS, на долю уже существующих реакторов чей период эксплуатации был продлён придётся приблизительно 120 ГВтэ, без данного сценария они должны были быть закрыты к 2030 году. Сооружаются реакторы атомной энергетики приблизительно на 20 ГВт мощностей в США, Финляндии, Великобритании, Франции, Турции, Японии, Словакии и Корее. Сокращения мощностей атомной энергетики достигнет 20% к 2030 году в ЕС, отдельно следует отметить боле высокие темпы для Франции, Германии, Испании и Бельгии. Сокращения мощностей атомной энергетики достигнет 10% для США к 2030 году. Для Японии прогноз по мощностям атомной энергетики является смешенным, с одной стороны сокращение с 33 ГВт в 2019 до приблизительно 30 ГВт в 2030 году, с другой стороны последовательное возвращение в штатный режим части атомных электрических станций позволит нарастить выработки энергии со стороны атомной отрасли. В отчете отмечено возможная тенденция, для стран способствующих развитию ядерной энергетики, быстрого сокращения ядерных мощностей, даже быстрее чем в плане STEPS, как итог весьма проблемной экономической обстановки и возможных рисков от вложения денег в отрасль. В отчете указано, что этот процесс может идти даже при учете факта поддержки атомной энергетикой перехода на чистую энергию и оказывается максимально экономичным источником электроэнергии с низким уровнем выбросов. Для России, по последним данным, суммарная электрическая мощность ровняется 28578 МВт для 38 реакторов, по данным IAEA PRIS. Доля атомной энергетике ровняется 12,31 % от общей выработки объединенных энергетических систем (ОЭС) России. По словам генерального директора Концерна «Росэнергоатом» Андрея Петрова, к 2030 году установленная мощность российских АЭС составит 32,6 ГВт, но постоянно растущие потребности в электроэнергии требуют развития технологической базы атомной энергетики. Для обеспечения данной потребности, государственной корпорацией по атомной энергии «Росатом», реализуется рост мощностей функционирующих АЭС и общее увеличении количества реакторов. Необходимость в постоянно возрастающих производимых мощностях электроэнергии, производимые модернизации в других странах, а также факт увлечения запросов к уровню безопасности АЭС требует переработки и разработки более совершенных проектов энергоблоков с большей установленной мощностью. В нашей стране главным направление для данного расширения стали реакторы типа водо-водяной энергетический реактор. Опытно-конструкторское бюро «Гидропресс» проводит реализацию проектов модернизации водо-водяных энергетических реакторов АЭС. Для передовых проектов реализованы современные принципы для проектирования АЭС. Всё реализуется в проектных пределах для выбранных значений параметров и характеристик существования систем атомной электрической станции, определенные в разработанном проекте для нормальной эксплуатации и включающий в анализ потенциальные аварийные ситуации. Регламентация, реализация, приведение к допустимым нормам условий безопасной эксплуатации формируется в виде проектной документации для закладки принципов минимизации риска на стадии проектирования и в эксплуатационной документации для сведения к минимуму рисков в процессе эксплуатации объекта. Эти документации пригодятся на всех режимах работы атомной станции: при работе на мощности, во время пусков, при процессе остановов, проведении испытаний, во время технического обслуживания, при проведении ремонта и т.д. Регламентируется требования к проведению, объему и периодичности проведения технических сервисных работ для подержания стабильности системы, также в документацию входит, сервисное обслуживание ванных для безопасности. Регламентируется необходимое число сотрудников и требования к уровню квалификации персонала для реализации запланированных операций. К элементам процедур подержания минимального возможного риска эксплуатации относятся мероприятия создания условий проведения процедур соответственного качества для обеспечения уровня безопасности. Управление безопасностью – это принцип, применяемый для процедур, требуемых для подержания приемлемого риска и обеспечения безопасности на период функционирования установки, также во время вывода из эксплуатации. Эти мероприятия осуществляются, начиная со старшего звена управленцев для всех функционирующих в процессе организаций. Степень участия всех организации необходимо точно определить и конкретизировать, также её следует применить для всех этапов существования и функционирования установки или для конкретных этапов участия организация. Главное в этом, реализация требований к процедуре управления требующих осуществление включения безопасности как одной из главных задач организации. Управление безопасностью реализует создание и соблюдения границ результативной структуры организации с определенными границами полномочий и принципами взаимодействия, а также жестко назначенными рабочими функциями. Ещё управление безопасностью определяет регламенты, политику и требования к качеству принятых требований в сфере обеспечения защиты граждан и окружающей среды, их доступности к пониманию и осуществлялись всем перечнем сторон деятельности. Сам принцип разделения задач среди участников, не должен приводить к сокращению или разделению главной ответственности за реализацию принципов минимизации рисков, возложенную на эксплуатирующую организацию. Согласно этому принципу, эксплуатирующая организация закрепляется как первичная организация в сфере определения и распределения задач. Определенны следующие принципы: с целью установления рамок реализации минимизации риска эксплуатации определены границы и требования, определенные из проведенного анализа безопасности. Анализа безопасности, границы пределов эксплуатации и регламенты следует редактировать для этапов улучшения функционала установки; процедура технического обслуживания, эксплуатация установки, испытания на объекте, инспектирование соответствия заявленным требованиям, а кроме этого, дополнительные функции обязаны осуществляться заранее определенным числом работников, определённой квалификации, прошедших аттестацию работников по определенной процедурой регламентом; осуществление качественной инженерно-технической помощи для каждой области минимизации риска следует обеспечить для всего периода функционирования объекта; документальная аргументация и утверждение регламентов определяется эксплуатирующей организацией как базис для возможных действий оператора на прогнозируемые при функционировании происшествия и случаи; необходимость сообщения регулирующему органу о значительных происшествиях в сфере обеспечения минимизации безопасности. Проведение создания дополняющих друг друга программ рассмотрения отчетов об эксплуатации, для обеспечения включения выводов по происшествиям и разработанных на основе их модификаций, осуществляется эксплуатирующей организацией и регулирующим органом. Для регулирования отношений в области внедрения опыта эксплуатации, его аккумулируют национальные и международные институты. |