Решение: Потери энергии на АЭС
Статья к заданиюМирный атом
Мирный атом
Использование атомной энергии началось практически одновременно с созданием ядерного оружия. Началом мирного применения принято считать 1954 г., когда в подмосковном Обнинске заработала первая в мире атомная электростанция (АЭС). В настоящее время на атомных электростанциях вырабатывается одна десятая всей производимой на планете электроэнергии. В 31 стране мира сегодня работают 192 АЭС.
В отличие от ядерной бомбы, при взрыве которой происходит неуправляемая цепная реакция деления атомных ядер с одномоментным высвобождением колоссального количества энергии, в ядерном реакторе происходит регулируемая ядерная реакция деления.
Стальной корпус ядерного реактора помещён в железобетонную герметичную оболочку. Как правило, в большинстве типов реакторов в качестве топлива применяется уран – 235 или плутоний – 239. В процессе реакции деления ядер выделяется большое количество энергии в виде тепла, которое нагревает теплоноситель. Для производства водяного пара на АЭС применяются парогенераторы. Пар из парогенератора поступает на турбину, в которой энергия пара преобразуется в механическую работу – вращение вала турбины, – а он уже вращает ротор электрогенератора. Прошедший через турбину пар поступает в конденсатор. Здесь пар охлаждается, конденсируется и превращается в воду.
В паровой турбине потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в энергию кинетическую, которая, в свою очередь, преобразуется в механическую работу. Теперь механическая энергия превратилась в электрическую. Конденсатор охлаждается большим количеством воды из внешнего открытого источника, например водохранилища или пруда-охладителя.
Используя материал «Мирный атом», объясните, какие потери энергии снижают КПД атомной электростанции по сравнению с гидроэлектростанцией.
Решение по шагам
4 шагаНа АЭС энергия, выделившаяся при делении ядер, превращается в тепловую энергию теплоносителя, а затем используется для получения пара.
Часть тепловой энергии теряется при нагревании оборудования, передаче тепла через парогенератор и трубопроводы, а также при охлаждении пара в конденсаторе и отводе теплоты в окружающую среду.
Дополнительные потери возникают при преобразовании энергии пара в механическую энергию вращения турбины и механической энергии в электрическую энергию генератора.
На ГЭС энергия движущейся воды непосредственно преобразуется турбиной и генератором в электрическую энергию, поэтому промежуточных тепловых превращений и связанных с ними больших потерь нет.
КПД АЭС снижают потери тепла при нагревании оборудования, передаче энергии теплоносителем и паром, охлаждении и конденсации пара, а также потери в турбине и генераторе. На ГЭС отсутствует промежуточное превращение тепловой энергии в механическую, поэтому её КПД значительно выше.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывать только потери в генераторе и не учитывать большие тепловые потери.
Считать, что на АЭС вся энергия ядерной реакции превращается в электрическую.
Называть радиоактивное излучение единственной причиной снижения КПД.
Не сравнивать цепочку преобразований энергии на АЭС и ГЭС.