К вопросу о конкурентоспособности системы аккумулирования тепловой энергии как способа организации маневренного режима АЭС

  • Надежда [Nadezhda] Игоревна [I.] Абросимова [Abrosimova]
  • Михаил [Mikhail] Михайлович [M.] Каверзнев [Kaverznev]
Ключевые слова: паротурбинная установка, маневренный режим, система аккумулирования тепловой энергии, высокотемпературный теплоноситель, жидко-металлические батареи, конкурентоспособность, Cost Estimating

Аннотация

Выполнены оценки конкурентоспособности системы аккумулирования тепловой энергии (САТЭ) на основе высокотемпературного теплоносителя (ВТТ) в составе энергоблока АЭС типа ВВЭР и рассмотрены некоторые способы ее повышения. Приведены варианты исполнения системы аккумулирования, отличающиеся схемой замещения регенеративных подогревателей штатной паротурбинной установки (ПТУ). В качестве конкурирующей технологии рассмотрены системы прямого аккумулирования электроэнергии на основе жидкометаллических аккумуляторов (Liquid Metal Battery — LMB) с полупроводниковыми инверторами в качестве преобразователей. Количественными критериями сравнения служат удельные затраты на единицу мощности ($US/кВт) и на единицу емкости системы ($US/кВт•ч). Показано, что LMB-системы + инверторы в случае подтверждения их анонсированных характеристик по названным критериям близки или превосходят существующие варианты исполнения САТЭ. Описаны способы повышения удельных показателей САТЭ: использование инертных наполнителей и форсировочных возможностей ПТУ, оптимизация температурных параметров ВТТ. Оценки затрат на оборудование при изменении его технических характеристик сделаны на основе подходов Cost Estimating (оценки стоимости), широко применяемых в целях технико-экономического обоснования проектов АЭС IV поколения. Доказано, что реализация рассмотренных способов совершенствования САТЭ АЭС позволяет улучшить удельные показатели по емкости примерно вдвое, по мощности — примерно на 30%. Оптимизация температур дает дополнительный выигрыш по затратам на единицу емкости порядка 5%. Возможность столь существенного улучшения характеристик относительно простыми способами позволяет технологии теплового аккумулирования шанс сохранить свою нишу в современных проектах энергоблоков АЭС.

Сведения об авторах

Надежда [Nadezhda] Игоревна [I.] Абросимова [Abrosimova]

Место работы кафедра Атомных электрических станций НИУ МЭИ
Должность аспирант

Михаил [Mikhail] Михайлович [M.] Каверзнев [Kaverznev]

Учёная степень: кандидат технических наук
Место работы кафедра Атомных электрических станций НИУ МЭИ
Должность доцент

Литература

1. Чаховский В.М. Тепловые аккумуляторы на АЭС // Атомная энергия. 1984. Т. 56. № 6. С. 389 — 396.
2. Сопленков К.И., Чаховский В.М., Воронин А.Л. Система аккумулирования тепловой энергии (САТЭ) повысит конкурентоспособность АЭС в условиях суточного регулирования электрических нагрузок. М.: ФГУП «ЦНИИАтоминформ», Центр «Атоминновация», 2007.
3. Бельский А.А., Чаховский В.М. Оценка технической возможности и экономической целесообразности работы АЭС с ВВЭР в маневренных режимах за счет использования тепловых аккумуляторов энергии во втором контуре [Электрон. ресурс]. http://www.rosenergoatom.info (дата обращения 05.09.16).
4. Kim H. е. а. Liquid Metal Batteries: Past, Present, and Future // Chem. Rev. 2013. V. 113. Iss. 3. P. 2075 — 2099.
5. AMBRI. Liquid metal battery cell technology [Электрон. ресурс].www.ambri.com (дата обращения 15.09.16).
6. Wang K. е. а. Lithium–antimony–lead liquid metal battery for grid-level energy storage // Nature. 2014. V. 514 P. 348 — 350.
7. Каверзнев М.М., Фатеев В.В. Оценка технико-экономической эффективности создания пиковых мощностей на основе комплексов АЭС+САТЭ // Вестник МЭИ. 2006. № 5. С. 94 — 97.
8. Глазков В.В., Синкевич О.А., Чикунов С.Е. Подземные водяные тепловые аккумуляторы для АЭС — новые перспективы // Вестник МЭИ. 2011. № 3. С. 23 — 30.
9. Forsberg Сh. Hybrid baseload nuclear power for variable electricity and fuels // Nuclear News. 2012. P. 34 — 37
10. Абросимова Н.И. Оценка оптимальной пиковой мощности энергоблока ВВЭР-1200 с САТЭ на основе подходов Cost Estimating // Вестник МЭИ. 2015. № 3. C. 22 — 27.
11. Cost estimating guidelines for generation IV nuclear energy systems. Revision 4.2. OECD Nuclear Energy Agency, 2007.
Опубликован
2018-12-17
Раздел
Энергетика (05.14.00)