Понятие тепловая установка

 

 

6.Газоохлаждаемые реакторы

В таком реакторе теплота, выделяющаяся в процессе деления, переносится в парогенератор газом – диоксидом углерода или гелием. Замедлителем нейтронов обычно служит графит. Газоохлаждаемый реактор может работать при гораздо более высоких температурах, нежели реактор с жидким теплоносителем, а потому пригоден для системы промышленного теплоснабжения и для электростанций с высоким кпд. Небольшие газоохлаждаемые реакторы отличаются повышенной безопасностью в работе, в частности отсутствием риска расплавления реактора. В настоящее время ведутся работы по созданию высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов (ВТГР) с гелиевым теплоносителем. Реакторы ВТГР используют энергию деления тяжелых ядер не только для производства электроэнергии, но и для получения теплоты (до 1000 С) в технологических процессах.

Используемый в качестве теплоносителя инертный газ (гелий) обладает хорошей термической и радиационной стойкостью, химической стабильностью, минимально поглощает и выделяет нейтроны. Охлаждение активных зон быстрых реакторов большой мощности может осуществляться находящимся при высоком давлении газом, таким, например, как гелий. При давлении 8—12 МПа гелий имеет очень хорошие термодинамические свойства, необходимые для охлаждения быстрых реакторов, у которых энергонапряженность в активной зоне составляет примерно 280 кВт/л.

Одним из реакторов нового поколения, удовлетворяющих требованиям развивающейся широкомасштабной атомной энергетики, является модульный высокотемпературный гелиевый реактор с газовой турбиной (ГТ-МГР), конструкция которого в настоящее время разрабатывается в рамках международного сотрудничества.

 

Рисунок 3 - Реакторы ВТГР .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Энергоисточники МГР-100.

Переход к водородной экономике основывается, в том числе, на создании технологии использования энергии ВТГР в процессах производства водорода, имеющих высокую термодинамическую и технико-экономическую

эффективность. Эти процессы, по возможности, должны исключать потребление органического топлива, прежде всего нефти и газа, которые имеют ограниченные запасы и являются ценным сырьем для промышленности. К таким процессам относится получение водорода из воды.

Принципиальная схема МГР-100 ВЭП для производства электроэнергии и перегретого пара требуемых параметров с целью получения водорода методом высокотемпературного электролиза представлена на рисунке 4.

 

 

Рисунок 4- Принципиальная схема МГР-100 ПКМ

Тепловая энергия отводится от реактора к рабочей среде второго контура (парогазовой смеси) в высокотемпературных теплообменниках (ВТО), которые являются составной частью термоконверсионного аппарата (ТКА). Реализация конверсии метана (CH4+H20(пар)+тепло→CO2+4H2) происходит в ТКА по трехступенчатой схеме. Парогазовая смесь (пар - 83,5 %, CH4 – 16,5 %) подается последовательно в три ступени - ТКА1, ТКА2 и ТКА3. Это и определяет конфигурацию теплопередающего блока РУ. Он состоит из трех отдельных высокотемпературных теплообменников ВТО 1, ВТО 2, ВТО 3 (рис. 6.6), представляющих отдельные ступени (секции) блока. Расположение секций ВТО по ходу теплоносителя первого контура – параллельное, по ходу парогазовой смеси– последовательное. После ТКА-3 парогазовая смесь с

большой концентрацией водорода последовательно проходит блок очистки

от СО2 и Н2О и направляется в блок отделения водорода. Возвратная фракция и природный газ смешиваются с перегретым паром и затем направляются в ТКА. Циркуляция гелия в первом контуре осуществляется ГЦГ, парогазовой смеси – компрессорами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Определение понятия вторичных энергоресурсов

Вторичные энергоресурсы с высоким температурным потенциалом (жидкости с температурой более 150 С и газы с температурой более 300 С) в большинстве случаев используются. С их помощью производится пар в котлах-утилизаторах, который направляется либо в технологический цикл, либо на привод турбомашин. Низкопотенциальные тепловые потоки используются хуже. Сюда относятся физическая теплота сточных жидкостей, циркулирующих и продукционных потоков, физическая теплота загрязнённого конденсата и отработанного пара, физическая теплота отходящих газов различных технологических печей и агрегатов. Основная причина относительно низкого уровня потребления ВЭР – это малая оснащённость технологических агрегатов освоенным утилизационным оборудованием, отсутствие в ряде случаев технических решений по использованию отдельных видов ВЭР (в основном низко потенциальных), неумение находить потребителей низко потенциальных ВЭР, малоэффективное применение нового и существующего утилизационного оборудования. Например, на агрегатах аммиака большой единичной мощности в атмосферу выбрасывается теплота пара выхлопа приводных турбин и теплота охлаждения газа в процессе его компримирования. Часто низкопотенциальную теплоту несут агрессивные, загрязнённые жидкости и запылённые газы, а её отвод в традиционных теплообменниках затруднён. В целом на предприятиях химического комплекса количество неиспользуемых вторичных энергоресурсов в 1985 году достигало 20 – 25 млн. т. условного топлива (или 580 – 730 млн. ГДж). Так, например, в котельных установках для удаления образовавшегося пара устанавливается тяговая установка, которая служит для удаления дымовых газов из котлоагрегата и состоит из дымососа и дымовой трубы. В печах твердофазной металлизации, внутри установки находятся несколько сотен реакционных труб, заполненных катализатором, через которые проходит газ. Дымовые газы отсасываются через отверстия в боковых стенах конверсионной установки.

9.Виды энергии вторичных энергоресурсов

По виду энергии вторичные энергоресурсы разделяются на три группы:

1.Топливные ВЭР.

 Это химическая энергия  отходов технологических процессов  химической и термохимической  переработки углеродистого или  углеводородного сырья, побочных  горючих газов плавильных печей (доменных, колошниковых шахтных  печей и вагранок, конвертерных  и т. д.), не используемых для  дальнейшей технологической переработки  древесных отходов лесозаготовок  и деревообработки в лесной  и деревообрабатывающей промышленности, упаренных горючих щелоков, бардяных  концентратов, коры и древесных  отходов в целлюлозно-бумажной  промышленности и т. д.;

 2.Тепловые ВЭР.

 Это физическая теплота  отходящих газов технологических  агрегатов, физическая теплота основной, побочной, промежуточной продукции  и отходов основного производства, теплота рабочих тел систем  принудительного охлаждения технологических  агрегатов и установок, теплота  горячей воды и пара, отработанных  в технологических и силовых  установках;

3. ВЭР избыточного давления.

 Это потенциальная  энергия газов и жидкостей, покидающих  технологические агрегаты с избыточным  давлением, которое необходимо снижать  перед последующей ступенью использования  этих жидкостей (газов) или при  выбросе их в атмосферу.

Принципиальная схема использования ВЭР (рисунок 1) иллюстрирует отдельные потоки и сечения, по которым определяются количественные показатели.

 

 

 

 

Рисунок 1 - Принципиальная схема использования ВЭР.

 

 

Топливные ВЭР должны использоваться в качестве топлива полностью (на 100 %). Возможное использование вторичных энергетических ресурсов, утилизируемых с преобразованием энергоносителя, определяется возможной выработкой электроэнергии в утилизационной установке.

 Наибольшими тепловыми ВЭР располагают предприятия черной и цветной металлургии, химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, промышленности строительных материалов, газовой промышленности, тяжелого машиностроения и некоторых других отраслей народного хозяйства. В этих отраслях широко используется теплота высокого, среднего и низкого потенциалов.

 Примерно 52 % всей полезной  энергии в народном хозяйстве  расходуется в виде теплоты  среднего (373 - 623К) и низкого (323 - 423К) потенциала, а на ее получение  тратится 38 % всех топливно-энергетических  ресурсов. Эта теплота применяется  для удовлетворения технологических  нужд промышленности в таких  производственных процессах, которые  связаны с физико-химическими  изменениями свойств обрабатываемых  материалов и требуют для своего  осуществления повышенных значений  температуры и давления. При этом  свыше 90 % полезного потребления  теплоты среднего и низкого  потенциала расходуется в промышленности (44%) и жилищно-коммунальном секторе (48,5%). Основными энергоносителями, обеспечивающими энергией средне - и низкотемпературные процессы, являются пар и горячая вода.

 Многие отрасли народного  хозяйства располагают значительным  резервом топливных и тепловых ВЭР. В черной металлургии топливные ВЭР об-разуются за счет доменного газа; конвертерного газа мартеновских печей (при охлаждении без доступа воздуха) и газа ферросплавных печей (феррогазы). Использование этих газов в качестве топлива позволяет экономить топливно-энергетические ресурсы и исключать вредные выбросы токсичного оксида углерода с металлургических заводов.

 

Заключение

В настоящее время с развитием промышленности и производства, все более становится актуальна проблема энергоресурсов. Сейчас стало возможным использование такого природного источника как вода, в целях получения требуемых энерго- и тепло ресурсов.

 Одной из важнейших  задач совершенствования технологических процессов в любой отрасли народного хозяйства является по возможности полное выявление резервов вторичных энергоресурсов и экономически, а также экологически обоснованное их использование для целей производства и удовлетворения нужд бытового потребления.

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1.Теплотехника.П/ред.А.П. Баскакова.-М.:Энергоатомиздат,1991.

2. Таблицы теплофизических  свойств воды и водяного пара. Справочник.-М.:

Издательство МЭИ,1999.

3. Воскресенский В.Ю. Краткий  курс технической термодинамики.-М.: РИО

МГТА, 2000.

4. В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. Теплопередача. Энергия,1971

5. В.В. Нащокин. Техническая термодинамика и теплопередача. Высшая

школа.1980.