Тепловое аккумулиров ание энергии

Тепловое аккумулирование на атомных электростанциях

Тепловое аккумулирование на АЭС еще более перспек­тивно, чем для станций, работающих на угле. Это объясня­ется следующими соображениями:

а) аккумулирование энергии на АЭС позволяет изба­виться от использования не только нефтепродуктов, но и ор­ганического топлива вообще;

б) ядерное топливо сравнительно недорого;

в) начальные затраты на реакторный блок очень высоки, и аккумулирование энергии позволяет максимально исполь­зовать эту существенную составляющую затрат;

г) циклическая работа атомного реактора вредна для топ­ливных элементов, а аккумулятор позволяет снизить до ми­нимума температурные колебания.

Таким образом, аккумулирование энергии обеспечивает наиболее безопасный и экономичный режим работы реактора [7.20, 7.21]. Использование АЭС с аккумулированием энергии для покрытия пиковых нагрузок снизит также потребность в специальных пиковых установках, а также использование дефицитных и дорогих сортов топлива для покрытия пиковых нагрузок (легкие фракции нефти, керосин и природный газ).

Тепловое аккумулирование в пределах самой АЭС пред­ставляется одним из наиболее перспективных вариантов ак­кумулирования энергии. Однако существуют ограничения:

а) по соображениям радиационной безопасности будет трудно обеспечить тепловое аккумулирование в первичном контуре;

б) аккумулирование затруднительно, если турбина и гене­ратор уже работают на предельной мощности.

Последнее ограничение относится к водо-водяным реак­торам, мощность единичных блоков которых в настоящее время достигает 1200—1300 МВт, но не касается некоторых типов реакторов, например канадского реактора на тяжелой воде CANDU с единичной мощностью около 600 МВт. По­этому для применения совмещенного теплового аккумулиро­вания в некоторых случаях будет достаточно имеющихся турбин, выдерживающих перегрузку, для других же потре­буются специальные пиковые турбины. Даже если перегрузка основной турбинной установки в принципе возможна, тем не менее существует тенденция к разделению агрегатов ба­зисной нагрузки и пикового оборудования. Однако и при ис­пользовании теплового аккумулирования связь между агрега­тами базисной нагрузки и пиковой станцией может быть све­дена к нескольким трубопроводам для зарядки аккумулятора и возврата конденсата.

Исследование систем совмещенного ТАЭ на АЭС прово­дится уже с 195£)-х гг. Смидт указал на основные экономи­ческие преимущества такого подхода [7.20]. Маргуэрре в этой связи предложил использовать вытеснительное аккуму­лирование питательной водой в сферических сосудах [7.21]. Марген [4.10, 7.22] и позже Дули [4.8] рассматривали воз­можности теплового аккумулирования энергии в пустотах скальных пород. Пако [3.5] разработал схему насосной паро­вой системы аккумулирования с непосредственным приводом парового компрессора. Гилли и Бекман [2.9] предложили системы аккумулирования расширительного типа. Бехтел [7.19] и Холл [1.25, 7.18] описали метод косвенного ТАЭ в скальной полости и в нефтяных аккумулирующих танках. Было предложено вытеснительное аккумулирование с внеш­ним генерированием пара путем впрыска (быстрого испаре­ния) для использования с реактором CANDU [4.11]. Гилли и Бекман [4.23, 7.25] и Оплатка [7.23] рассматривали ка­скадную систему с аккумулированием пара и питательной воды.

Основные из упомянутых систем описываются ниже.