Prototype this по-русски - выпуск 70. Не огнем, но маневром.
Продолжаем наш праздник творческих идей в области ядерной энергетики.
Совершенно случайно пришла в голову следующая шняга.
Промышленная энергетическая сеть может существовать только тогда, когда выработка энергии и потребление энергии находятся в равновесии. Поскольку потребление энергии с течением времени изменяется, и сильно - возникает проблема управления генерацией. Вот суточный график потребления энергии:
Как легко видеть, потребная выработка мощности колеблется в очень широких пределах. Вместе с тем, ядерные реакторы обладают очень слабой возможностью дросселирования. То есть, диапазон рабочих мощностей для них невелик. Более того, в силу физических процессов, происходящих на переходных режимах работы промышленных реакторов, предполагает их обязательное полное выключение и отстой (отдых), чтобы избежать т.н. "йодной ямы", по достижении определенных параметров активной зоны.
Вот Чернобыльский реактор не стали сразу останавливать, мощностью поигрались - и доигрались...
В силу описанного ядерные энергетические установки обычно дополняются другими источниками энергии - ТЭЦ, ГЭС и т.д., которые, собственно, и обеспечивают маневр мощностью на всю глубину необходимых изменений. А это, в свою очередь, означает необходимость сжигания углеводородов (где ж на вас рек-то напасешься, потребители?). То есть - ядерная энергетика в своем промышленном исполнении не становится зеленой от слова совсем - так, слегка улучшает экологическую обстановку. Есть ли способ избавиться от проблемы недостаточной глубины дросселирования без необходимости сжигания невозобновляемых ресурсов, при том, что АЭС сами по себе не являются дросселируемыми источниками?
Ребята, ну вы же уже все поняли...
И ключевая идея, которая нам потребуется, высказана в прошлом выпуске. Ядерный реактор - это не только ядерная, но и тепловая машина. А уж с тепловыми машинами-то мы много чего делать умеем...
Вот знаменитая севильская солнечная башня. Ее особенность заключается в том, что будучи солнечной электростанцией, она продолжает вырабатывать энергию и в ночное время. Почему? Потому что она преобразует солнечный свет в тепло, а тепло аккумулирует в массе соляного раствора, каковой соляной раствор, будучи источником тепла для уже обычной теплоэлектростанции - точнее даже гидротермальной, по контрукции своей, станции - медленно охлаждаясь в течении ночи, позволяет поддерживать выработку энергии на приемлемом уровне.
Солнце может спрятаться за тучи на какое-то время, но поскольку источником энергии для процесса генерации служит не само солнце, а разогретая масса солей - генерация будет непрерывной, и будет непрерывной на том уровне, который нужен потребителю.
Маневр мощностью в солнечной башне производится не за счет управления интенсивностью "реакции", а за счет управления отбором мощности из теплового аккумулятора.
В случае включения теплового аккумулятора в схему преобразования энергии на АЭС, можно совершать глубокий маневр вырабатываемой энергией без существенного изменения режима работы реактора за счет возможностей теплового аккумулятора по накоплению-отдаче вырабатываемого тепла.
Иными словами, речь идет о том, что вместо привычной ТЭЦ-подобной схемы электростанции, в которой источником тепла для генерации является непосредственно реактор, мы используем солнечно-башенную архитектуру, вставляя в разрыв между первым и вторым контурами управляемый контур отбора - подачи тепла в/из теплового аккумулятора. Да, управление генерацией по мощности выработки все равно требуется производить - но это управление задевает только турбинно-генераторный комплекс. А реактор продолжает работать в стабильном рабочем режиме.
В случае использования подобной схемы АЭС, снабженная контуром теплоаккумулирования, способна осуществлять глубокий маневр по мощности в течении суток, тем самым снижая потребность в традиционных источниках "управляемой" энергии - ТЭЦ и ГЭС - для поддержания суточной выработки в требуемых потребителем параметрах.
УПД. Надеюсь, Росатом уже бежит, роняя тапки, патентовать? :)
Совершенно случайно пришла в голову следующая шняга.
Промышленная энергетическая сеть может существовать только тогда, когда выработка энергии и потребление энергии находятся в равновесии. Поскольку потребление энергии с течением времени изменяется, и сильно - возникает проблема управления генерацией. Вот суточный график потребления энергии:
Как легко видеть, потребная выработка мощности колеблется в очень широких пределах. Вместе с тем, ядерные реакторы обладают очень слабой возможностью дросселирования. То есть, диапазон рабочих мощностей для них невелик. Более того, в силу физических процессов, происходящих на переходных режимах работы промышленных реакторов, предполагает их обязательное полное выключение и отстой (отдых), чтобы избежать т.н. "йодной ямы", по достижении определенных параметров активной зоны.
Вот Чернобыльский реактор не стали сразу останавливать, мощностью поигрались - и доигрались...
В силу описанного ядерные энергетические установки обычно дополняются другими источниками энергии - ТЭЦ, ГЭС и т.д., которые, собственно, и обеспечивают маневр мощностью на всю глубину необходимых изменений. А это, в свою очередь, означает необходимость сжигания углеводородов (где ж на вас рек-то напасешься, потребители?). То есть - ядерная энергетика в своем промышленном исполнении не становится зеленой от слова совсем - так, слегка улучшает экологическую обстановку. Есть ли способ избавиться от проблемы недостаточной глубины дросселирования без необходимости сжигания невозобновляемых ресурсов, при том, что АЭС сами по себе не являются дросселируемыми источниками?
Ребята, ну вы же уже все поняли...
И ключевая идея, которая нам потребуется, высказана в прошлом выпуске. Ядерный реактор - это не только ядерная, но и тепловая машина. А уж с тепловыми машинами-то мы много чего делать умеем...
Вот знаменитая севильская солнечная башня. Ее особенность заключается в том, что будучи солнечной электростанцией, она продолжает вырабатывать энергию и в ночное время. Почему? Потому что она преобразует солнечный свет в тепло, а тепло аккумулирует в массе соляного раствора, каковой соляной раствор, будучи источником тепла для уже обычной теплоэлектростанции - точнее даже гидротермальной, по контрукции своей, станции - медленно охлаждаясь в течении ночи, позволяет поддерживать выработку энергии на приемлемом уровне.
Солнце может спрятаться за тучи на какое-то время, но поскольку источником энергии для процесса генерации служит не само солнце, а разогретая масса солей - генерация будет непрерывной, и будет непрерывной на том уровне, который нужен потребителю.
Маневр мощностью в солнечной башне производится не за счет управления интенсивностью "реакции", а за счет управления отбором мощности из теплового аккумулятора.
В случае включения теплового аккумулятора в схему преобразования энергии на АЭС, можно совершать глубокий маневр вырабатываемой энергией без существенного изменения режима работы реактора за счет возможностей теплового аккумулятора по накоплению-отдаче вырабатываемого тепла.
Иными словами, речь идет о том, что вместо привычной ТЭЦ-подобной схемы электростанции, в которой источником тепла для генерации является непосредственно реактор, мы используем солнечно-башенную архитектуру, вставляя в разрыв между первым и вторым контурами управляемый контур отбора - подачи тепла в/из теплового аккумулятора. Да, управление генерацией по мощности выработки все равно требуется производить - но это управление задевает только турбинно-генераторный комплекс. А реактор продолжает работать в стабильном рабочем режиме.
В случае использования подобной схемы АЭС, снабженная контуром теплоаккумулирования, способна осуществлять глубокий маневр по мощности в течении суток, тем самым снижая потребность в традиционных источниках "управляемой" энергии - ТЭЦ и ГЭС - для поддержания суточной выработки в требуемых потребителем параметрах.
УПД. Надеюсь, Росатом уже бежит, роняя тапки, патентовать? :)