ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
__________ С.Б. Бурухин
«___» _______ 200__ г.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
СД.08 Атомные электрические станции
для студентов специальности 140404 – «Атомные электростанции и установки» направления 140400 – «Техническая физика».
Форма обучения: заочная
Объем дисциплины и виды учебной работы по заочной форме в соответствии с учебным планом.
| Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
| Общая трудоемкость дисциплины | |||||
| Аудиторные занятия | - | ||||
| Лекции | - | ||||
| Практические занятия и семинары | - | - | |||
| Курсовой проект | |||||
| Самостоятельная работа | |||||
| Вид контроля | зачет | экзамен | Зачет с оценкой |
Обнинск 2008 г.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 140400 – Техническая физика.
Программу разработал
_________________ Слободчук В.И., доцент, к.т.н.
Программа рассмотрена на заседании кафедры ОиЭ ЯЭУ
(протокол №_____от________200 г.)
Заведующий кафедрой ОиЭ ЯЭУ
_____________________/Лескин С.Т./
«____»____________200 г.
СОГЛАСОВАНО
Председатель Учебно-методического Декан факультета заочного обучения управления
____________________Ю.Д. Соколова __________________Росляков А.А.
«_________»______________200 г.
Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
Целью изучения данной дисциплины является формирование у студента знаний теоретических основ, методик расчета и технологии производства электрической и тепловой энергии на АЭС, состав и принципы работы основного оборудования и тепловых схем. Курс "Атомные электрические станции" является одним из основных профилирующих курсов специальности 14.04 00 - "Атомные электростанции и установки" (квалификация - инженер).
Успешное освоение студентами программы курса позволит им творчески работать над дипломным проектом и подготовиться к самостоятельной работе на атомных электростанциях. В курсе рассматриваются основные технические аспекты выбора рабочих циклов ЯЭУ, проектирования и эксплуатации атомных станций (АЭС), анализируются различия энергоблоков с реакторами разных типов. Особое внимание уделяется выбору оптимальных научно-технических решений по отдельным системам и элементам схем АЭС при их проектировании и эксплуатации.
Курс "Атомные электрические станции" базируется на сведениях, полученных студентами из курсов "Техническая термодинамика", "Механика жидкости и газа", "Тепломассообмен в энергетическом оборудовании", "Физика ядерных реакторов", "Материаловедение", "Ядерные энергетические реакторы", "Парогенераторы АЭС", "Теплогидравлический расчет реакторов".
Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
После изучения курса студент должен
знать: основные технологические схемы энергоблоков с разными типами реакторов; назначение, принципы работы, технические характеристики и место основного технологического оборудование в процессе производства электроэнергии и тепла на АЭС; методы проведения технических расчетов и определения экономической эффективности;
уметь: обосновывать и выбирать оптимальные рабочие параметры основного технологического оборудования, выбирать оптимальные научно-технические решения по отдельным системам и элементам АС;
иметь навыки: расчета тепловых схем АС; подбора основного технологического оборудования по его рабочим характеристикам; работы с технической документацией и литературой.
Содержание дисциплины
Содержание лекционной части курса
Тема 1. Введение. Состояние и развитие атомной энергетики. Типы АЭС и их основное оборудование. Место АЭС в энергосистеме. (2 часа)
Типы АЭС и их классификация. Принципиальные технологические схемы АЭС и атомных станций теплоснабжения (АСТ), их характеристики и требования, предъявляемые к основному технологическому оборудованию.
Графики электрической и тепловой нагрузок, их виды (суточные, годовые, по роду технологической нагрузки) и характеризующие их коэффициенты. Базовая, полупиковая и пиковая части графиков нагрузок.
Литература: (4), гл.1,2.
Методические указания
Следует четко представлять, что график работы АЭС определяется потребителем. Кроме того, графики теплового и электрического потребления существенно различаются. Это предъявляет к типу атомных станций и их основному технологическому оборудованию ряд существенных требований, выполнение которых удорожает станцию, усложняет ее эксплуатацию. Компенсация возможного вредного влияния АЭС на окружающую среду, необходимость предотвращения специфических последствий возможных аварий не только еще более усложняет вопросы проектирования, строительства, монтажа и эксплуатации АЭС, но и требует постоянного совершенствования решений этих вопросов на основе практического опыта и новейших достижений науки и техники.
Контрольные вопросы
1. Какие требования накладывает на режим работы АЭС вид суточного графика электрической нагрузки?
2. На какие части делится график нагрузки по уровню потребления энергии? Как «заполняется» график нагрузки различного рода электростанциями?
3. Каковы основные технологические особенности АЭС, АТЭЦ, АСТ?
4. Каковы основные направления развития типов реакторов для ядерных энергетических установок?
5. Каковы возможные вредные последствия воздействия АЭС на окружающую среду и какие конструктивно-технологические решения выполняют на АЭС для предотвращения этих последствий?
6. Каковы возможные опасности нарушения технологического режима выработки энергии на АЭС и какие конструктивно-технологические решения предусмотрены на них для предотвращения такой опасности?
Тема 2. Выбор параметров. Тепловая экономичность АЭС. (2 часа).
Термодинамические циклы АЭС, их основные параметры, термический к.п.д.
Начальные параметры АЭС, их влияние на экономичность цикла. Уровень начальных параметров рабочего цикла на АЭС. Выбор и обоснование конечных параметров рабочего цикла на АЭС.
Показатели тепловой экономичности АЭС: коэффициенты полезного действия, удельный расход теплоты и пара. Пути повышения тепловой экономичности.
Литература: (4), гл. 4.
Контрольные вопросы
1. Изобразите в Т-s диаграмме термодинамический цикл с турбиной на перегретом и насыщенном паре. Расскажите о соответствии размеров площади цикла количеству полезно используемой теплоты.
2. Что такое термический к.п.д.? В каких случаях можно записать его выражение через начальную и конечную температуры цикла?
3. Как влияет на величину термического к.п.д. рост начальной температуры цикла? Что ограничивает начальную температуру цикла на тепловых и атомных электростанциях?
4. Как влияет на термический к.п.д. изменение конечной температуры цикла? Что ограничивает ее снижение?
5. Как влияет на термический к.п.д. уровень начального и конечного давлений рабочего тела?
6. Охарактеризуйте преимущества, получаемые при перегреве пара. Можно ли на АЭС получить промежуточный перегрев?
7. Охарактеризуйте отличия в реальном и идеальном процессах расширения пара в турбине. Каким к.п.д. оцениваются эти отличия?
8. Охарактеризуйте потери в процессе преобразования энергии теплоты подведенного к турбине пара в электроэнергию.
9. Что такое расход электроэнергии и теплоты на собственные нужды? Укажите основных потребителей.