Обоснование оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР

• Автор: Портянкин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Содержание

Список принятых сокращений.

Содержание.
Введение.

Глава 1 Анализ работ, выполненных по теме диссертации.

1. современном рынке водорода и кислорода и основные способы

их получения

1.2 Электролиз воды при получении водорода и кислорода

1.2.1 Современные разработки получения водорода электролизом воды

1.2.2 Эффективность электролиза воды при производстве и использовании водорода и кислорода.
1.3 Надежность и безопасность при получении, транспортировании, хранении и использовании водорода и кислорода на АЭС
1.3.1 Требования безопасности для водорода.
1.3.2 Требования безопасности для кислорода
1.3.3 Хранение и транспорт водорода на АЭС
1.4 Схемный анализ использования водорода и кислорода на АЭС
1.5 Цель и задачи исследования.
Глава 2 Схемы с использованием водородных технологий на АЭС.
2.1 Схемы с вытеснением паронарового перегрева пара на АЭС.
2.2. Схемы слабоперегрстого пара.
2.3 Схема использования электролиза на АЭС для повышения эффективности топливоиспользования
Глава 3 Выбор основного оборудования и оценка надежности и безопасности всего комплекса водородной надстройки
3.1 Выбор электролизеров и схемы хранения и транспорта водорода
и кислорода на АЭС.
3.2 Методика оценки и результаты расчета затрат и себестоимости получения водорода
3.3 Оценка надежности и безопасности комплекса водородной надстройки и всей АЭС.
3.3.1 Методика и расчет безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн при взрыве водорода в смеси с окислителем
3.3.2 Методика и оценка надежности и безопасности АЭС при
взрыве водорода в смеси с окислителем
Глава 4 Системная эффективность производства и использования водоро
да и кислорода на АЭС.
4.1 Эффективность производства водорода и кислорода на АЭС
в сравнении с другими методами.
4.2 Сравнение тарифов на электроэнергию от водородной надстройки
на АЭС и тарифов на пиковую энергию от энергосистемы .
4.3 Сопоставление эффективности ГАЭС и водородных надстроек
на АЭС для покрытия переменных нагрузок
Заключение.
Направление дальнейших исследований.
Список использованных источников


Схема компоновки водородо-кислородного парогенератора на АЭС в отдельном здании должна использоваться для действующих, так и перспективных АЭС, что удовлетворяет требованиям МАГАТЭ к современным и перспективным реакторным установкам. Присоединение паропровода от водородо-кислородного парогенератора к основному паропроводу турбины в этом случае можно осуществить в период планового ремонта турбоустановки и в короткие сроки. АЭС. Апробации результатов диссертационной работы. Изложенные в диссертации материалы докладывались: на внутривузовских конференциях молодых ученых СГТУ в , гг. Международных научных конференциях «Современные научно-технические проблемы теплоэнергетики и пути их решения» в г. Саратове - октября г. Портянкин А. В. Новые подходы повышения электрической мощности АЭС с ВВЭР при применении водородных технологий / Крылов М. К., Портянкин А. В. // Проблемы энергетики. Казань: Изд-во Казан, гос. С.0-4. Пат. Российская Федерация, МПК G D 3/. Способ работы АЭС с водо-водяными энергетическими ядерными реакторами / В. Л. Хру-сталев, А. И. Баженов, A. B. Портянкин, П. В. Данилов -№/; заявл. Бюл. Портянкин А. В. Эффективность использования дополнительного количества пара, полученного в водородной надстройке на АЭС с ВВЭР- // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Сб. Вып. Саратов: Изд-во Сарат. С.-. Портянкин А. В. Вопросы эффективности водородного производства на базе энергии АЭС / В. А. Хрусталсв, А. В. Портянкин // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Сб. Вып. Саратов: Изд-во Сарат. С.-. Портянкин А. В. Схемно-параметрическое совершенствование энергоблоков АЭС с реактором ВВЭР- на основе водородных технологий // Молодые ученые - науке и производству: материалы конф. СГТУ. Саратов, . С. 6-9. Портянкин А. В. Использование водородных технологий для< повышения температуры пара перед турбоустановкой АЭС с ВВЭР- / В. А. Хрусталев, А. В. Портянкин // Проблемы электроэнергетики: Сб. Саратов: Изд-во РИЦ СГТУ, . С.-. Портянкин А. В. Выбор системы хранения и транспортировки водорода и кислорода на площадке АЭС // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Сб. Вып. Саратов: Изд-во Сарат. С.-. Объем диссертации составляет 2 страницы. Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы. В первой главе дан анализ работ, выполненных по теме диссертации. Приведены основные характеристики водорода как топлива. Приведены требования, предъявляемые к водороду и кислороду различной частоты. Показаны рыночные цены на водород и кислород различной чистоты. Приведены стоимостные показатели производства водорода различными методами. Анализируются современные разработки получения водорода электролизом воды. Проведен общий анализ безопасности при получении, транспортировании, хранении и использовании водорода и кислорода. Рассмотрены способы хранения и транспорта водорода. Анализируются схемы использования водорода и кислорода на АЭС. Выполненный обзор по исследованию и обоснованию оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР выявил некоторые недостатки в имеющихся научных подходах к решению указанной задачи. Не в полной мере обосновываются системные техникоэкономические решения, требует доработки и уточнения многофакторная экономико-энергетическая модель анализа эффективность атомно-водородной энергетики на базе АЭС с ВВЭР. Не учтена наблюдаемая динамика стоимостных исходных (базовых) данных. В связи с этим поставлены цель и основные задачи диссертации. Во второй главе приводятся результаты расчета схем с производством и использованием водородных технологий на АЭС. Рассмотрены схемы с вытеснением паропарозого перегрева пара на АЭС, позволяющие получать дополнительную электрическую мощность за счет водородных технологий. Рассмотрены схемы с получением слабоперегретого свежего пара. Предложены и обоснованы критерии и коэффициенты, характеризующие эффективность работы водородной надстройки в составе АЭС с ВВЭР. Разработана схема использования электролиза на АЭС для повышения эффективности топливоиспользования.