Рішення задач по АЕС і ЯР

КЕФК

Методичні вказівки до виконання практичного заняття з дисципліни Вступ до фаху для групи 2 ТМ-1

Розробив викладач :Вороніна Т.А.

Виконав

Студент групи 2ТМ-1

Ковтуненко Богдан

Київ, 2021 р

Практичне заняття №1

Тема: Рішення задач по АЕС і ЯР.

Мета практичного заняття:

 - освоєння методики вирішення завдань по АЕС і ЯР виходячи з отриманих теоретичних відомостей в ході вивчення даної дисципліни.

Короткі відомості щодо вирішення завдань по АЕС.

Завдання №1.

Перша в світі АЕС, побудована в колишньому СРСР, перетворює атомну енергію, що виділяється при реакції ланцюгового поділу ядер урану, в теплову, а потім в електричну енергію. Теплова потужність реактора атомної електростанції дорівнює 30000 кВт, а електрична потужність електростанції становить при цьому 5000 кВт.

Знайти добовий витрата урану, якщо вироблення електоенергіі за добу склала 120000 кВт⋅г. Теплоту згоряння урану прийняти рівною 22,9⋅106 кВт⋅г/кг. Визначити також, яка кількість вугілля, що має теплоту згоряння                                          25800 кДж / кг, треба було б для вироблення такої ж кількості електроенергії на тепловій електростанції, якби к.к.д. її дорівнював к.к.д. атомної електростанції.

Рішення завдання :

Для вирішення подібного типу завдань потрібно знати наступне:

к.к.д. АЕС крім усього, визначається як відношення її електрічкской потужності до її теплової потужності ([pic 1]).

        Таким чином к.к.д. першою АЕС дорівнює:

[pic 2]

        Кількість теплоти, перетвореної в електричну енергію визначимо як:

L = Qурану⋅mурану⋅ ηст ,

        Звідки знайдемо mурану = L/(Qурану ⋅ ηст )= 120000/(22,9⋅106⋅0,17)=0,031 кг = 31 гр.

        Необхідна кількість вугілля, що має теплоту згоряння 25800 кДж / кг, визначимо як :

mвугілля = L/(Qвугілля ⋅ ηст )= 120000/(7,166⋅0,17) ≈ 100,5 тонн.

Де 7,166 – коеффіент, отриманий при перетворенні 25800 кДж/кг в кВт⋅г/кг            (25800 кДж/кг : 3600 с = 7,166 кВт⋅г/кг).

Відповідь: добовий витрата урану - 31 гр, добова витрата вугілля≈ 100,5 тонн.

Завдання №2

Визначити ентальпію і внутрішню енергію вологого насиченого пара при р = 1,3 МПа і ступеня сухості пара х = 0,98.

Рішення завдання :

Для вирішення подібного типу завдань потрібно знати наступне:

Для вологого насиченого пара справедливо наступне співвідношення 

iх=i’+rх

ux = iх - рvx                                                         (2)

где iх – ентальпія вологого насиченого пара;

      r- теплота пароутворення;

      х – ступінь сухості пара;

      ux – внутрішня енергія вологого насиченого пара;

      vx   - питомий об’єм  вологої пари.

        Таким чином, за таблицями водяної пари знаходимо::

i’ = 814,5 кДж/кг; r =1973 кДж/кг;  v’’=0,1512 м3/кг.

iх=i’+rх=814,5 +1973⋅0,98 = 2748,5 кДж/кг

Для тисків до 3 МПа та х>0,8 справедливо наступне співвідношення для питомого об’єму  вологого насиченого пара vх=v’’⋅х = 0,1512 ⋅0,98 =0,148 м3/кг.

За формулою (2) для вологого насиченого пара маємо:

ux = iх - рvx = 2748,5 - (1,3⋅106⋅0,148)/1000=2556,1 кДж/кг.