Теплоэнергетика 13.04.01, Экономика 38.04.01.
(Конспект подготовлен студентами)
Энергетика не может функционировать отдельно от других отраслей. В энергетики представлены практически все области народного хозяйства: эксплуатация (машиностроение), экономика (взаиморасчеты), юриспруденция (вопросы права, защиты права), наука (исследования), образование (подготовка кадров) и проч.
Цифровизация в энергетике - повышение надежности, безопасности, эффективности.
Приход IT упростил некоторые процессы, снизил ценности расчетных исследований (стали доступны к обработке большие данные, появилась возможности обработки множества сценариев развития тех или иных событий - прогнозирование). Обучение персонала - так же упрощается.
Энергетика вырабатывает энергетические продукты.
IT изучает и управляет данными (кто? что? - "данные", что делает? - ПО - алгоритмы - указания в коде программ "что делать с данными")
Экономика - порядок взаиморасчетов (время-деньги-продукт)
ГЕНЕРАЦИЯ. Атомные станции (АЭС).
АЭС работает по тепловому циклу!
Реактор - то, что отличает АЭС от ТЭС. У ТЭС - парогенератор (котел) работает на углеводородном топливе!
Технологические схемы АЭС, см. рисунок:
а) одноконтурная АЭС, б) двухконтурная АЭС, в) трехконтурная АЭС; 1 - рекатор, 2- турбогенератор, 3 - конденсатор, 4 - питательный насос, 5 - парогенератор, 6 - циркуляционный насос.
Комментарии:
а) простейшие – 1 контур. Реактор (1) производит пар, который подается на турбину (2) и вращает ее, а турбина вращает генератор, который вырабатывает энергию. Пар после турбины попадает в конденсатор (3), где конденсируется и далее питательным насосом (4) отправляется обратно в реактор.
Цель создания этих схем – в приведение в действие генератора.
б) Чтобы избежать радиационного заражения от реактора, могут добавить второй контур. Контур реактора с радиацией (1, 5, 6) и теплосиловой контур, где располагается турбина (2, 3, 4, 5).
в) Три контура делаются, чтобы исключить возможность радиационного заражения турбины.
Все АЭС работают по теплосиловому циклу и отличаются от тепловых станций только парогенератором. У АЭС парогенератор – это атомный реактор.
У АЭС есть определенные особенности:
1) они могут сооружаться в любом месте, в т.ч. и труднодоступном;
2) они относительно автономны от внешних факторов (не зависят от газа как ТЭС, например);
3) требует малого количества топлива;
4) чувствительны к переменным режимам (не любят изменений графика, поэтому АЭС всегда ставят на «базу потребления», т.е. АЭС закачивают в сеть базовый объем энергии) – одна из основных особенностей;
5) относительно слабо загрязняют атмосферу (в реакторах регулируемая реакция ядерного распада (то есть все нормально функционирует, не в аварийном режиме), тогда АЭС не загрязняет окружающую среду; ТЭС загрязняют атмосферу гораздо сильнее;
Плюсы АЭС:
1) продолжительная работа на небольшом объеме ядерного топлива;
2) с помощью АЭС можно запитать электроэнергией самые удаленные и труднодоступные регионы;
3) в процессе ядерной реакции получается новое ядерное вещество (которое может использоваться для создания ядерного оружия);
4) не загрязняют окружающую среду химически;
5) не оказывают негатив на экологию (когда станция работает исправно). ГЭС в отличие АЭС значительно нарушают био процессы в реках – гораздо хуже.
Минусы АЭС:
1) есть естественные утечки радиации в штатном режиме;
2) радиоактивная опасность в случае аварии;
3) сложность захоронения ядерных отходов;
4) сложность решения проблемы демонтажа АЭС;
5) достаточно высокая с/с электроэнергии;
6) ограниченные ресурсы урана – топлива для АЭС.
Работа АЭС невозможна в "ручном" режиме.
АЭС – режимный объект (охраняемый на уровне армии)
Видео сюжет по ключевому запросу "Учебная ситуация в тренировочном центре Курской АЭС 11 августа 2011 г."
Анализ ситуации:
1. Учебная (подготовка оперативного персонала сопоставима со стоимостью подготовки военного летчика)
2. Учебный щит управления должен быть идентичен щиту станции - то есть оснащен ПО с адекватной (!) моделью процессов. (почитать в книге Магид С.И., Архипова Е.Н. Тренажерная подготовка персонала энергетики")
3. Моделирование: Реальный щит+ПО = 2-мерный двойник!
4. "Армагеддон" в помещении сделан не только для журналистов, но для тренировки персонала не паниковать, работать в условиях отсутсвия освещенности, шумового давления и проч. (специально)
Отмечаем одну из ролей цифровизации: учебная
Репортаж из Ленинградской АЭС - обратить внимание на требования к технике безопасности:
Пример трехмерного тренажера (игра) (студентам понять принцип - разработка трехмерная)
Вопросы и задания для самопроверки:
1. Повторить "трансакция" и "транзакция".
2. Почему АЭС "ставят как базовую генерацию"?
3. Опишите принцип работы АЭС.
4. Подготовьте тезисы для критики АЭС
5. Подготовьте тезисы для поддержки использования АЭС
6. Почему АЭС не может работать в "ручном" режиме?
7. Сделайте поиск-обзор по капитальным затратам на создание АЭС (вопрос так же и о стоимости установленной мощности АЭС)
8. Почему АЭС считаются "высокоинерционной генерацией"?
9. Сделайте поиск-обзор стоимости электроэнергии по странам мира от АЭС.
10. Посмотреть в интернет фото по запросу "щит управления атомной станции" - оценить динамику изменений (усложнение, "цифровизация" щита и проч.)