Проект АЭС мощностью 2000 МВт (стр. 1 из 7)

Институт ядерной энергетики (филиал) Санкт-Петербургского

Государственного политехнического университета в г. Сосновый Бор

Кафедра ПиЭ АЭС

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Атомные электрические станции»

«Проект АЭС мощностью 2000 МВт »

Выполнил студент: Зайцев А.В.

Группа: 5247/2

Руководители:

Профессор: Серов А.Е.

Доцент: Корнев В.К.

Сосновый Бор.

2009г.


Содержание

1. Характеристики региона и обоснование строительства АЭС

2. Основное оборудование АЭС и его характеристики

2.1 Реактор

2.2 Турбина

2.3 Генератор

3. Построение рабочего процесс расширения пара в турбинной установке и определение параметров пара и воды в элементах схемы

3.1 Описание тепловой схемы энергоблока АЭС

3.2 Построение рабочего процесса расширения пара в турбине

3.3 Определение параметров конденсата и питательной воды

4. Расчёт тепловой схемы на номинальном режиме работы оборудования

4.1 Определение долей расхода пара и воды в элементах схемы

4.1.1 Сепаратор

4.1.2 Пароперегреватель

4.1.3 Парогенератор

4.1.4 Смеситель

4.1.5 ПВД-7

4.1.6 ПВД-6

4.1.7 Деаэратор

4.1.8 ПНД-5

4.1.9 ЦВД

4.1.10 Турбопривод

4.1.11 ПНД-4

4.1.12 ПНД-3

4.1.13 ПНД -2 смешивающего типа

4.1.14 ПНД -1 смешивающего типа

4.1.15 Контроль материального баланса

4.2 Определение расходов пара и воды в элементах схемы

4.3 Определение мощности турбины по отсекам

5. Расчет и выбор вспомогательного оборудования АЭС

5.1 Сепаратор-пароперегреватель

5.2 Регенеративные подогреватели

5.3 Деаэратор

5.4 Конденсатные насосы

5.5 Питательные насосы

5.6 Система технического водоснабжения

6. Технико-экономические показатели работы электростанции

7. Компоновка оборудования в главном здании АЭС

Литература


1. Характеристики региона и обоснование строительства АЭС

Калининградская область расположена на юго-восточном побережье Балтийского моря и является самой западной территорией России. Площадь области - 15,1 тыс. кв. км одна из самых маленьких территорий России, по плотности населения (63 человека на кв.м) занимает третье место. Численность населения области на 1 января 2001 года составляет 946,0 тысяч.

Прирост населения начиная с 1992 года происходит только за счет миграции: 60% населения не являются уроженцами области, 46,8% прибывших в полуанклав – жители СНГ. Национальный состав различный всего 97 национальностей и народностей. Область достаточно урбанизирована: 22 города и 5 поселков городского типа. Крупные города области: Калининград, Советск, Черняховск, Гусев, Балтийск; 1096 сельских населенных пунктов.

На территории области расположено уникальное, единственное в мире промышленное месторождение янтаря - до 90% всех разведанных мировых зaпacoв. Климат области переходный от умеренно-континентального к морскому. Среднегодовая температура около 8°С. Средне летняя температура 17°С; средне зимняя температура -3°С.

Экономика.

После распада СССР город испытал на себе общий для всей России экономический кризис, который затянулся из-за ослабленного состояния производственной сферы, а также удалённого, анклавного ,положения Калининградской области. Вступление в силу Федерального закона об Особой экономической зоне смягчило экономический кризис, но полностью ликвидировать его не смогло.

Примерно с 1999 года можно говорить о небольшом экономическом подъёме Калининградской области, вызванном общим ростом экономической стабильности в России в целом, а также ростом международных инвестиций и выгодным геополитическим положением региона. Восстановлено производство на важных предприятиях области — Вагоностроительном заводе (1998), Судостроительном заводе «Янтарь» (бывшая судоверфь «Шихау»), Калининградгазавтоматика (КГА). В области созданы принципиально новые для региона производства. Например, в Калининграде появилось автомобилестроительное предприятие «Автотор», (1996) собирающее автомобили по лицензиям концернов БМВ (Германия), КИА (Корея), «Дженерал моторс» (США).

Растёт грузооборот Калининградской Железной дороги и Калининградского морского торгового и рыбного портов. Нефтяные терминалы, расположенные в акватории Калининградского морского канала, обеспечивают экспорт из России в страны Западной Европы и Скандинавии более 2-х млн. тонн нефтепродуктов в год.

Энергетика.

На территории Калининградской области действуют следующие типы электростанций: ТЭС, ГЭС малой мощности и нетрадиционные источники энергии, использующие силу ветра. Суммарная установленная мощность электростанций на конец 2008 г. составляла 647,1 МВт.

Потребление электроэнергии в Калининградской области в 2008 году составило 3973 млн.кВт.ч, при этом выработка электроэнергии собственными энергоисточниками составила 2829 млн.кВт.ч, в т.ч. Калининградской ТЭЦ-2 – 2689 млн.кВт.ч. Остальная часть энергии восполняется поставками с Игналинской АЭС Литовской Республики. Пропускная способность трех ВЛ 330 кВ и трех ВЛ 110 кВ, по которым осуществляются поставки электроэнергии в регион, в нормальных режимах оценивается величиной 680 МВт.

Калининградская область остается регионом, энергетически зависимым от соседних государств, так как надежность и бесперебойность ее электроснабжения зависит от транзитных перетоков мощности и энергии по электрическим связям ЕЭС России и взаимоотношений со странами-транзитерами.

В 2008 году при участии Правительства области ОАО «Институт «Энергосетьпроект» (г. Москва) разработал Генеральную Схему энергоснабжения Калининградской области на период до 2016 года и с перспективой до 2022 года с учетом программы социально-экономического развития региона.

Вопрос обеспечения энергетической безопасности региона и эффективного социально-экономического развития. Правительство области связывает с развитием собственных генерирующих мощностей. Завершением строительства в 2010 году Калининградской ТЭЦ-2 в составе двух энергоблоков, строительством Балтийской атомной электростанции; строительством генерирующих мощностей с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии в городах, имеющих развитую систему централизованного теплоснабжения; развитием возобновляемых источников энергии.

Выбор места строительства.

АЭС в составе двух энергоблоков предполагается разместить на территории Калининградской области в 120 км от г. Калининград, в 60 км от побережья Куршского залива и в 10-20 км к юго-востоку от г. Неман.

Основные требования к выбору места строительства АЭС диктуются стремлением уменьшить стоимость строительства и способствовать повышению экономичности и надежности эксплуатации. А так же повышению экономики региона в целом.

Такой мощной электростанции, как проектируемая, предстоит работать в электрической системе, поэтому площадка для строительства должна обеспечить удобный вывод линий электропередачи высокого напряжения. По размерам площадка выбирается достаточной для рационального по условиям технологического процесса размещения всех необходимых зданий и сооружений. Должна быть обеспечена простая и удобная связь с железной дорогой, пользоваться которой придётся с начала строительства и в процессе эксплуатации (подвоз топлива, обращение с РАО).

В отношении промышленных предприятий, а особенно атомных станций существуют Государственные правила проектирования: 1) «Общие положения обеспечения безопасности атомных станций» ПНАЭ Г-1-011-97 (НТБ 25807);

2) «Сан.Пин 2.6.1.24-03. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций» СП АС-03 (НТБ 26240);

3) «Правила безопасности при обращении с радиоактивными отходами атомных станций» НП-002-04 (НТБ 26362);

4) «СП2.6.61168-02. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-2002)»;


2. Основное оборудование АЭС и его характеристики

2.1 Реактор

Реактор ВВЭР-1000 относится к реакторам корпусного типа с водой под давлением. Вода является теплоносителем и замедлителем нейтронов.

Верхняя часть: крышка шахты реактора, верхний блок реактора, крышка реактора (покрытая теплоизоляцией), система термоконтроля и контроля энерговыделений, система охлаждения чехлов приводов СУЗ.

Нижняя часть: корпус реактора, бак сухой защиты, входные и выходные трубопроводы (в том числе САОЗ), ферма, внутрикорпусные устройства (шахта, корзина или выгородка, блок защитных труб и др.). Корпус покрыт теплоизоляцией.

Одним из ответственных узлов реактора типа ВВЭР является корпус высокого давления. Металл корпуса находится в условиях интенсивного нейтронного облучения в течение всего срока службы, который составляет около 30 лет.

Корпус реактора представляет собой цилиндр с эллиптическим днищем. Изготовлен из цельнокованых обечаек, соединенных сваркой. Предназначен для размещения внутрикорпусных устройств. Работает под внутренним давлением. Корпус реактора ВВЭР-1000 изготавливается из перлитной стали 15Х2НМФА и покрывается изнутри наплавкой из аустенитной стали. Масса 400 т. Размеры корпуса ВВЭР-1000 – 4,69´10,88 м.

Активная зона представляет собой набор из 151 ТВС. Каждая ТВС представляет собой сборку из 317 твэлов и 12 трубок для размещения органов регулирования. Топливом служит UO2 различного обогащения.

Компенсация избыточной реактивности в общем случае осуществляется с использованием жидкого поглотителя (борное регулирование), механических стержней СУЗ и выгорающих поглотителей. В ВВЭР-1000 используется кластерное регулирование, при котором регулирующие органы в виде пучков тонких стержней, которые размещаются практически в каждой тепловыделяющей кассете и вводятся в специальные направляющие трубки.

Основные технические характеристики реактора ВВЭР-1000 [1, с. 136] Мощность, МВт

электрическая - 1000;

тепловая - 3000;

Расход воды через реактор, м3/ч - 84 000;