Energiatermelés, atomtechnika

Tartalom

Bevezetés . ............ . ........... . . . .......... 3
1. A VILLAMOSENERGIA-TERMELÉS KÖLTSÉGEI.............7
l-l. Villamosenergia-igények és az erőművek kihasználása .. 7
1-1.1 Terhelési és tartamdiagramok ..................7
1-1.2 Erőművek teljesítménye és kihasználása ........ 12
1-2. A villamosenergia-termelés költségei és költségmutatói ...................................15
1-2.1 Beruházási költségek és költségterhek .................15
1-2.2 Tüzelőanyag-költségek .......................17
1-2.3 Költségmutatók................ ........ . . 19
1-2.4 Befolyásoló tényezők, optimális kiépítés . . ...........22
1-3. Fogyasztói villamosenergia-költségek .....................24
1-3.1 A villamosenergia-szállítás költségei......... 25
1-3.2 Fogyasztói egységköltség, tarifarendszer .............. 26
2. A VILLAMOSENERGIA-TERMELÉS HATÁSFOKA ÉS VESZTESÉGEI ...... . 28
2-1. Reverzibilis villamosenergia-termelés............................28
2-1.1 Carnot-körfolyamat .......................28
2-1.2 Egyenértékű Carnot-körfolyamat, mérvadó átlaghőmérsékletek ...............29
2-1.3 Reverzibilis kondenzációs gőzkörfolyamat ....... 31
2-2. Az energiaátalakítás veszteségei ......... ............33
2-2.1 Minőségi hőveszteségek...... .........................34
2-2.2 Mennyiségi veszteségek . ...........................37
2-2.3 Összetett hőveszteségek .....................................38
2-3. Veszteségek szerepe a villamosenergia-termelés hatásfokában ..............38
2-3.1 Az energiaátalakítás belső és külső alrendszerei ......... 38
2-3.2 A hőkörfolyamat hatásfokának leírása entalpiaszemlélettel ................42
2-3.3 A hőkörfolyamat hatásfokénak leírása hőmérsékletszemlélettel ..................43
2-3,4 A villamosenergia-termelés eredő hatásfoka..........48
2-4. Optimális energiaveszteségek ....................48
2-4.1 Hőkörfolyamatok hőcserélőinek optimális jellemzői........ 49
2-4.2 Hőszállítás optimális jellemzői............................58
2-5. Hatásfok és teljesítmények kapcsolatai..........................62
2-5.1 Hatásfok és teljesítmény erőművi hőtermelők esetén ..................63
2-5.2 Hatásfok és teljesítmény hulladékhő-hasznosítás esetén ..............66
3. KONDENZÁCIÓS GŐZERŐMŰVEK ............................69
3-1. A hatásfokjavítás főirányai ..........................70
3-2. Megcsapolásos tápvíz-előmelegítés......................71
3-2.1 Reverzibilis tápvíz-előmelegítés ................71
3-2.2 Egy- és többfokozatú tápvíz-előmelegítés . ...........75
3.3 Az előmelegítő rendszer kapcsolása .......... 80
3-2.4 A tápvíz-előmelegítés üzemviszonyai.............81
3-3. Újrahevítés és gőzszárítás ..................... . 82
3-3.1 Újrahevítés nagynyomású gőzkörfolyamatban..........82
3-3.2 Gőzszárítás és újrahevítés telítettgőz "körfolyamatban ............88
3-4. A gőzkörfolyamat kezdő- és végjellemzői ..............92
3-4.1 Kezdőnyomás......................................................92
3-4.2 Kezdőhőmérséklet..............................................94
3-4.3 Kondenzátornyomás, ill. -hőmérséklet .................95
3-5. Kondenzációs gőzerőművek jellegzetes megoldásai ..... 99
3-5.1 Konvencionális nagynyomású, újrahevítéses gőzerőmű...............99
3-5.2 Telítettgőz-körfolyamatú atomerőmű......................103
3-5.3 Egyszerűsített felépítésű, csúcsüzemű gőzerőmű . . 106
4. GÁZTURBINÁS ÉS GÁZ/GŐZKÖRFOLYAMATÚ ERŐMŰVEK ....... 108
¦4-1. Csúcsüzemű nyitott gázturbinás erőművek ....................108
4-1.1 Egytengelyes gázturbinás blokkok ........................108
4-1.2 Kéttengelyes gázturbinás blokkok ........................118
4-2. Alapüzemű zárt gázturbinás atomerőmű ............120
4-3. Kombinált gáz/gőzerőművek.....................122
4-3.1 Gázturbina hőhasznosítása a gőzerőmű táprendszerében ........................122
4-3.2 Gázturbinához kapcsolt hőhasznosító gőzerőmű . . . 125
4-3.3 Atmoszférikus gőzkazánban kombinált gőz/gőzerőmű 126
4-3.4 Feltöltött gőzkazánban integrált gáz/gőzerőmű. ..... 129
5. KÖZVETLEN ÉS KAPCSOLT HŐTERMELÉS ...........................134
5-1. Központi hőellátás, távhő . ................................134
5-1.1 Forróvizes távhőrendszer...........................134
5-1.2 Ipari gőzellátás ...............................................140
5-2. Közvetlen hőtermelés, fűtőművek . . ...............................142
5-3. A kapcsolt energiatermelés főirányai .......................144
5-4. Hőellátásra tervezett fűtőerőmű ...............................145
5-4.1 Reverzibilis ellennyomású energiatermelés ....... 147
5-4. 2 Az ellennyomás energiatermelés veszteségei ..........I50
5-5. Kondenzációs erőműből történő hőkiadás.....................158
5-5.1 Reverzibilis erőművi hőkiadás ..........................159
5-5.2 Az erőművi hőkiadás veszteségei.......................160
5-6. Hőszivattyús hőtermelés . .......................................163
5-6.1 Villamos hajtású hőszivattyú... . . . . ......163
5-6.2 Gázmotoros hőszivattyú ................. 169
5-7. Közvetlen és kapcsolt hőtermelés energetikai összehasonlításé ..............171
5-7.1 A hőtermelés fajlagos hőfelhasználása . .................171
5-7.2 A hőtermelés fajlagos tüzelőanyag-költsége 173
5-7.3 A hőtermelés fajlagos beruházási költsége..............175
6. FŰTŐERŐMŰVEK .................. ......................177
6-1. Gőzkörfolyamatú fűtőerőművek............177
6-1.1 Elvételes-kondenzációs rendszer....................177
6-1.2 Ellennyomású fűtőblokkok...........................178
6-1.3 Kondenzációs fűtőblokkok ............. ...........183
6-1.4 Hőkiadás kondenzációs gőzerőműből .......185
6-2. Nukleáris hőtermelés ......................... 186
6-2.1 Nukleáris fűtőművek ...................................186
6-2.2 Nukleáris fűtőblokkok......................................187
6-2.3 Hőkiadás kondenzációs atomerőműből ......187
6-3. Gázturbinás fűtőegységek...............................188
6-3.1 Csúcsüzemű gázturbinás fűtőblokkok . .....................188
6-3.2 Nukleáris gázturbinás fűtőblokkok ..........................190
6-4. Kombinált gáz/gőzkörfolyamatú fűtőblokkok .........192
6-4.1 Összekapcsolás a távhőrendszerben............192
6-4,2 Összekapcsolás a fűtőerőműben...............193
6-5. Fűtőerőműves távhőrendszerek ...................194
6-5.1 Alapüzemű fűtőerőmű és forróvízkazán soros kooperációja.................195
6-5.2 Távolsági hőellátás ...................195
6-5.3 Fűtőerőmű és hőszivattyú együttműködése........199
7. AZ ATOMENERGIA-HASZNOSÍTÁS ALAPJAI ..............202
7-1. Az atommag és az atomenergia...................202
7-1.1 Az atommagok felépítése, radioaktivitás.........202
7-1.2 Tömeghiány, kötési energia .................207
7-1.3 Az atomenergia-felszabadítás lehetőségei........209
7-2. A maghasadás .......... . ....................209
7-2.1 Hasadó izotópok .......... . ............ .210
7-2.2 Hasadási termékek .......................212
7-2.3 Hasadási neutronok ................. ......213
7-2.4 Maghasadáskor felszabaduló energia ...........214
7-2.5 Maghasadás valószínűsége, hatáskeresztmetszetek ................215
7-3. Heterogén termikus reaktor ......................220
7-4. A reaktor sokszorozási tényezője, kritikus reaktor.....224
7-4.1 Láncreakció, a neutronok lehetséges sorsa .......224
7-4.2 A neutrongáz ........................225
7-4.3 Végtelen reaktor sokszorozási tényezője.........227
7-4.4 Véges reaktor sokszorozási tényezője, kritikus reaktor ....................230
7-4.5 Fluxuseloszlás csupasz és reflektált reaktorban . . .232
7-5. A reaktorszabályozás alapjai........ . ............235
7-5.1 Reaktorkin etikai egyenlet prompt neutronok esetén .........236
7-5.2 Késői neutronok szerepe ...................238
7-6. Az üzemanyag kiégetése ......................240
7-6.1 Hasadó izotópok számának változása ...........240
7-6.2 Reaktormérgek ..........................243
7-6.3 Hőmérséklet-tényező......................249
7 -6.4 Kiégetési szint..........................250
7-7. A reaktorok hőtermelése........................251
7-7.1 A reaktor hűtőrendszere, átlagos és forrócsatorna .......252
7-7.2 Hőmérsékletmező.........................255
7-7.3 A reaktorhűtés korlátai, a reaktor határteljesítménye................................263
7-7.4 A reaktorhűtés és erőművi hőkőrfolyamat kapcsolata ....................266
7-8. Energetikai reaktortípusok .....................269
7-8.1 Gázhűtésű reaktorok ...................270
7-8.2 Vízhűtésű reaktorok ..................272
7-8.3 A WER-440 reaktor ...................... 275
Fontosabb jelölések ............................... 284
Javasolt szakirodalom . . ............................290

Témakörök