Информационные технологии

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ИНСТИТУТ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра «Информационные технологии»

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА

по курсу «Информационные и компьютерные технологии в образовании и научных исследованиях (базовый курс)»

Использование компьютерных технологий при разработке учебно-методических материалов по дисциплине «Строительство ТЭC и АЭС»

Исполнитель слушатель группы   103410		Петренко Александр Николаевич
Руководитель  ст. преподаватель кафедры "Информационные технологии"		Молчина Людмила Ивановна

 

 

Аннотация

 

В данной работе рассматриваются основные задачи выпускающей кафедры «Гидротехническое и энергетическое строительство» по подготовке специалистов в строительстве ТЭС и АЭС, а также вопрос использования компьютерных технологий ППС при подготовке учебно-методических материалов по дисциплине «Строительство ТЭС и АЭС».

 

 

Содержание

 

 

Введение

Кафедра в составе университета была основана в 1920 году. За время ее существования было подготовлено более 3000 специалистов работающих в различных отраслях водного хозяйства (гидроэнергетика, мелиорация, водный транспорт и т.д.). В том числе ок. 200 чел. из стран дальнего зарубежья, Защищено диссертаций: докторских – 6,  кандидатских  – 115.

В разные годы на кафедре работали такие известные  ученые: Дорошевич М.В., Шестопалов О.С., Винокуров Ф.П., Перышкин Г.А., Шимко К.И., Филиппович И.В., Левкевич Е.М. и др.

Среди выпускников кафедры – 15 заслуженных строителей и мелиораторов республики. 38 выпускников кафедры принимали участие в строительстве важнейших гидротехнических объектов Кубы, Монголии, Сирии, Нигерии, Алжира, Ирака, Вьетнама, Туниса, Египта.

Сегодня кафедра  готовит инженеров-строителей по следующим специальностям:

"Водохозяйственное строительство" – 1-70 04 01 

специализации:   1. Гидротехническое строительство.

                               2.Водные пути и порты.

Форма обучения—только дневная. Платная и бюджет. Срок обучения—5 лет.

"Строительство тепловых  и атомных станций" – 1-70 07 01. 

специализация:

 Форма обучения—дневная. Бюджет. Срок обучения—5 лет.

 

Подготовка студентов ведется в соответствии с современными международными требованиями и необходимостями, а так же с учетом особенностей РБ.

Специалисты, выпускаемые кафедрой, становятся широко востребованными в строительно-монтажных, эксплуатационных, проектных и научно-исследовательских организациях водохозяйственной, энергетической и промышленной отраслей, а так же могут руководить любым из видов строительных работ.

Кафедра поддерживает активные творческие связи как с ведущими научно-производственными учреждениями республики: ГПО "Белмелиоводхоз", концерны Белэнерго и Белэнергострой, Управление морского и речного транспорта, ПО Беларуськалий, ПО Белводпуть, РУП Белгипроводхоз, ВНИПИэнергопром и др., так и с аналогичными в дальнем зарубежье.

1 ВВЕДЕНИЕ В КУРС СТРОИТЕЛЬСТВА ТЭС И АЭС

Энергетика является одной из основных отраслей хозяйства любой страны, которая обеспечивает возможность человека жить в существующих природных условиях и в значительной степени определяют степень комфортности этой жизни. Энергетика непосредственно влияет на темпы развития экономики страны и на рост национального валового внутреннего продукта.

На современном этапе развития мирового сообщества можно выделить три основных направления энергетики:

• энергетика, базирующаяся на использовании органического топлива;
• энергетика, основанная на использовании возобновляемых источников энергии;
• ядерная энергетика.

За последнее столетие человечество израсходовало свыше 500 млрд. т. условного топлива, что больше, чем расход за предыдущие 19 веков [1]. Однако, прогнозные запасы природного топлива в мире составляют более 600 трлн. м3, реальные запасы нефти оценочно составляют 140 млрд. т, а запасы угля приблизительно 15 трлн. т, что позволяет говорить о том, что в XXI веке энергетический голод не угрожает человечеству [11]. Основной проблемой, связанной с использованием органического топлива, является загрязнение окружающей среды с возможными необратимыми последствиями для всей планеты. Продукты сгорания органического топлива накапливаются в окружающей среде, создавая опасность нарушения теплообмена планеты с космосом и возникновения необратимых глобальных последствий.

Решение этой проблемы базируется на использовании экологически чистых источников энергии, к которым относятся возобновляемые источники энергии и ядерная энергия.

Возобновляемые источники энергии, во-первых, неравномерно распределены по территории земного шара, во-вторых, во многих развитых странах уже практически полностью используются (так гидроэнергетический потенциал США, Норвегии, Франции и др. используется более чем на 90%) и будут не в состоянии покрыть ожидаемый рост спроса на продукцию энергетики, обусловленный следующими обстоятельствами [13]:

• неравномерностью душевого энергопотребления в различных странах мира. В Бангладеш и Танзании, например, потребление электроэнергии на     1 человека составляет меньше 100 кВт-ч/год, а в Швеции – 15 000. Стремление всех стран к развитию экономики и повышению благосостояния населения приведет к росту энергопотребления;
• демографическим ростом развивающихся стран, население которых в обозримом будущем превысит 90% населения мира;
• необходимостью обеспечения энергетической независимости стран, не имеющих необходимого количества собственных энергетических ресурсов.

Ядерная энергетика использует невозобновляемый источник энергии, но является экологически чистым способом производства тепловой и электрической энергии с практически неограниченным ресурсом на длительную перспективу.

По состоянию на июнь 2004 г. на атомных электростанциях во всем мире находилось в эксплуатации 442 ядерных реактора суммарной электрической мощностью 363 819 МВт, на стадии строительства было 27 энергоблоков суммарной мощностью 22 676 МВт. Общая картина состояния ядерной энергетики в мире и распределение производства электроэнергии на АЭС по странам приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Мировая ядерная энергетика: ядерные реакторы в эксплуатации и в процессе строительства

Страна	Реакторы в эксплуатации		Строящиеся реакторы		Ядерная электроэнергия поставленная в 2003 г.		Общий опыт эксплуатации на июнь  2004 г.
	Число блоков	Всего МВт	Число блоков	Всего MBт	ТВтч	% от общего количества	Годы
Аргентина	2	935	1	692	7,03	8,59	51
Армения	1	376			1,82	35,48	36
Бельгия	7	5 760			44,61	55,46	195
Бразилия	2	1901			13,34	3,65	26
Болгария	4	2 722			16,04	37,71	131
Канада	17	12113			70,29	12,53	495
Китай	9	6 587	2	2 000	41,59	2,18	43
Чешская Республика	6	3 548			25,87	31,09	77
Финляндия	4	2656			21,82	27,32	101
Франция	59	63 363			420,70	77,68	1375
Германия	18	20 643			157,44	28,10	657
Венгрия	4	1755			11,01	32,69	76
Индия	14	2 550	8	3 622	16,37	3,30	230
Исламская Республика Иран			2	2111			0
Япония	54	45 464	2	2 371	230,80	25,01	1 150
Нар-Дем.Корея			1	1040			0
Республика Корея	19	15 850	1	960	123,28	40,01	230
Литва	2	2 370			14,30	79,89	37
Мексика	2	1310			10,51	5,23	24
Нидерланды	1	449			3,80	4,48	59
Пакистан	2	425			1,81	2,37	36
Румыния	1	655	1	655	4,54	9,33	8
Российская Федерация	30	20 793	3	2 825	138,39	16,54	776
Словакия	6	2442			17,86	57,35	103
Словения	1	656			4,96	40,45	22
Южная Африка	2	1800			12,66	6,05	39
Испания	9	7 584			59,36	23,64	223
Швеция	11	9 451			65,50	49,62	316
Швейцария	5	3 200			25,93	39,73	146
Украина	13	11 207	4	3 800	76,70	45,93	286
Великобритания	27	12 052			85,31	23,70	1343
Соединенные Штаты Америки	104	98 298			763,74	19,86	2923
ВСЕГО	442	363819	27	22676	2524,74		11364

 

Как видно из таблицы 1, общий опыт эксплуатации всех ядерных реакторов составил 11 364 года. При этом развитие ядерной энергетики происходило неравномерно. В 70-е годы прошлого столетия ядерная энергетика бурно развивалась, затем, вследствие замедления экономического роста и нарастания инфляционных процессов, снизился темп потребления энергии, цены на нее возросли и многие промышленно развитые страны стали вкладывать капиталы в мероприятия по энергосбережению.

Произошедшие серьезные аварии на АЭС "Три-Майл-Айленд" (США) и Чернобыльской АЭС (СССР) потребовали пересмотра систем безопасности АЭС и дополнительного вложения капиталов в эти системы, что привело к росту цен и снижению конкурентоспособности АЭС. Все это привело к застою в развитии ядерной энергетики в промышленно развитых странах, имеющих достаточные мощности, использующие органическое топливо.

В настоящее время наметился новый этап развития ядерной энергетики, который обусловлен следующими обстоятельствами:

• отсутствием энергетической независимости стран, не имеющих собственных ресурсов органического топлива;
• возрастанием проблем, связанных с выбросами парниковых газов и глобальным потеплением климата.

Широкомасштабное развитие ядерной энергетики, связанное с решением этих проблем, потребует решения следующих основных задач:

• безопасность АЭС. Возможность решения этой задачи подтверждается мировым опытом эксплуатации АЭС, который насчитывает более 11 000 реакторо-лет, из которых в течение примерно 8 000 реакторо-лет не было крупных аварий после 1986 г.;
• накопление высокоактивных и долгоживущих отходов;
• связь ядерной энергетики с опасностью распространения ядерного оружия.

Основным назначением электрических станций является выработка электрической энергии, а также обеспечение промышленных предприятий и жилых зданий паром и горячей водой.

Тепловые электрические станции (ТЭС), предназначенные только для производства электроэнергии, называются конденсационными электрическими станциями (КЭС). КЭС, работающие на органическом топливе, строят обычно вблизи мест добычи топлива.

Тепловые электрические станции, на которых отработавший пар наряду с выработкой электроэнергии используется для теплоснабжения, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Обычно ТЭЦ строятся вблизи потребителей теплоты – промышленных предприятий, жилых и общественных зданий.

На атомных электростанциях, также как и тепловых электростанциях, осуществляется процесс превращения энергии пара в электрическую. Различие между АЭС и ТЭС состоит лишь в том, что в первом случае для выработки пара используется энергия, выделяющаяся при распаде радиоактивных элементов (применяемых в качестве топлива), во втором – при горении органического топлива.

Атомные электростанции строятся недалеко от крупных промышленных потребителей электроэнергии, так как затраты на транспортировку ядерного топлива не велики, вследствие небольшой его массы (в тысячи раз меньше, чем на ТЭС), а передача электроэнергии на большие расстояния связана со значительными ее потерями и значительными капиталовложениями на строительство линий электропередач.

При выборе площадок для строительства ТЭС и АЭС необходимо учитывать много факторов, но в первую очередь необходим источник воды, надежно обеспечивающий техническое водоснабжение электростанций, так как тепловые и атомные электростанции являются крупными потребителями воды. Хозяйственно-питьевое водоснабжение ТЭС и АЭС осуществляется аналогично прочим промышленным предприятиям и в данном пособии не рассматривается. Использование водных ресурсов для технического водоснабжения должно осуществляться с учетом потребностей других отраслей хозяйства (т.е. должен соблюдаться принцип комплексного использования водных ресурсов) и регулироваться водным кодексом РБ.

2 ВОДОСНАБЖЕНИЕ ТЭС И АЭС

2.1 Потребление воды на ТЭС и АЭС

На тепловых и атомных электростанциях вода используется как:

• рабочее тело в паровом цикле производства электроэнергии (пар, конденсат, питательная вода);
• добавочная вода (для восстановления потерь рабочего тела в цикле электростанции);
• теплоноситель (сетевая вода теплосети);
• техническая вода;
• огнетушащее вещество, растворитель для приготовления пенораствора при пожаротушении;
• растворитель для приготовления химических растворов водоподготовки;
• транспортирующая среда при гидрозолоудалении, гидроуборке главного корпуса, мазутонасосных, помещений пересыпки твердого топлива.

Техническая вода используется для отвода теплоты от отработавшего пара в конденсаторах турбин, в системе гидрозолошлакоудаления, для маслоохладителей турбин и газоохладителей генераторов, охлаждения подшипников вспомогательных механизмов (мельниц, дымососов, вентиляторов, питательных насосов и др.), для отвода теплоты в системах расхолаживания реакторов, из бассейнов выдержки и других аналогичных целей.

Основными потребителями технической воды на ТЭС и АЭС являются конденсаторы турбин, которые потребляют около 90 % общего расхода технической воды. На долю других потребителей технической воды приходятся нижеперечисленные расходы в процентах от расхода в конденсаторах: