Вплив тиску в конденсаторі турбіни на ефективність теплопостачання АЕС з тепловим насосом
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.68.2023.04Ключові слова:
АЕС, тепловий насос, теплофікаційна установка, ексергетичний ККДАнотація
Використання теплового насосу для теплопостачання дозволяє практично припинити теплове забруднення довкілля взимку при роботі теплових та атомних електростанцій. Якщо у якості низько потенційного джерела енергії теплового насосу (ТН) використати конденсатор парової турбіни, кількість відпущеної теплової енергії буде дорівнювати сумі теплової потужності конденсатора АЕС та потужності компресорів теплового насосу. З точки зору екологічної безпеки теплопостачання за рахунок комбінування електростанцій з тепловим насосом є актуальною задачею. Але відомо, що додаткова електрична потужність ТЕЦ через відсутність теплофікаційних відборів буде менша за потужність компресорів ТН. Таким чином з точки зору термодинамічної ефективності використання теплового насосу програє традиційній теплофікаційній установці (ТФУ). Метою роботи є визначення впливу кінцевого тиску в конденсаторі на термодинамічну ефективність атомної ТЕЦ з тепловим насосом. Розроблено математичну модель теплової схеми турбоустановки АЕС К-1000-5,8/1500 при роботі літом та взимку з ТФУ. При відпуску теплоти взимку у кількості 230 МВт електрична потужність блоку знижується на 43,5 МВт. Розроблено математичну модель теплового насосу, низько потенційним джерелом енергії для якого використовується конденсатор парової турбіни. Для забезпечення відпуску 230 МВт теплоти потужність компресору ТН має бути 48,4 МВт. Таким чином, якщо замінити ТФУ на ТН тієї ж потужності, електрична потужність знизиться на 4,8 МВт. Проведено розрахунки відносно впливу кінцевого тиску в конденсаторі на ексергетичний ККД АТЕЦ з ТН, який використовує всю потужність конденсатору турбіни. Аналіз отриманих результатів показав, що з підвищенням кінцевого тиску в конденсаторі ексергетичний ККД через підвищення відпущеної електричної потужності збільшується. Це пояснюється збільшенням коефіцієнта перетворення енергії теплового насосу.
Завантаження
Посилання
Increasing the Efficiency of NPP by Using the Heat Pump for Heat Supply / Kravchenko V., Kolykhanov М., Muromsky E., Vysotsky Yu., Galatsan M., Overchenko A. Proceedings of the 13th International Conference of the Croatian Nuclear Society. Zadar, Croatia, June 5–8, 2022. Р. 120-1–120-10. URL: https://nuclear-option.org/wp-content/uploads/2022/11/S3-120.pdf.
Milana Treshcheva, Irina Anikina, Dmitry Treshchev, Sergey Skulkin. Heat Pump Capacity Selection for TPPs with Various Efficiency Levels. Energies. 2022. 15(12), 4445. DOI: https://doi.org/10.3390/en15124445.
Ефимов Н.Н., Папин В.В., Малышев П.А., Безуглов Р.В. Анализ использования тепловых насосов на тепловых и атомных электростанциях. Технические науки. 2010. № 4. С. 35–39.
Чиркин Н. Б., Кузнецов М. А., Шерстов М. А., Стенников В. Н. Потенциальная возможность и техническая рациональность применения теплонасосных технологий при комбинированном производстве электрической и тепловой энергии. Проблемы машиностроения. 2014. Т. 17, № 1. С. 11–20.
Щеклеин С.Е., Ташлыков О.Л., Дубинин А.М. Повышение энергоэффективности АЭС. Ядерная энергетика. 2015. №4. С. 15–25.
Радечко Е.Н. Возможности использования турбонасосной установки путем утилизации низкопотенциального промышленного тепла турбин. Актуальные проблемы энергетики : материалы 72-й научно-технической конференции студентов и аспирантов. Минск : БНТУ, 2016. С. 530–533. URL: https://rep.bntu.by/handle/data/29235.
OCHSNER energy technology! Heat pumps for high outputs. OCHSNER HEAT PUMPS. URL: https://www.ochsner.com/en/ochsner-products/high-capacity-heat-pumps/.
Xu Z.Y., Mao H.C., Liu D.S., Wang R.Z. Waste heat recovery of power plant with large scale serial absorption heat pumps. Energy. 2018. Vol. 165, Part B. P. 1097–1105. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.10.052.
Паровые и газовые турбины для электростанций / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин и др. М. : Издательский дом МЭИ, 2008. 556 с.
Кіров В.С. Теплові схеми турбоустановок АЕС і їх розрахунок. Київ : Астропрінт, 2004. 212 с.
Дубковський В.О. Термодинамічний аналіз та оптимізація АЕС. Одеса : Наука і техніка, 2004. 48 с.
