Повышение мощности АЭС путем изменения режима работы энергоблоков

ВВЕДЕНИЕ 10
1 ОБЗОР ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ 12
1.1 Атомная энергетика: понятие, структура, факторы развития 12
1.2 Современное состояние и тенденции развития атомной энергетики 16
1.3 Проблемы развития атомной энергетики 19
1.4 Экологическая безопасность АЭС 22
2 ОПИСАНИЕ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ 29
2.1 Расположение площадки БалАЭС 29
2.2 Описание технологической схемы блока № 2 БалАЭС 30
2.3 Реактор и внутрикорпусные устройства 32
2.4 Структура второго контура энергоблока 34
3 ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ РЕАКТОРА ПО ОБОСНОВАНИЮ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ МОЩНОСТИ 39
3.1 Оценка основных геометрических характеристик активной зоны 39
3.2. Определение распределения расходов через отдельные ТВС 41
3.3. Расчет теплогидравлических характеристик ТВЭЛ 41
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ МОЩНОСТИ ВТОРОГО КОНТУРА ЭНЕРГОБЛОКА ВВЭР-1000 46
4.1 Обоснование повышение мощности оборудования выше номинальной 46
4.2 Определение параметров расчетной схемы 48
4.3 Систематизация и представление основных термодинамических параметров пара и воды в виде сводной таблицы 54
4.4 Составление и решение уравнения материальных и тепловых балансов всех элементов схемы 57
4.5 Построение и решение уравнений для материального и теплового балансов регенеративных подогревателей 57
4.6 Определение расхода пара на турбину 65
4.7 Определение показателей тепловой эффективности 66
4.8 Анализ возможности работы турбины К-1000-60/1500-2 на повышенной мощности. 67
4.9 Анализ возможности работы системы регенерации на повышенной мощности. 69
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПАРОГЕНЕРАТОРА 76
5.1 Построение t-Q диаграммы 76
5.2 Тепловой расчет 77
5.3 Расчет коэффициентов теплоотдачи и коэффициентов теплопередачи 78
6 РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРА, РАБОТАЮЩЕГО В РЕЖИМЕ ГЕНЕРАЦИИ НАСЫЩЕННОГО ПАРА ПРИ ВЫСОКИХ ПАРАМЕТРАХ 82
6.1 Расчет влияния увеличения мощности на параметры давления и расход рабочего тела 82
6.2 Анализ возможности работы парогенератора ПГВ-1000М на повышенной мощности. 85
7 ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ АЭС 87
7.1 Инвестиционное планирование модернизации энергоблока 87
7.2 Оценка годовых топливных расходов на основе расхода ядерного горючего 88
7.3 Определение издержек на заработную плату 89
7.4 Оценка прибыли и рентабельности АЭС 90
7.5 Оценка экономической эффективности инвестиций 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 96

Весь текст будет доступен после покупки

Атомная энергетика – стратегически важный сегмент энергетической системы России. Для повышения энергетической безопасности и удовлетворения растущего спроса на электроэнергию планируется значительное увеличение доли выработки на АЭС, в том числе за счет ввода новых мощностей.
В условиях экономических вызовов и необходимости оптимизации инвестиций в атомно-энергетическую отрасль, важной задачей становится не только наращивание новых генерирующих мощностей на АЭС, но и более эффективное использование уже существующих активов. Концерн «Росэнергоатом» активно разрабатывает и внедряет различные подходы к повышению эффективности, надежности и безопасности энергоблоков АЭС с водо-водяными реакторами как средней, так и повышенной мощности, опираясь на передовой зарубежный и российский опыт.
Одним из наиболее перспективных направлений является перевод энергоблоков ВВЭР-1000 на работу с повышенным уровнем мощности, а именно на 110 % от номинальной мощности (Nном). Этот подход позволяет существенно увеличить выработку электроэнергии, не прибегая к строительству новых дорогостоящих объектов. При этом, ключевым условием для реализации подобных проектов является безусловное обеспечение надежности и безопасности эксплуатации энергоблоков в соответствии со всеми регламентированными показателями. Любые предлагаемые решения должны быть тщательно обоснованы и доказаны с точки зрения безопасности и надежности.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ОБЗОР ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

1.1 Атомная энергетика: понятие, структура, факторы развития

В середине ХХ века был сделан прорыв в получении энергии за счет расщепления ядер тяжелых металлов – урана и плутония, что положило начало эре ядерной (атомной) энергетики. Эта отрасль занимается добычей атомной энергии, ее преобразованием в электроэнергию и последующей реализацией, в том числе на международном рынке. Эксплуатация первой в мире АЭС открыла путь к созидательному использованию атома, что привело к значительному росту научно-технического и промышленного потенциала, положительно сказалось на экономике и укрепило обороноспособность.
Важность ядерных вооружений как глобального явления трудно переоценить. В настоящее время атомная энергетика демонстрирует стремительное развитие, являясь одной из ведущих отраслей науки и промышленности по всему миру.
В современной окружающей среде ядерная энергетика является важнейшим сектором экономики: динамичное развитие этой отрасли является одним из основных условий обеспечения независимости государства в энергетическом секторе и стабильного роста экономики страны, а также может быть двигателем других отраслей промышленности, что также обеспечивает ресурсы для развития машин, металлургии, материаловедения, геологии, строительства и т.д. [1].
Кроме того, функционирование ядерных энергоисточников может осуществляться в изолированных системах, с использованием химических элементов, не участвующих в биологических циклах Земли. Это исключает воздействие на природные циклы водорода, кислорода, углерода и азота. Таким образом, при штатной эксплуатации, ядерные источники энергии характеризуются безопасностью, экономической целесообразностью и экологической чистотой.
По своей сути, ядерная энергетика является сложной системой производственно-хозяйственной деятельности. Как и любая другая экономическая сфера, она ориентирована на создание конечного продукта – будь то материальный товар, определенный процесс или научный результат. В этом контексте, атомная отрасль не отличается от прочих: ее основной целью является получение продукции, обладающей стоимостным выражением на рынке, а не только обеспечение ядерной и радиационной безопасности.
Тем не менее, продукция атомной энергетики существенно отличается от товаров свободного рынка. Эти отличия выражаются в жестком государственном контроле и регулировании, что делает атомную отрасль неотъемлемой частью государственной экономики, а не ее свободно рыночным сегментом.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Ташлыков О.Л., Атомные электрические станции и установки: Учебник для среднего профессионального образования / Ташлыков О.Л.; под научной редакцией Щеклеина С.Е. – Москва: Издательство Юрайт, 2025. – 253 с. – (Профессиональное образование). – Текст: непосредственный.
2. Сухоруков Ю.Г. Направления повышения тепловой эффективности АЭС с ВВЭР / Смолкин Ю. В., Казаров Г. И., Кулаков Е. Н., Кондуров Е. П., Попов А. В. – Текст: электронный // Научно-практический электронный журнал ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА: электрон науч. журн. – 2024, № 7, стр. 45-53. - URL: https://sciencejournals.ru/viewarticle/?j=tepen&y=2024&v=0&n=7&a=Tepn2470004Sukhorukov
3. Синев Н.М., Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. Экономика АЭС / Синев Н.М. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 479 с.
4. Теплоэнергетика и теплотехника. Справочник под ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина – М.: Энергоатомиздат, 1987. - кн 1.– 455 с.
5. Роэнергоатом. Балаковская АЭС: Лидер инноваций в атомной энергетике России. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://rea.delaem.site/balakovskaya-npp.html

Весь текст будет доступен после покупки