Ansamblurile de combustibil constând dintr-un pachet de elemente combustibile de zirconiu (TVEL) umplute cu pelete de dioxid de uraniu sunt încărcate în miezul reactorului.
Ansamblu de combustibil pe scară largă a unui reactor nuclear
Fissionul nucleelor de uraniu din interiorul unui reactor atomic
Uranii nucleari sunt împărțiți cu formarea de neutroni (2 sau 3 neutroni), care, căzând în alte nuclee, pot cauza și fisiunea lor. Astfel, apare o reacție nucleară în lanț. În acest caz, raportul dintre numărul de neutroni formați la numărul de neutroni din etapa anterioară de divizare este numit coeficientul de multiplicare a neutronilor k. Dacă k<1, реакция затухает. При к=1 идёт самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Когда k>1, reacția este accelerată, până la o explozie nucleară. În reactoarele nucleare, se menține o reacție în lanț controlată, păstrând k aproape de unitate.
Cum se generează energia nucleară?
In timpul reacției în lanț, o cantitate mare de energie sub formă de căldură care încălzește agentul primar de răcire - apă. Apa este pompată de mai jos în miezul reactorului prin pompele principale de circulație (MCP). Încălzit la o temperatură de 322 ° C, apa intră în generatorul de abur (schimbător de căldură), în care, după ce trece prin mii de tuburi de schimb de căldură ale darea căldurii și circuitul de apă a doua, re-intră în miez.
Deoarece presiunea celui de-al doilea circuit este mai mică, apa din generatorul de abur se fierbe, formând abur cu o temperatură de 274 ° C, care intră în turbină. Intrând în cilindrul de înaltă presiune și apoi în trei cilindri de joasă presiune, aburul rotește turbina, care, la rândul său, rotește generatorul, generând electricitate. Aburul uzat intră într-un condensator în care este condensat cu apă rece dintr-un iaz de răcire sau turn de răcire și este returnat generatorului de abur prin intermediul pompelor de alimentare.
Turbină a centralei nucleare și a turbinei însăși
Un astfel de sistem dual complicat este creat pentru a proteja echipamentul nuclear (turbina, un condensator), și mediul de eliberarea particulelor radioactive din primul circuit, a căror apariție poate din cauza coroziunii echipamentului, radioactivitate indusă și căptușeli depresurizarea.
În jurul centrului nuclear, este organizată o zonă de observare (zona de treizeci de kilometri), în care situația radiațiilor este monitorizată constant. Există, de asemenea, o zonă de protecție sanitară cu o rază de 3 km (în funcție de capacitatea de proiectare a centralei nucleare), care interzice șederea oamenilor, precum și activitățile agricole limitate.
Zone de acces ale centralei nucleare
teritoriu NPP intern este împărțit în două zone: zona de acces liber (zonă clară) în care impactul asupra factorilor de radiație a personalului, practic excluse, iar zona de acces controlat (ZKD) acolo unde este posibil expunerea la radiații a personalului.
Accesul la ZKD nu este permis tuturor și este posibil numai prin intermediul punctului de control sanitar, după procedura de schimbare într-o cameră specială. haine și obținerea unui dozimetru individual. Accesul la carcasa ermetică, în care se află reactorul însuși și echipamentul circuitului primar, atunci când reactorul funcționează la putere, este în general interzis și este posibil numai în cazuri excepționale. Dozările primite de lucrători ai centralei nucleare sunt strict fixate și normalizate, deși iradierea reală în timpul funcționării normale a reactorului este de sute de ori mai mică decât dozele limită.
Emisiile în atmosferă prin intermediul unei centrale nucleare
Probabil, cel mai mare număr de zvonuri și presupuneri se referă la emisiile de centrale nucleare. Emisiile există și apar, în principal prin conducte de aerisire - acestea sunt aceleași conducte care se află lângă fiecare unitate de alimentare și nu fumează niciodată. În cea mai mare parte, gazele radioactive inerte pătrund în atmosferă - xenon, krypton și argon.
Dar înainte de deversarea în atmosferă, aerul din incinta centralei trece printr-un sistem de filtre complexe, unde majoritatea radionuclizilor sunt îndepărtați. Izotopii de scurtă durată se descompun chiar înainte ca gazele să ajungă în partea de sus a tubului, reducând în continuare radioactivitatea. Ca rezultat, contribuția la atmosfera naturală a radiațiilor de gaze-aerosoli ale centralelor nucleare în atmosferă este nesemnificativă și, în general, poate fi neglijată. Prin urmare, energia atomică este una dintre cele mai curate, în comparație cu alte centrale electrice. În orice caz, toate emisiile radioactive ale centralelor nucleare sunt strict controlate de către ecologiști și că sunt dezvoltate modalități de reducere a acestora.
Siguranța unei centrale nucleare
Toate sistemele sunt proiectate pentru centrale nucleare și de muncă, ținând cont de numeroasele indicații privind siguranța. De exemplu, conceptul de apărare în profunzime înseamnă existența mai multor bariere la răspândirea radiațiilor și substanțelor radioactive ionizante în mediu. Foarte similar cu principiul Kashchei Nemuritor: combustibil grupate în tablete, care sunt în barele de combustibil din zirconiu care sunt plasate într-un vas reactor de oțel, care este plasată într-un sistem de confinare din beton armat. Astfel, perturbarea uneia dintre barierele este compensată după cum urmează. Totul se face în orice accident substanțe radioactive au fost în zona de acces controlat.
Puterea termică la TPP este utilizată pentru încălzirea apei și producerea de abur (la centralele cu turbină cu abur) sau pentru producerea gazelor fierbinți (turbine cu gaz).
Principiul de funcționare este simplu.
Pentru producerea căldurii, combustibilul organic este ars în camera de combustie din cazanele termale cu eliberarea unei cantități mari de căldură, care transformă apa care circulă în țevi în abur. Combustibilul utilizat este cărbune, turbă, gaz natural, păcură, șisturi de petrol.
La centralele cu turbine cu abur (TPES), aburul produs în generatorul de abur (cazanul) acționează rotația turbinei cu abur rotor. conectat la arborele generatorului electric. După trecerea prin turbină, aburul se condensează și se transformă din nou în apă care intră în cazanul cu abur.
Turbinele cu aburi ale CET-urilor sunt conectate la generatoare electrice, de obicei direct, fără transmisii intermediare, care formează o unitate turbo. În plus, de regulă, unitatea de turbină este combinată cu generatorul de abur într-o singură unitate de putere, din care TPES puternice sunt apoi asamblate.
Figura 1. Diagrama unei centrale electrice cu condensare.
1 - boiler (cazan cu abur);
2 - turbină cu abur;
3 - condensatorul;
4 - pompe;
5 - rezervor de condens;
6 - turnul de răcire;
7 - turbogeneratorul;
8 - comutator
Principiile de funcționare a centralei hidroelectrice
Principiul funcționării astăzi a centralei hidroelectrice nu este mult mai complicat decât cel prin care a funcționat prima stație. Datorită lanțului de structuri hidraulice, presiunea apei este prevăzută cu forța necesară, care acționează asupra lamelor turbinei și acționează generatoarele. Doar astăzi pentru instalația hidroelectrică nu este nevoie să folosiți cascada Niagara. O centrală hidroelectrică poate genera, de asemenea, cantitatea potrivită de energie. Forța necesară de presiune este realizată prin ridicarea unui număr de baraje. Trebuie remarcat faptul că diferite tipuri de turbine sunt utilizate în centralele hidroelectrice. Principalul factor care afectează alegerea este forța de presiune.
Toate echipamentele electrice sunt amplasate în clădirea centralei hidroelectrice. În afară de sala mașinilor, unde sunt amplasate toate unitățile hidraulice, există departamente care conțin echipamente suplimentare, stație de transformare, dispozitive pentru monitorizarea și controlul funcționării centralei hidroelectrice etc.
Trebuie remarcat faptul că valoarea principală a centralelor electrice este că resursele regenerabile - apa sunt folosite pentru a genera energie electrică. Astfel, energia electrică primită are un cost mai mic, în comparație cu alte tipuri de centrale electrice.
Principiul funcționării motorului electric
Motoarele electrice sunt dispozitive în care energia electrică este transformată în energie mecanică. Principiul acțiunii lor se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică
Baza oricărei a mașinii electrice bazată pe principiul inducției electromagnetice. Mașina electrică cuprinde o parte -statora staționară (pentru asincrone și mașini de curent alternativ sincrone) sau inductor (pentru mașinile de curent continuu) și partea mobilă - rotorul (pentru mașinile de curent alternativ sincrone și asincrone) sau armături (mașini de curent continuu). În rolul de inductor în low-power motoare de curent continuu sunt adesea folosite magneți permanenți.
Ancora este o parte mobilă a mașinilor de curent continuu (motor sau generator) sau care lucrează pe același principiu al așa-numitului motor universal (care este folosit în scule electrice). De fapt, motorul universal este același motor DC cu excitație secvențială (înfășurarea armăturii și inductorul sunt conectate în serie). Diferența este numai în calculul înfășurărilor. La curentul direct nu există rezistență reactivă (inductivă sau capacitivă). Prin urmare, orice "bulgar", dacă extrage o unitate electronică din acesta, va fi complet operațional și la un curent constant, dar cu o tensiune mai mică a rețelei.
Principiul motorului trifazat asincron [
Atunci când este conectat la rețea, în stator se formează un câmp magnetic rotativ circular care perforează înfășurarea cu scurtcircuit a rotorului și induce un curent de inducție în acesta. Prin urmare, urmând legea lui Ampere (un dirijor cu un curent plasat într-un câmp magnetic, emf acționează), rotorul intră în rotație. Viteza rotorului depinde de frecvența tensiunii de alimentare și de numărul de perechi de poli magnetici.
Diferența dintre frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului și viteza rotorului este caracterizată printr-un vârf. Motorul este numit asincron, deoarece viteza de rotație a câmpului magnetic al statorului nu coincide cu viteza rotorului.
Motorul sincron are o diferență în proiectarea rotorului. Rotorul este realizat fie de un magnet permanent, fie de un electromagnet, sau are o parte dintr-o cușcă veveriță (pentru pornire) și permanent sau electromagneți. În motorul sincron, frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului și viteza rotorului sunt aceleași. Pentru a începe, utilizați motoare auxiliare de inducție sau un rotor cu o înfășurare scurtcircuitată.
Motoarele asincrone au găsit o largă aplicație în toate domeniile ingineriei. Acest lucru este valabil mai ales pentru motoarele asincrone trifazate simple și robuste, cu rotoare cu scurtcircuit, care sunt mai sigure și mai ieftine decât toate motoarele electrice și necesită practic nicio întreținere. Numele "asincron" se datorează faptului că într-un astfel de motor rotorul nu se rotește simultan cu câmpul rotativ al statorului. În cazul în care nu există o rețea trifazată, motorul de inducție poate fi conectat la o rețea de curent monofazat.
Statorul unui motor electric asincron constă, ca într-o mașină sincronă, dintr-un pachet recrutat din plăci lăcuite de oțel electric cu grosimea de 0,5 mm, în ale căror caneluri se înfășoară bobinajul. Trei faze ale înfășurării statorului unui motor trifazat asincron, decalat spațial cu 120 °, sunt conectate între ele printr-o stea sau printr-un triunghi.
Fig. 1 Motor asincron trifazat bipolar.
În Fig. prezintă o diagramă schematică a unei mașini bipolare - patru caneluri pe fază. Când înfășurările statorice sunt alimentate de la o rețea trifazată, se obține un câmp rotativ, deoarece curenții în fazele de înfășurare care sunt deplasați 120 ° în spațiu unul față de celălalt sunt la o distanță de 120 ° una față de cealaltă.
Pentru turația sincrată nc a câmpului de motor cu perechi de pol, frecvența curentă este valabilă.
La o frecvență de 50 Hz, obținem frecvențe sincrone de rotație a câmpului pentru = 1, 2, 3 (mașini cu două, patru și șase poli) = 3000, 1500 și 1000 rpm.
Rotorul unui motor electric asincron constă, de asemenea, din foi de oțel electric și poate fi realizat sub forma unui rotor scurtcircuitat (cu o "cușcă de veveriță") sau a unui rotor cu inele de contact (rotor de fază).
Într-un rotor scurtcircuit, înfășurarea constă din tije metalice (cupru, bronz sau aluminiu), care sunt amplasate în caneluri și conectate la capete prin inele de scurtcircuit (figura 1). Racordarea se face prin lipire sau sudare. În cazul aliajelor de aluminiu sau aluminiu, tijele de rotor și inelele de scurtcircuit, inclusiv lamelele ventilatorului situate pe ele, sunt fabricate prin turnare prin injecție.
La rotorul motorului electric cu inele de contact în caneluri există o înfășurare trifazată, similară cu înfășurarea statorului, inclusă, de exemplu, de o stea; Fazele încep să fie conectate la trei inele de contact fixate pe arbore. La pornirea motorului și la reglarea vitezei, este posibilă conectarea reostaturilor (prin inele de contact și perii) la fazele de înfășurare a rotorului. După o rulare reușită, inelele de contact sunt scurtcircuitate, astfel încât înfășurarea rotorului motorului să aibă aceleași funcții ca și în cazul unui rotor scurtcircuitat.
Principiul funcționării unităților de refrigerare
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: