Информация о курсе

О курсе

Курс предназначен для студентов специальности 14.05.02 «Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг»

В электронном курсе «Термодинамические циклы АЭС» рассматриваются термодинамические основы технологий атомной энергетики, изучаются процессы и циклы в паротурбинных и газотурбинных установках атомных станций с ядерными реакторами различных типов; приводятся схемы, термодинамические диаграммы, формулы для расчета эффективности процессов и циклов. Анализируются перспективные термодинамические циклы для энергоблоков с газоохлаждаемыми реакторами и реакторами на быстрых нейтронах.

После успешного освоения дисциплины студент способен:

РД-1 Знать термодинамические процессы, происходящие в оборудовании атомных электростанций, и уметь рассчитывать параметры этих процессов.

РД-2 Использовать методы термодинамического анализа и рассчитывать эффективность термодинамических циклов.

РД-3  Владеть опытом учета технико-экономических факторов при расчете реальных процессов и циклов атомных электростанций с ядерными реакторами  различных типов.

Знания и умения, полученные в курсе, помогут студенту:

• анализировать состояния, процессы и циклы рабочего тела атомных станций;
• пояснять термодинамические принципы преобразования энергии в аппаратах и агрегатах;
• объяснять основные функции основных аппаратов и агрегатов атомных станций;
• соотносить изображение процессов в термодинамических диаграммах и схемы установок атомных станций;
• определять эффективность термодинамических циклов и турбоустановок;
• обосновывать способы повышения эффективность термодинамических циклов и турбоустановок.

специальность 14.05.02 «Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг»

1. Введение. Основные понятия термодинамики

Энергия, теплота, работа, рабочее тело, параметры, идеальный газ, вода и водяной пар, термодинамическая система, диаграммы состояния, термодинамические процессы, циклы, термический КПД обратимого цикла, цикл Карно, удельная теплоемкость, первый закон термодинамики, первый закон термодинамики для потока, понятие энтальпии, второй закон термодинамики, энтропия, анализ термодинамических циклов, применение метода карнотизации для анализа эффективности произвольных циклов, цикл Карно на насыщенном паре/ 

2. Эффективность турбоустановки, работающей по циклу Ренкина

Цикл Ренкина на насыщенном паре, его преимущества перед циклом Карно Цикл Ренкина на перегретом паре. Показатели эффективности турбоустановки, матрица КПД.

Способы повышения экономичности цикла Ренкина; влияние начального давления, начальной температуры и конечного давления на КПД цикла Ренкина, технические и технико-экономические ограничения параметров.

3. Способы повышения эффективности паротурбинной установки

Газовый и паропаровой (свежим и отборным паром) промежуточный перегрев пара в установках перегретого пара; сепарация, двухкратная сепарация, сепарация и промежуточный перегрев, сепарация и двухступенчатый промежуточный перегрев в установках насыщенного пара. 

Регенеративный подогрев питательной воды: теоретический регенеративный цикл, предельный регенеративный цикл, его неосуществимость, влияние РППВ на КПД установки, зависимость КПД установки от числа подогревателей и температуры питательной воды. Влияние типа подогревателя на КПД установки.

4.  Перспективные термодинамические циклы 

Циклы газотурбинных установок. Цикл простой ГТУ открытого типа.   Циклы для реакторов на быстрых нейтронах: циклы на парах металлов, бинарные циклы; циклы для высокотемпературных газовых реакторов и др.  Способы повышения КПД цикла ГТУ: регенерация теплоты, теплофикация, одноконтурная ГТУ замкнутого типа с газоохлаждаемым реактором.

доцент Научно-образовательного центра И.Н.Бутакова Инженерной школы энергетики Национального исследовательского Томского политехнического университета

Степень, ученое звание: к.т.н., доцент

Ссылка на сайт: https://portal.tpu.ru/SHARED/a/ANTON