автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Обоснование оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР

На правах рукописи

ПОРТЯНКИН Алексей Владимирович

ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СХЕМ, ХАРАКТЕРИСТИК И СИСТЕМНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОДОРОДНЫХ НАДСТРОЕК

НА АЭС С ВВЭР

Специальность 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2011

1 6 июн 2011

4850218

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Хрусталев Владимир Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Николаев Юрий Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент Малов Валерий Тимофеевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт по эксплуатации атомных электрических станций, г. Москва

Защита состоится 29 июня 2011 г. в 14— на заседании диссертационного совета Д 212.242.07 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовский государственный технический университет, корп. 1, ауд. 159.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета. , Отзыв на автореферат (в двух, экз.), заверенный печатью, просим выслать по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, каф. ТЭС.

Автореферат разослан «27» мая 2011 г.

Автореферат размещен на сайте СГТУ www.sstu.ru. «27» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы и объект исследования. В настоящее время одной из особенностей энергетики России является существенное количество работающих и находящихся в резерве турбоустановок, построенных еще в середине прошлого века, которые давно отработали свой расчетный срок службы. Это связано с тем, что за последние 10-15 лет практически не вводились в эксплуатацию новые электрические станции из-за трудной экономической ситуации в стране.

С ростом экономики и развитием промышленности может возникнуть дефицит электрических мощностей в энергосистемах, поэтому необходимо выводить из эксплуатации устаревшие турбоустановки и строить новые, современные электрические станции. Восполнить вывод электрических мощностей в ближайшие 5-8 лет можно в основном только за счет строительства АЭС, что подтверждается программой развития энергетической стратегии России на период до 2020 и 2030 года.

С дальнейшим ростом выработки электроэнергии на АЭС появится необходимость в увеличении доли их разгрузки, что связано с диспетчерскими ограничениями в часы провала графика электрических нагрузок, особенно в европейской части страны. Это приведет к снижению коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) и росту удельных затрат в производство электрической энергии, что весьма неэффективно. Поэтому к АЭС будут предъявляться следующие весьма актуальные требования:

- базовые режимы работы, в том числе в часы провала графика электрических нагрузок энергосистем;

- работа с повышенной электрической мощностью и КПД станции в пиковые часы графика электрических нагрузок.

Один из способов повышения КИУМ на АЭС - это сооружение водородных надстроек (ВН), где базовые режимы работы обеспечиваются за счет выработки водорода и кислорода в электролизных установках. Работа с повышенной мощностью и КПД турбоустановки АЭС может обеспечиваться за счет использования в тепловой схеме дополнительного количества пара, полученного при сжигании водорода в кислородной среде. В связи с этим актуальным является исследование и обоснование оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР.

Связь диссертационной работы с приоритетными НИР. Данная диссертационная работа выполнялась на базе бюджетных фундаментальных научных исследований Отделения энергетики, механики, машиностроения и процессов управления РАН: «Обоснование приоритетных направлений развития энергогенерирующих мощностей с учетом обеспечения безопасности, устойчивого развития и долгосрочных интересов стра-

ны» 2006 - 2008 гг.; «Разработка научных основ повышения коэффициента использования установленной мощности АЭС в энергосистеме» 2009 -2011 гг.; в рамках гранта РФФИ «Разработка научных основ построения водородных циклов на АЭС» 2007 - 2009 гг.

Цель диссертационной работы - обоснование оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР.

Основные задачи диссертации:

1 Разработка метода анализа эффективности водородной надстройки АЭС с ВВЭР с учетом особенностей термодинамических циклов основного и дополнительного рабочих тел.

2 Обоснование стоимостных показателей и выбор электролизного оборудования основного комплекса водородной надстройки на АЭС по показателю себестоимости водорода и затрат в его производство.

3 Разработка новых схем водородных надстроек на АЭС и анализ их эффективности с учетом комплекса системных факторов.

4 Обоснование физического метода раздельного расчета и сравнения себестоимости водорода и кислорода, полученных электролизом на АЭС и другими способами.

5 Оценка эффективности водородных надстроек на АЭС и ГАЭС для покрытия переменных графиков электрических нагрузок с учетом пиковых тарифов на электроэнергию в условиях долгосрочных прогнозов.

Направления исследований. Работа направлена на исследование и обоснование оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР.

Методы исследования: методы анализа термодинамической эффективности циклов влажно-паровых АЭС; методика оценки и обоснования технико-экономических показателей в энергетике; методика оценки надежности и расчета безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн.

Достоверность полученных результатов и выводов диссертационной работы обоснована использованием апробированных и широко распространенных в энергетике методик расчета термодинамической эффективности циклов влажно-паровых АЭС, системного технико-экономического анализа экономичности энергокомплексов, методик расчета безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн, а также приемлемой сопоставимостью основных результатов данной работы с результатами других авторов.

На защиту выносятся:

1 Метод анализа эффективности водородной надстройки АЭС с ВВЭР с учетом особенностей термодинамических циклов основного и дополнительного рабочих тел.

2 Результаты выбора рациональных типов электролизеров для водородной надстройки на АЭС по показателю себестоимости водорода и затрат в производство водорода.

3 Схемные решения водородных надстроек на АЭС с учетом комплекса системных факторов.

4 Физический метод расчета себестоимости водорода и кислорода, полученных электролизом и сравнение технико-экономической эффективности получения этих продуктов на АЭС с риформингом газа и разделением воздуха.

5 Результаты технико-экономического сопоставления АЭС с водородной надстройкой и ГАЭС для покрытия переменных графиков электрических нагрузок с учетом пиковых тарифов на электроэнергию в условиях долгосрочных прогнозов.

Научная новизна:

1 Обоснованы дополнительные критерии и коэффициенты, оценивающие эффективность работы водородной надстройки в составе АЭС с ВВЭР с учетом особенностей термодинамических циклов основного и дополнительного рабочих тел;

2 Разработан метод оценки себестоимости водорода и кислорода различной чистоты при электролизе, позволяющий сопоставить электролиз по эффективности с производством этих продуктов другими способами;

3 Предложены приоритетные схемы водородных надстроек на действующих и проектируемых АЭС, повышающие их эффективность, в том числе за счет: вытеснения паропарового перегрева, повышения температуры пара перед ЦВД и ЦНД и использования переменной концентрации тяжелой воды в обычном водном теплоносителе;

4 Обоснована вынесенная схема компоновки водородо-кислородного парогенератора на АЭС взамен встроенной, что удовлетворяет требованию МАГАТЭ к современным реакторным установкам по непревышению частоты аварий с плавлением активной зоны.

Практическая значимость результатов диссертационной работы.

Произведенные расчетные оценки экономической эффективности водородных надстроек на АЭС показали условия, при которых необходимо сооружать их в целях коммерческой продажи водорода и кислорода и (или) с их помощью вырабатывать пиковую электроэнергию.

Производство водорода и кислорода за счет использования внепиковой электроэнергии электролизом воды позволяет попутно получать тяжелую воду, которая может эффективно использоваться на АЭС с ВВЭР как компонент теплоносителя.

Схема компоновки водородо-кислородного парогенератора на АЭС в отдельном здании должна использоваться для действующих, так и перспективных АЭС, что удовлетворяет требованиям МАГАТЭ к современным и перспективным реакторным установкам. Сооружение отдельного

здания не приведет к серьезной реконструкции турбинного отделения по сравнению с встроенной компоновкой водородо-кислородного парогенератора. Присоединение паропровода от водородо-кислородного парогенератора к основному паропроводу турбины в этом случае можно осуществить в период планового ремонта турбоустановки и в короткие сроки.

Разработанная методика разделения себестоимости водорода и кислорода может быть использована в составе многопродуктовой модели экономической эффективности на энергопредприятиях, включая энергокомплексы производящие водород и кислород электролизом воды.

Разработанные схемы и методики анализа АЭС с водородной надстройкой могут использоваться в учебном процессе, аспирантами в НИР и студентами в дипломном проектировании, а также при проектировании оборудования перспективных АЭС.

Апробация результатов диссертационной работы. Изложенные в диссертации материалы докладывались: на внутривузовских конференциях молодых ученых СГТУ в 2007, 2008 гг.; на Международных научных конференциях «Современные научно-технические проблемы теплоэнергетики и пути их решения» в г. Саратове 29-31 октября 2008 г. и 26-29 октября 2010 г.

Публикации. По исследуемой проблеме опубликованы 6 печатных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ, получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, четыре главы, заключение, направление дальнейших исследований, список использованных источников, включающий 140 наименований, содержит 37 рисунков, 30 таблиц. Объем диссертации составляет 142 страницы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы.

В первой главе дан анализ работ, выполненных по теме диссертации. Приведены основные характеристики водорода как топлива. Приведены требования, предъявляемые к водороду и кислороду различной частоты. Показаны рыночные цены на водород и кислород различной чистоты. Приведены стоимостные показатели производства водорода различными методами. Анализируются современные разработки получения водорода электролизом воды. Проведен общий анализ безопасности при получении, транспортировании, хранении и использовании водорода и кислорода. Рассмотрены способы хранения и транспорта водорода. Анализируются схемы использования водорода и кислорода на АЭС.

Выполненный обзор по исследованию и обоснованию оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР выявил некоторые недостатки в имеющихся научных подходах к решению указанной задачи. Не в полной мере

обосновываются системные технико-экономические решения, требует доработки и уточнения многофакторная экономико-энергетическая модель анализа эффективность атомно-водородной энергетики на базе АЭС с ВВЭР. Не учтена наблюдаемая динамика стоимостных исходных (базовых) данных. В связи с этим поставлены цель и основные задачи диссертации.

Во второй главе приводятся результаты расчета схем с производством п использованием водородных технологий на АЭС. Рассмотрены схемы с вытеснением паропарового перегрева пара на АЭС, позволяющие получать дополнительную электрическую мощность за счет водородных технологий. Рассмотрены схемы с получением слабоперегретого свежего пара. Предложены и обоснованы критерии и коэффициенты, характеризующие эффективность работы водородной надстройки в составе АЭС с ВВЭР. Разработана схема использования электролиза на АЭС для повышения эффективности топливоиспользования.

Схемы с вытеснением паропарового перегрева пара на АЭС с водородной надстройкой позволяют повысить электрическую мощность турбины АЭС в диапазоне от 1070 до 1100 МВт.

Рассмотрена схема АЭС с водородной надстройкой при повышении температуры пара перед ЦНД (рис. 1).

Рис. 1 Схема АЭС с водородной надстройкой и повышением температуры пара перед ЦНД: 1 - ЦНД; 2 - электрогенератор; 3 - конденсатор; 4 - бак-аккумулятор; 5 - блок электролизеров; 6, 7 - хранилище водорода и кислорода; 8 - камера сгорания

Предложено в таких схемах оценивать общий КПД использования водорода на АЭС с помощью нескольких КПД и коэффициентов, для условно выделенных процессов, составляющих общий цикл АЭС. Метод анали-

7

за эффективности водородной надстройки АЭС с ВВЭР с учетом особенностей термодинамических циклов основного и дополнительного рабочих тел приведен ниже.

1) Коэффициент рекуперации электроэнергии:

N -г

к - Д0П пик т

~~ N33™ • т ' (1)

затР пр

где Нд0П - дополнительно полученная электрическая мощность, МВт; Г^затр - затраченная мощность на получение водорода, МВт; ?пик>Тпр - количество часов работы в пиковое и ночное время, ч/год.

2) КПД использования водородо-кислородной смеси:

ЛН2о=^К (2)

где (Зн2о =°н2о Чн - теплота, образованная при сгорании водорода в кислородной смеси при стехиометрическом соотношении, МВт(т); °н,0 ~ расход пара, образовавшегося в результате сжигания Н2, кг/с;

qP=l,3•104 - низшая теплота сгорания, (кДж/кг) относится к 1 кг продукта реакции горения - водяному пару.

3) Коэффициент смешения в камере сгорания Н2/02-парогенератора:

ккс=^, (3)

Яке

где Яке =Онго+Чвпр =°доп Ькс - теплота, полученная в Н2/02-паро-генераторе после охлаждения впрыском воды, МВт(т); qBПp - теплота, подведенная с охлаждающей водой, МВт(т); Бдоп = + овпр - дополнительное количество пара, кг/с; Двпр - количество охлаждающей воды, кг/с; Ькс -

энтальпия пара после камеры сгорания Н2/02-парогенератора, кДж/кг.

4) КПД брутто АЭС с водородной надстройкой:

АЭС Чпг +Чкс

где Ыбаз - базовая мощность турбоустановки, МВт; с]пг - теплота, подведенная к парогенератору, МВт(т).

Теплота, полученная в Н2/02-парогенераторе, в цикле АЭС условно делится на две части:

Якс = АЧ£Г + ЛчК, (5)

где ДЯдоп" =В®аз-(Ь^-Ь®33) - теплота, подведенная к базовому циклу, которая участвует в нем полностью, МВт(т); Б®" - расход пара на турбо-установку (базовый), кг/с; Ь®од - энтальпия пара перед турбоустановкой в результате смешения с паром из Н2/Огпарогенератора, кДж/кг; Ь®аз - ба-

зовая энтальпия пара перед турбоустановкой, кДж/кг; д Ч доп = О .юн • Ь °ол - теплота избыточного рабочего тела, подведенная к циклу, МВт(т).

Полученная дополнительная мощность делится на две части:

ндоп=ды^+дмтерм, (6)

где ДИдоп = Вд0П -(Ьт°д - И") • - часть электрической мощности, полученной при работе дополнительного количества пара в ЦНД, МВт;

- энтальпия пара перед конденсатором, кДж/кг; Д1^терм - часть дополнительной электрической мощности, получаемая в результате повышения параметров пара, МВт.

5) Коэффициент энергоэффективности дополнительного потока пара, после смешения с основным паром, отводимого из цикла за конденсатором:

дМВОД

КДОЛ . ВОД • У')

"Чдоп

6) Коэффициент термодинамического совершенствования цикла (за счет повышения параметров пара):

_ А^терм ,-о\

терм - терм • ^

лЧдоп

7) Коэффициент термодинамического совершенствования всего цикла

АЭС (за счет повышения параметров пара):

N +ДЫ „терм _ 1 баз тц1>терм

АЭС а +ДатеРм '

8) Коэффициент использования дополнительного потока пара, отнесенный к циклу АЭС:

N +дТчГв0Д

„доп _ баз Д°п пт

АЭС п +давод ' Чпг т£1Чдоп

Результаты расчетов повышения температуры пара перед ЦНД на 20 °С в зависимости от полученной температуры в камере сгорания 550 и 800 °С приведены в (табл. 1).

Из табл. 1 видно, что наибольший вклад в снижение эффективности АЭС с водородной надстройкой в таких схемах (рис. 1) с последовательным смешением пара сначала в камере сгорания с охлаждающей водой и, затем, с основным потоком пара перед ЦНД, вносит охлаждающая вода, т.к. Бвпр составляет 75 - 78 % от Бдоп.

Например, для того чтобы КПД брутто АЭС с водородной надстройкой равнялся базовому КПД АЭС -т] =33 %, температура пара

после камеры сгорания должна быть 800 °С, а температура пара перед ЦНД - 270 °С.

Таблица 1

Основные результаты расчетов эффективности АЭС с водородной надстройкой при повышении температуры пара перед ЦНД на 20°С

Параметр Температура пара после камеры сгорания, °С

550 800

n аоп > МВт 85,5 56,2

И^.МВт 315,6 188,2

27,1 29,9

37,3 41,1

°н2о.кг/С 17,6 10,0

о»„р 62,2 31,1

Од„„,кг/с 79,8 41,1

кксД> 29,9 32,9

АЭС 32,7 33

АЧдоп" > МВт(т) 48,1

ДМгерм,МВт 25,1

ДЧ^,МВт(т) 237,9 122,5

, МВт 60,5 31,1

^терм• % 52,2

кдо„-% 25,4

ктерм,% аэс 33,3

кдоп ,% аэс 32,5 32,7

В табл. 2 приведены результаты расчетов схемы АЭС на слабоперегретом паре при использовании водородных технологий согласно (рис. 2).

Таблица 2

Характеристики турбины К-1000-60/1500 на слабоперегретом паре с дополнительной подачей пара в голову турбины

Основные параметры Температура ТСм/Тпп. °С

280/255 285/260

Расход дополнительного количества пара Ддоп. кг/с 63,7 113,7

Увеличение электрической мощности ДМ, МВт 65 118

Увеличение внутреннего относительного КПД ЦВД/ЦНД, % 0,6/0,2 1/0,38

КПД использования водородо-кислородной смеси, % 35,5 36,1

Рис. 2. Схема АЭС с водородной надстройкой на слабоперегретом паре: 1 - ПГ; 2 - цилиндр высокого давления (ЦВД); 3 - цилиндр низкого давления (ЦНД); 4 - сепаратор; 5,6- первая и вторая ступень пароперегревателя (ПП); 7 - электрогенератор; 8 - конденсатор; 9 - блок электролизеров; 10, 11 - хранилище водорода и кислорода; 12 - камера сгорания; 13 - бак-аккумулятор

Предложена схема использования электролиза на АЭС для повышения эффективности топливоиспользования. На рис. 3 приведен способ работы АЭС с водоводяными энергетическими ядерными реакторами с удлиненным топливным циклом на основе патента № 2361298.

Рис. 3. Способ работы АЭС с водоводяными энергетическими ядерными реакторами (патент РФ № 2361298): 1 -4 - реакторы, 5-8 - буферные емкости, 9 - электролизная установка

Предлагаемый способ позволяет уменьшить расход обычной воды, используемой для продувки а.з. реакторов, за счет использования многократно одной и той же воды для продувки нескольких реакторов, снизить затраты на получение тяжелой воды, за счет использования её в качестве замедлителя а.з. реакторов, после продувки обогащая ее до нужной концентрации, используя при этом электроэнергию этой же станции в периоды минимума электрической нагрузки, исключив, тем самым, затраты на транспортировку тяжелой воды с мест ее производства.

Следовательно, рассмотренные схемы позволяют повысить системную эффективность АЭС с водородными технологиями.

В третьей главе произведен выбор электролизного оборудования и произведена укрупненная оценка надежности и безопасности всего комплекса водородной надстройки. Рассмотрена схема хранения и транспорта водорода и кислорода на АЭС. Показана методика расчета затрат и себестоимости на получение водорода, по которой выбраны электролизеры, работающие под давлением. Произведена оценка надежности и безопасности АЭС и всего комплекса водородной надстройки на основании расчета безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн при взрыве водорода. Предложена методика оценки надежности и безопасности АЭС при взрыве водорода по вероятной частоте аварий с плавлением активной зоны.

Схема хранения и транспорта водорода и кислорода на АЭС приведена

Рис. 4. Схема хранения и транспорта водорода и кислорода: вариант 1 -электролизеры ФВ-500; варианты 2 - электролизеры под давлением 1 - электролизная установка; 2 - компрессор водорода и кислорода; 3 - хранилище водорода и кислорода; 4 - дожимной компрессор; 5 - потребитель водорода и кислорода; 6 - холодильник (газоохладитель) поршневых компрессоров; 7 - охлаждающая вода

Расчет затрат и себестоимости на получение водорода по рис. 4 выполнен по общепринятым технико-экономическим показателям, результаты расчета представлены на рис. 5.

1000 2000

Число часов использования электролизеров в году, ч/год

зооо

2000

Число часов использования, ч*год

Рис. 5 Затраты и себестоимость получения водорода на АЭС: вариант 1 - удельные капиталовложения в электролизер ФВ-500 60 тыс. руб./1м3/ч !Ь; варианты 2.1-2.5 66-90 тыс. руб./1м3/ч Нг (электролизеры под давлением)

Из анализа рис. 5) можно сделать вывод, что при увеличении количества часов использования для электролизеров, работающих под давлением, себестоимость водорода снижается значительнее, чем для электролизеров, работающих при атмосферном давлении. Поэтому целесообразно использовать электролизеры под давлением.

Расчет безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн при взрыве водорода выполнен по общепринятой методике в пересчете на тротиловый эквивалент вещества, результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3

Объект водородной надстройки Безопасное расстояние, м

Электролизный цех 125

Здание водородо-кислородного парогенератора 125

Трубопровод водорода 125

Хранилище водорода 2130

Методика и оценка надежности и безопасности АЭС при взрыве водорода приведена ниже.

Для оценки надежности АЭС воспользуемся показателем дополнительно привносимого при взрыве водорода на АЭС вклада в частоту плавления активной зоны (ПАЗ) (реакт.-год) ':

- при расположении водородо-кислородного парогенератора в турбинном отделении

М%аз=40-( 1-Р?заэс). (П)

где Лвз = 0,02 - 0,1 (год)"1 - принятая частота взрыва водорода на АЭС с водородной надстройкой, (год)"1; р^3лэс _ вероятность автоматических защит включится и штатно отработать по предотвращению аварии с ПАЗ на 1 одном блоке АЭС;

- при расположении водородо-кислородного парогенератора в отдельном здании

AЯ-3=Л3•(l-P3Aдз)•(l-PтAPзnapa)•(l-PAЗAЭC,). (12)

где Р др3пара - вероятность автоматических защит включиться и штатно отработать в здании водородо-кислородного парогенератора и примыкающих участках паропроводов до. турбинного отделения главного корпуса АЭС.

Для варианта 1 расположения водородо-кислородного парогенератора в турбинном отделении РдЛ3лэс принята от 0,9999 до 0, исходя из того, что последствия взрыва на АЭС могут быть различными: от полного или частичного разрыва основного паропровода в турбинном отделении, до полного разрушения главного корпуса АЭС включая вышесказанную автоматическую защиту.

Для варианта 2 вероятность отсечь в здании водородо-кислородного парогенератора паропровод дополнительного количества пара в зависимости от последствий взрыва Рдз принята от 0,99 до 0. Вероятность аварийной защиты отсечь паропровод дополнительного количества пара перед турбинным отделением и в нем Р^3пара = 0,99. Таким образом при несрабатывании аварийной защиты на паропроводе произойдет утечка основного пара в здание Н2/02-парогенератора и(или) в окружающую среду,

т.е. разрыв основного паропровода. В данном варианте 2 р®л^АЭС от 0,9999 до 0,999, т.к. здание водородо-кислородного парогенератора находится на безопасном расстоянии и последствия взрыва не приведут к разрушению главного корпуса АЭС.

Таким образом, в варианте 1 для Лвз = 0,02 (реакт.-год)"1 можно принять Оценочно крайний оптимистичный сценарий развития последствий взрыва АЛцАЗ = 2-Ю"6 (реакт.-год)"', а в варианте 2 для Лез - 0,1 (реакт.-год)"1 даже при наиболее консервативной оценке пессимистичный сценарий ДЛ™АЗ = МО"6 (реакт.-год)"1.

Для энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 в России частота аварий с плавлением активной зоны (ПАЗ), обоснованная вероятностным анализом безопасности (ВАБ), Л^^ имеет приемлемо низкое значение. Поэтому, для варианта 2 даже при крайней пессимистичной оценке величины

ДХ%АЗ АЭС с водородной надстройкой ^пазАГЭ ~ ^паз + ^плз ~ = 10'5 (реакт.-год)"1, что удовлетворяет современным рекомендациям МАГАТЭ и, напротив, вариант 1 с встроенным водородо-кислородным парогенератором в турбинном отделении даже при наиболее оптимистичном подходе не соответствует этим рекомендациям.

В четвертой главе рассмотрена системная эффективность водородных надстроек на АЭС с ВВЭР. Оценена эффективность производства водорода и кислорода на АЭС методом электролиза воды в сравнении с другими методами. Предложен физический метод разделения себестоимости водорода и кислорода при электролизе воды. Проведены технико-экономические расчеты разных методов получения водорода и кислорода. Произведено сравнение тарифов на пиковую электроэнергию от водородной надстройки на АЭС и от энергосистемы. Осуществлена оценка эффективности водородных надстроек на АЭС и ГАЭС для покрытия переменных графиков электрических нагрузок с учетом прогнозов роста пиковых тарифов на электроэнергию.

Для определения системной эффективности предложена экономико-энергетическая модель АЭС с водородной надстройкой, которая представлена на рис. 6.

Рис. б. Предложенная экономико-энергетическая модель АЭС с водородной надстройкой: а - производство водорода и кислорода; б - производство пиковой электроэнергии

1 - АЭС; водородная надстройка 2-5:2- электролизный цех; 3 - транспорт водорода и кислорода; 4 - хранилища водорода и кислорода;5 - здание водородо-кислородного парогенератора; альтернатива водородной надстройки 6-8: 6 - рнформинг природного газа; 7 - разделение воздуха; 8 - ГАЭС; 9 - получение и использование тяжелой воды на АЭС (патент РФ № 2361298).

Для оценки эффективности производства водорода и кислорода на АЭС методом электролиза воды в сравнении с другими методами в работе обоснован метод разделения себестоимости водорода и кислорода при электролизе.

Рыночная цена 1 кг высокотемпературного пара с температурой более 3000 °С, полученного при горении водорода в кислородной среде, будет равна

^н2-Чн2 + Н>2-Цо2=Чн2о. (13)

где ДпН2=0,11, Ап^ = 0,88 - доли массы водорода и кислорода, отнесенные к 1 кг воды (пара); Ц,^ = 13000-14000, Ц0_ = 238-560 - рыночные иены на водород и кислород чистотой 99,999 %, руб./кг; ЦНр - средняя цена

1 кг возвратного продукта пара, руб./кг.

Доли цены водорода и кислорода, отнесенные к цене 1 кг высокотемпературного пара:

Дт Ц Дт -Ц

ни. о ^о плN

дц =-г-?--ДЦ0 =-2--2-> (14)

н2 ц ц

мн о ^н о

2 2

Затраты на водород и кислород, отнесенные к цене 1 кг воды (пара), руб.: Зн2 = дЦн2 '3н2/02;302 =дЦо2 'Зн2,02' (15>

где Зн^ю - затраты на получение водорода и кислорода электролизом (затраты в получение высокотемпературного пара из Н2 и 02), руб.. Себестоимость водорода и кислорода, руб./нм3(кг):

3 3Л

н о § =_г __2__/[ф

"2 Угод(шгод)' °2 Угод(шгод)' н 4 н ' о о

2 2 2 2

где Уг1од(тгод), У[од(т™д) - объем и масса запасенного водорода и ки-н н о о

2 2 2 2

слорода в течение года, нм3(кг).

Проведенное технико-экономическое сопоставление предложенной экономико-энергетической модели (рис. 6 - вариант а) показало, что устойчивая конкурентоспособность электролиза будет наблюдаться в ближайшей перспективе при следующих условиях - консервативный подход: цена природного газа 300 долл./ЮОО м3 (для получения водорода методом риформинга); цена электроэнергии 1,5 руб./кВт ч (ночной тариф для получения кислорода разделением воздуха).

Сравнение пиковых тарифов на электроэнергию от водородной надстройки на АЭС и тарифов на пиковую энергию от энергосистемы в условиях долгосрочных тарифных прогнозов, показало, что в ближайшие

5-7 лет целесообразно начинать коммерческую продажу пиковой электроэнергии от данного источника.

Произведена оценка эффективности водородных надстроек на АЭС в сравнении с ГАЭС для покрытия переменных графиков нагрузок по экономико-энергетической модели (рис. 6 - вариант б) для покрытия переменных графиков нагрузок. При этом учтена динамика изменения пиковых тарифов на электроэнергию в условиях долгосрочных прогнозов. Результаты расчетов показали, что водородные надстройки станут устойчиво конкурентоспособными по сравнению с ГАЭС, начиная с 2025-2028 года.

Дополнительно рассмотрен вариант комбинирования водородных надстроек с ГАЭС при условии обеспечения базовой нагрузкой АЭС в ночное время и выработки пиковой электроэнергии от ГАЭС, а для водородной надстройки только производство и продажа водорода и кислорода. При комбинировании водородных надстроек с ГАЭС результаты представлены в табл. 4.

Таблица 4

Исходные данные и результаты расчета эффективности

комбинирования водородных надстроек с ГАЭС_

Показатель Вариант

ГАЭС + ВН ВН + риформинг метана + разделение воздуха

ГАЭС ВН ВН риформинг метана разделение воздуха

Срок строительства, год 5 3 3

Удельные капиталовложения, тыс.руб./кВт: 45 85 85 30 17,1

Начало строительства, год 2015 2017 2017

Ввод в эксплуатацию, год 2020

Горизонт расчета, год 2030

ЧДД, млрд. руб. 3,6 1,4

Срок окупаемости, лет 10 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Использование водородных надстроек на действующих АЭС для уплотнения графиков электрических нагрузок и покрытия пиков в энергосистеме позволяет повысить электрическую мощность турбины АЭС в диапазоне: в случае вытеснения паропарового перегрева до 1070-1100 МВт; в случае введения легкого перегрева свежего и повышения температуры промежуточного пара до 1120 МВт. В условиях экономики России системный эффект состоит в росте КИУМ, вытеснении природного газа на ПГУ, ГТУ и ТЭС и снижении выбросов углекислого газа в виде дополнительных валютных поступлений от экспорта газа и продажи квот на выбросы.

2 Разработан метод анализа эффективности водородной надстройки на АЭС с ВВЭР с учетом особенностей основного и дополнительного термодинамических циклов на основе предложенных дополнительных КПД и коэффициентов. Метод позволяет оценить отдельно работу стороннего пара, отводимого из цикла АЭС, а также его эффективность на АЭС с водородной надстройкой. Эффект от внедрения водородной надстройки на действующей АЭС с ВВЭР возникает и растет в сравнении с базовым циклом при его КПД 33 % при повышении температуры пара перед ЦНД на 20 °С, что соответствует температуре пара в водородо-кислородном парогенераторе - 800 °С.

3 Предложена и обоснована расчетами вынесенная схема компоновки водородо-кислородного парогенератора на АЭС взамен встроенной, что удовлетворяет требованию МАГАТЭ к современным реакторным установкам по непревышению интенсивности плавления активной зоны 10"5 (реакт.-год)"1. В диссертации рассмотрены и рекомендованы к применению только такие вынесенные схемы.

4 Разработана схема АЭС с водородной надстройкой с учетом системных факторов, которые позволяют повысить эффективность. Так, предложено попутное производство при электролизе тяжелой воды с использованием ее на многоблочной АЭС как компонента теплоносителя с переменной концентрацией, что позволяет улучшить эффективность топливоиспользования.

5 Обоснован выбор электролизного оборудования основного комплекса водородной надстройки на действующих АЭС только по показателю затрат и себестоимости водорода. Выбраны электролизеры, работающие под давлением. Проведенное технико-экономическое сравнение производства водорода и кислорода электролизом на АЭС в сравнении с другими основными методами их получения показало, что устойчивая конкурентоспособность электролиза будет наблюдаться в ближайшей перспективе при следующих условиях - консервативный подход: цена природного газа 300 долл./ЮОО м3 (для получения водорода методом риформинга); цена электроэнергии 1,5 руб./кВт-ч (ночной тариф для получения кислорода разделением воздуха). Для этого предложен физический метод раздельного расчета себестоимости водорода и кислорода при электролизе.

6 Выполнено сопоставление тарифов на пиковую электроэнергию от водородной надстройки на АЭС с тарифами на пиковую электроэнергию от энергосистемы в условиях долгосрочных прогнозов, показывающее, что в ближайшие 5-7 лет целесообразно начинать коммерческую продажу пиковой электроэнергии от данного источника.

7 Произведенное прогнозное технико-экономическое сравнение водородной надстройки на АЭС и альтернативной ГАЭС для покрытия переменных графиков нагрузок показало, что водородные надстройки станут устойчиво конкурентоспособными, начиная с 2025-2028 года, а при комбинировании ГАЭС и водородных надстроек с 2020 года.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Портянкин А. В. Новые подходы повышения электрической мощности АЭС с ВВЭР при применении водородных технологий / М. К. Крылов,

A. В. Портянкин // Проблемы энергетики. - Казань: Изд-во Казан, гос. энерг. ун-та, 2006, № 7-8. С.110-114.

Патент

2 Пат. № 2361298 Российская Федерация, МПК G 21 D 3/10. Способ работы АЭС с водо-водяными энергетическими ядерными реакторами / В.А. Хрусталев, А.И. Баженов, A.B. Портянкин, П.В. Данилов - №2007144948/06; заявл. 03.12.07; опубл. 10.07.09, Бюл. № 19.-2 с.

Публикации в других изданиях

3 Портянкин А. В. Эффективность использования дополнительного количества пара, полученного в водородной надстройке на АЭС с ВВЭР-1000 // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. науч. тр. Вып. 4. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006. С. 66-71.

4 Портянкин А. В. Вопросы эффективности водородного производства на базе энергии АЭС / В. А. Хрусталев, А. В. Портянкин // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. науч. тр. - Вып. 4. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006. С. 62-66.

5 Портянкин А. В. Схемно-параметрическое совершенствование энергоблоков АЭС с реактором ВВЭР-1000 на основе водородных технологий // Молодые ученые - науке и производству : материалы конф. молодых ученых / СГТУ. - Саратов, 2007. С. 176-179.

6 Портянкин А. В. Использование водородных технологий для повышения температуры пара перед турбоустановкой АЭС с ВВЭР-1000 /

B. А. Хрусталев, А. В. Портянкин // Проблемы электроэнергетики: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2008. С.32-36.

7 Портянкин А. В. Выбор системы хранения и транспортировки водорода и кислорода на площадке АЭС // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Сб. науч. тр. Вып. 5. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2008. С. 65-73.

?

■ 1

Подписано в печать 25.05.11 Формат 60x84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 1,16 (1,25) Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 100 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Тел.: 24-95-70; 99-87-39, e-mail: izdat@sstu.ru

Содержание

Список принятых сокращений.

Содержание.

Введение.

Глава 1 Анализ работ, выполненных по теме диссертации.

1.1 О современном рынке водорода и кислорода и основные способы их получения.

1.2 Электролиз воды при получении водорода и кислорода.

1.2.1 Современные разработки получения водорода электролизом воды.

1.2.2 Эффективность электролиза воды при производстве и использовании водорода и кислорода.

1.3 Надежность и безопасность при получении, транспортировании, хранении и использовании водорода и кислорода на АЭС.

1.3.1 Требования безопасности для водорода.'.

1.3.2 Требования безопасности для кислорода.

1.3.3 Хранение и транспорт водорода на АЭС.

1.4 Схемный анализ использования водорода и кислорода на АЭС.

1.5 Цель и задачи исследования.

Глава 2 Схемы с использованием водородных технологий на АЭС.

2.1 Схемы с вытеснением паропарового перегрева пара на АЭС.

2.2. Схемы слабоперегретого пара.

2.3 Схема использования электролиза на АЭС для повышения эффективности топливоиспользования.

Глава 3 Выбор основного оборудования и оценка надежности и безопасности всего комплекса водородной надстройки.

3.1 Выбор электролизеров и схемы хранения и транспорта водорода и кислорода на АЭС.

3.2 Методика оценки и результаты расчета затрат и себестоимости получения водорода.

3.3 Оценка надежности и безопасности комплекса водородной надстройки и всей АЭС.

3.3.1 Методика и расчет безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн при взрыве водорода в смеси с окислителем.

3.3.2 Методика и оценка надежности и безопасности АЭС при взрыве водорода в смеси с окислителем.

Глава 4 Системная эффективность производства и использования водорода и кислорода на АЭС.

4.1 Эффективность производства водорода и кислорода на АЭС в сравнении с другими методами.

4.2 Сравнение тарифов на электроэнергию от водородной надстройки на АЭС и тарифов на пиковую энергию от энергосистемы.

4.3 Сопоставление эффективности ГАЭС и водородных надстроек на АЭС для покрытия переменных нагрузок.

В настоящее время одной из особенностей энергетики России является существенное количество работающих и находящихся в резерве турбоустановок, построенных еще в середине прошлого века, которые давно отработали свой расчетный срок службы. Это связано с тем, что за последние 10-15 лет практически не вводились в эксплуатацию новые электрические станции из-за трудной экономической ситуации в стране.

С ростом экономики и развитием промышленности может возникнуть дефицит электрических мощностей в энергосистемах, поэтому необходимо выводить из эксплуатации устаревшие турбоустановки и строить новые, современные электрические станции. Восполнить вывод электрических мощностей в ближайшие 5-8 лет можно в основном только за счет строительства АЭС, что подтверждается программой развития энергетической стратегии России на пе-„ риод до 2020 и 2030 года.

С дальнейшим ростом выработки электроэнергии на АЭС появится необходимость в увеличении доли их разгрузки, что связано с диспетчерскими ограничениями в часы провала графика электрических нагрузок, особенно в европейской части страны. Это приведет к снижению коэффициента использо-г-вания установленной мощности (КИУМ) и росту удельных затрат в производство электрической энергии, что весьма неэффективно. Поэтому к АЭС будут предъявляться следующие весьма актуальные требования:

- базовые режимы работы, в том числе в часы провала графика электрических нагрузок энергосистем;

- работа с повышенной электрической мощностью и КПД станции в пиковые часы графика электрических нагрузок.

Один из способов повышения КИУМ на АЭС - это сооружение водородных надстроек (ВН), где базовые режимы работы обеспечиваются за счет выработки водорода и кислорода в электролизных установках. Работа с повышенной мощностью и КПД турбоустановки АЭС может обеспечиваться за счет использования в тепловой схеме дополнительного количества пара, полученного при сжигании водорода в, кислородной среде. В связи с этим актуальным является исследование и обоснование оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР.

Связь диссертационной работы с приоритетными НИР.

Данная диссертационная работа выполнялась на базе бюджетных фундаментальных научных исследований Отделения энергетики, механики, машиностроения и процессов управления РАН: «Обоснование приоритетных направлений развития энергогенерирующих мощностей с учетом обеспечения, безопасности, устойчивого развития и долгосрочных интересов страны» 2006 - 2008;гг.; «Разработка научных основ повышения коэффициента использования установленной мощности АЭС в энергосистеме» 2009 - 2011 гг.; в рамках гранта РФФИ «Разработка научных основ построения водородных циклов на АЭС» 2007 - 2009 гг.

Цель диссертационной работы - обоснование оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР;

Основные задачи диссертации:

1 разработка метода анализа эффективности-водородной надстройки: АЭС с ВВЭР с учетом особенностей термодинамических циклов основного и дополнительного рабочих тел;

2 обоснование стоимостных показателей и выбор электролизного оборудования основного комплекса водородной надстройки на АЭС по показателю себестоимости водорода и затрат в его производство;

3 разработка новых схем водородных надстроек на АЭС и анализ их эффективности с учетом комплекса системных факторов;

4 обоснование физического метода раздельного расчета и сравнения себестоимости водорода и кислорода, полученных электролизом на АЭС и другими способами;

5 оценка эффективности водородных надстроек на АЭС и ГАЭС для покрытия переменных графиков электрических нагрузок с учетом пиковых тарифов на электроэнергию в условиях долгосрочных прогнозов.

Направления исследований. Работа направлена на исследование и обоснование оптимальных схем, характеристик и системной эффективности водородных надстроек на АЭС с ВВЭР.

Методы исследования: методы анализа термодинамической эффективности циклов влажно-паровых АЭС; методика оценки и обоснования технико-экономических показателей в энергетике; методика оценки надежности и расчета безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн.

Достоверность полученных результатов и выводов диссертационной работы обоснована использованием апробированных и широко распространенных в энергетике методик расчета термодинамической эффективности циклов влажно-паровых АЭС, системного технико-экономического анализа экономичности энергокомплексов, методик расчета безопасного расстояния по действию воздушных ударных волн, а также приемлемой сопоставимостью основных результатов данной работы с результатами других авторов.

На защиту выносятся:

1 метод анализа эффективности водородной надстройки АЭС с ВВЭР с. учетом особенностей термодинамических циклов основного и дополнительного рабочих тел;

2 результаты выбора рациональных типов электролизеров для водородной надстройки на АЭС по показателю себестоимости водорода и затрат в производство водорода;

3 схемные решения водородных надстроек на АЭС с учетом комплекса системных факторов;

4 физический метод расчета себестоимости водорода и кислорода, полученных электролизом и сравнение технико-экономической эффективности получения этих продуктов на АЭС с риформингом газа и разделением воздуха;

5 результаты технико-экономического сопоставления АЭС с водородной надстройкой и ГАЭС для покрытия переменных графиков электрических нагрузок с учетом пиковых тарифов на электроэнергию в условиях долгосрочных прогнозов.

Научная новизна:

1 обоснованы дополнительные критерии и коэффициенты, оценивающие эффективность работы водородной надстройки в составе АЭС с ВВЭР с учетом особенностей термодинамических циклов основного и дополнительного рабочих тел;

2 разработан метод оценки себестоимости водорода и кислорода различной чистоты при электролизе, позволяющий сопоставить электролиз по эффективности с производством этих продуктов другими способами;

3 предложены приоритетные схемы водородных надстроек на действующих и проектируемых АЭС, повышающие их эффективность, в том числе за счет: вытеснения паропарового перегрева, повышения, температуры пара перед ЦВД и ЦНД и использования переменной концентрации тяжелой воды в обычном водном теплоносителе; '

4 обоснована вынесенная схема компоновки водородо-кислородного парогенератора на АЭС взамен встроенной, что удовлетворяет требованию МАГАТЭ к современным реакторным установкам по непревышению частоты аварий с плавлением активной зоны.

Практическая значимость результатов диссертационной работы.

Произведенные расчетные оценки экономической эффективности водородных надстроек на АЭС показали условия, при которых необходимо сооружать их в целях коммерческой продажи водорода и кислорода и(или) с их помощью вырабатывать пиковую электроэнергию.

Производство водорода и кислорода за счет использования внепиковой электроэнергии электролизом воды позволяет попутно получать тяжелую воду, которая может эффективно использоваться на АЭС с ВВЭР как компонент теплоносителя.

Схема компоновки водородо-кислородного парогенератора на АЭС в отдельном здании должна использоваться для действующих, так и перспективных АЭС, что удовлетворяет требованиям МАГАТЭ к современным и перспективным реакторным установкам. Сооружение отдельного здания не приведет к серьезной реконструкции турбинного отделения по сравнению с встроенной компоновкой водородо-кислородного парогенератора. Присоединение паропровода от водо-родо-кислородного парогенератора к основному паропроводу турбины в этом случае можно осуществить в период планового ремонта турбоустановки и в короткие сроки.

Разработанная методика разделения себестоимости водорода и кислорода - может быть использована в составе многопродуктовой модели экономической эффективности на энергопредприятиях, включая энергокомплексы производящие водород и кислород электролизом воды

Разработанные схемы и методики анализа АЭС с водородной надстройкой могут использоваться в учебном процессе, аспирантами в НИР и студентами в дипломном проектировании, а также при проектировании оборудования перспективных АЭС.

Апробация результатов диссертационной работы. Изложенные в диссертации материалы докладывались: на внутривузовских конференциях молодых ученых СГТУ в 2007, 2008 гг.; на Международных научных конференциях «Современные научно-технические проблемы теплоэнергетики и пути их решения» в г. Саратове 29-31 октября 2008 г. и 26-29 октября 2010 г.

По теме диссертации опубликованы следующие работы: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Портянкин А. В. Новые подходы повышения электрической мощности АЭС с ВВЭР при применении водородных технологий / Крылов М. К., Портянкин А. В. // Проблемы энергетики. - Казань: Изд-во Казан, гос. эн. ун-та, 2006, №7-8. С.110-114.

Патент

2 Пат. № 2361298 Российская Федерация, МПК G 21 D 3/10. Способ работы АЭС с водо-водяными энергетическими ядерными реакторами / В.А. Хру-сталев, А.И. Баженов, A.B. Портянкин, П.В. Данилов - №2007144948/06; заявл. 03.12.07; опубл. 10.07.09, Бюл. № 19. - 2 с.

Публикации в других изданиях

3 Портянкин А. В. Эффективность использования дополнительного количества пара, полученного в водородной надстройке на АЭС с ВВЭР-1000 // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Сб. науч. тр. Вып. 4. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006. С.66-71.

4 Портянкин А. В. Вопросы эффективности водородного производства на базе энергии АЭС / В. А. Хрусталев, А. В. Портянкин // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Сб. науч. тр. Вып. 4. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006. С.62-66.

5 Портянкин А. В. Схемно-параметрическое совершенствование энергоблоков АЭС с реактором ВВЭР-1000 на основе водородных технологий // Молодые ученые - науке и производству: материалы конф. молодых ученых / СГТУ. - Саратов, 2007. С. 176-179.

6 Портянкин А. В. Использование водородных технологий для* повышения температуры пара перед турбоустановкой АЭС с ВВЭР-1000 / В. А. Хрусталев, А. В. Портянкин // Проблемы электроэнергетики: Сб. науч. тр. - Саратов: Изд-во РИЦ СГТУ, 2008. С.32-36.

7 Портянкин А. В. Выбор системы хранения и транспортировки водорода и кислорода на площадке АЭС // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Сб. науч. тр. Вып. 5. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2008. С.65-73.

Структура, объём и содержание диссертации

Диссертация включает введение, четыре главы, заключение, направление дальнейших исследований, список использованных источников, включающий

Основные результаты расчетов эффективности АЭС с водородной надстройкой при повышении температуры пара перед ЦНД на 20°С

Параметр Температура пара после камеры сгорания, °С

550 800

Мдоп,МВт 85,5 56,2

Затр> МВт 315,6 188,2 кэл,% 27,1 29,9

7н2о»% 37,3 41Д н2о'Кг/с 17,6 10,0

Овпр 62,2 31Д

Одоп » кг/с 79,8 41,1

Ккс>% 29,9 32,9

Я2/02 0/ Л , % ' АЭС 32,7 33

АчХ1, МВт(т) 48,1

ДМхерм,МВт 25,1

АЯГП, МВт(т) 237,9 122,5 МВт 60,5 31,1 к % лтерм ' /и 52,2 кдоп ' 0//° 25,4 ктерм.% АЭС 33,3 кдип ,% АЭС 32,5 32,7

Например, для того чтобы КПД брутто АЭС с водородной надстройкой равнялся базовому КПД АЭС г]Нг1°2 =г} „=33 %, температура пара после камеры сгорания должна быть 800 °С, а температура пара перед ЦНД 270 °С.

Рассмотрим другой способ работы турбоустановки уже на слабоперегретом паре при использовании водородных технологий (рис. 2.11).

Принцип работы заключается в следующем: дополнительное количество пара (Ддоп), полученного в камере сгорания, смешивается с паром из ПГ (Дпг) и совместно направляются в ЦВД и на вторую ступень 1111. В результате смешения образуется легкоперегретый пар с заданным перегревом.

ЛМЗ - «Ленинградский металлический завод») они способны выдавать электрическую мощность в диапазоне от 1050-1180 МВт [130] (например, К-1000-60-2/1500, ПОАТ ХТЗ, максимальная мощность 1114 МВт, а других модификаций 1180 МВт (табл. 1.6) [86]).

Заключение

1 Использование водородных надстроек на действующих АЭС для уплотнения графиков электрических нагрузок и покрытия пиков в энергосистеме позволяет повысить электрическую мощность турбины АЭС в следующем диапазоне: в случае вытеснения паропарового перегрева до 1070-1100 МВт; в случае введения легкого перегрева свежего и повышения температуры промежуточного пара до 1120 МВт. В условиях экономики России системный эффект состоит в росте КИУМ, вытеснении природного газа на ПГУ, ГТУ и ТЭС и снижении выбросов углекислого газа в виде дополнительных валютных поступлений от экспорта газа и продажи квот на выбросы.

2 Разработан метод анализа эффективности водородной надстройки на АЭС с ВВЭР с учетом особенностей основного и дополнительного термодинамических циклов на основе предложенных дополнительных КШД и коэффициентов. Метод позволяет оценить отдельно работу стороннего пара, отводимого из цикла АЭС, а также его эффективность на АЭС с водородной надстройкой. Эффект от внедрения водородной надстройки на действующей АЭС с ВВЭР возникает и растет в сравнении с базовым циклом при его КПД 33 % при повышении температуры пара перед ЦНД на 20 °С, что соответствует температуре пара в водородо-кислородном парогенераторе - 800 °С.

3 Предложена и обоснована расчетами вынесенная схема компоновки во-дородо-кислородного парогенератора на АЭС взамен встроенной, что удовлетворяет требованию МАГАТЭ к современным реакторным установкам по непревышению интенсивности плавления активной зоны 10"5 (реакт.-год)"1. В диссертации рассмотрены и рекомендованы к применению только такие вынесенные схемы.

4 Разработана схема АЭС с водородной надстройкой с учетом системных факторов, которые позволяют повысить эффективность. Так, предложено попутное производство при электролизе тяжелой воды с использованием ее на многоблочной АЭС как компонента теплоносителя с переменной концентрацией, что позволяет улучшить эффективность топливоиспользования.

5 Обоснован выбор электролизного оборудования основного комплекса водородной надстройки на действующих АЭС только по показателю затрат и себестоимости водорода. Выбраны электролизеры, работающие под давлением. Проведенное технико-экономическое сравнение производства водорода и кислорода электролизом на АЭС в сравнении с другими основными методами их получения показало, что устойчивая конкурентоспособность электролиза будет наблюдаться в ближайшей перспективе при следующих условиях - консервативный подход: цена природного газа 300 доллЛООО м3 (для получения водорода методом риформинга); цена электроэнергии 1,5 руб./кВт-ч (ночной тариф для получения кислорода разделением воздуха). Для этого предложен физический метод раздельного расчета себестоимости водорода и кислорода при электролизе.

6 Выполнено сопоставление тарифов на пиковую электроэнергию от водородной надстройки на АЭС с тарифами на пиковую электроэнергию от энергосистемы в условиях долгосрочных прогнозов, показывающее, что в ближайшие 5-7 лет целесообразно начинать коммерческую продажу пиковой электроэнергии от данного источника. " '

7 Произведенное прогнозное технико-экономическое сравнение водородной надстройки на АЭС и альтернативной ГАЭС для покрытия переменных графиков нагрузок показало, что водородные надстройки станут устойчиво конкурентоспособными начиная с 2025-2028 года, а при комбинировании ГАЭС и водородных надстроек - с 2020 года.

Направления дальнейших исследований

В качестве перспективных направлений исследований по данной работе можно обозначить следующие задачи, а именно:

1 дальнейшая разработка схемных решений АЭС с водородными технологиями, позволяющая получить наибольшую эффективность и безопасность;

2 разработка метода расчета себестоимости получения водорода и кислорода электролизом воды, включающая в себя системный фактор: учет получения тяжелой воды; технико-экономическая оценка эффективности получения и использования на АЭС тяжелой воды во внепиковое время; углубленная оценка экологических преимуществ при разных стратегиях развития АЭС.

1. Шпильрайн Э.Э., Малышенко С.П., Кулешов Г.Г. Введение в водородную энергетику. Под редакцией Легасова В.А. М.: Энергоатомиздат, 1984. 264 с.

2. Дмитриев А. Д., Прохоров Н. С. Перспективы применения водорода в качестве энергоносителя // Химическая промышленность. 2003. Т. 80. №10. С. 27-29.

3. Коротеев A.C., Смоляров В. А. Водород — энергоноситель XXI века // Высокие технологии. 2005. Март-апрель. С. 26-28.

4. Зайченко В. М., Шпильрайн Э. Э., Штеренберг В. Я. Экономические показатели комплексной технологии переработки природного газа и древесных отходов с получением водорода и чистых углеродных материалов // Теплоэнергетика. 2006. № 12. С. 50-57.

5. Морзович В.З. Трезвый взгляд на водородную энергетику // Химия ижизнь. 2006. №5. С. 8-11 Электронный ресурс. Систем, требования: Adobet

6. Acrobat Reader. URL: http://apocalypsejournal.ru/hydrogenarticle.pdf (дата обращения: 10.05.2009).

7. Криогенмаш Электронный ресурс. URL: http://www.cryogenmash.ru/ (дата обращения: 7.05.2009).

8. Новолипецкий металлургический комбинат Электронный ресурс. URL: http://www.nlmk.ru/ (дата обращения: 7.05.2009).

9. Doty F.D. A Realistic Look at Hydrogen Price Projection. Doty Scientific Inc., Columbia, SC. Mar. 11, 2004.

10. Тарасов Б. П., Потоцкий М. В. Водород для производства энергии: проблемы и перспективы // Intern. Sei. J. for altern. Energy and Ecology. 2006. №8 (40). P.72-90.

11. Водородная энергетика: состояние и перспективы // Intern. Sei. J. for altern. Energy and Ecology. 2007. №3 (47). P. 172-177.

12. Пономарёв-Степной H. H., Столяревский А. Я. Атомно-водородная энергетика// Intern. Sei. J. for altern; Energy and Ecology. 2004. №3 (11). P. 5-10.

13. Перспективы производства жидких и газообразных синтетических' топ-лив из угля и использование энергии ядерного реактора / В; Н. Гребенник и др. // Атомно-водородная энергетиками:технология.- М.: Атомиздат, 1982. Вып. 4. С. 23-60.

14. Клер А. М., Тюрина Э. А., А. С. Медников: Исследование технологии комбинированного производстваводорода- и электроэнергии из угля// Известия РАН. Энергетика. 2007. № 2. С. 145 153.

15. Коробцев С. В. Современные методы производства водорода // Международный химический саммит. Москва, 1 2 июля. 2004. / Институт водородной энергетики и плазменных технологий- РНЦ «Курчатовский институт».

16. Болдырев В. М. Водородная энергетика // Промышленные ведомости. -2006. -№5.

17. Животов В. Плазменные методы производства водорода // Инновации2006. №Ц (98). С. 112-113.

18. EnergyFuture.RU Электронный ресурс. URL: http://energyfuture.ru/ (дата обращения: 20.05.2009).

19. Элкод Электронный ресурс. URL: http://www.elcode.ru/hotnews/3480.html (дата обращения: 20.05.2009).

20. BusinesStat Электронный ресурс. URL: http://www.businesstat.ru/markets/showfull/497.html (дата обращения: 20.05.2009).

21. Адамович Б. А., Дербичев А. Г., Дудов В. И. Система водородной энергетики // Автомобильная промышленность. 2005. №7. С. 4-7ft

22. Мазур И. И. Новая энергетическая парадигма «Энергия будущего» для мирового сообщества // Intern. Sei. J. for altern. Energy and Ecology. 2005. №12 (32). P.l 10-114.

23. Малышенко С. П., Пехота Ф. Н. Сегодня и завтра водородной энергетики // «Энергия». 2003. №1. С. 2-8.

24. Аминов Р. 3., Байрамов А. Н. Эффективность производства водорода на основе современных технологий // Известия РАН. Энергетика. 2009. №1. С. 128-137.

25. Кондратьев К. Я., Крапивин В. Ф. Современное состояние и перспективы развития мировой энергетики // Энергия. 2006. №2. С. 17-23.

26. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение. Справочное издание. Гамбург Д.Ю., Семенов В.П., Дубовкин Н.Ф., Смирнова JI.H. Под ред. Гамбурга Д.Ю., Дубовкина Н.Ф. М.: Химия, 1989.- 672с.

27. Электролизеры с твердым полимерным электролитом для разложения воды / Подледнев В. М., Морозов Ю. В., Фатеев В. Н. и др. // Технология машиностроения 2005; №1 С. 55-57.

28. Отечественные электролизёры необходимая составляющая водородной; энергетики 1 в России / Н. В. Кулешов и др.| // Международный симпозиум по водородной энергетике. 16 ноября. 2005.

29. Пономарев-Степной Н. Н., Столяревский А. Я. От мега к гигапроек-там // Экономика России: XXI век.- jV»22.

30. Костин В .И. На пути к атомно-во дородной энергетике // Город и горожане. 2006. №34 (1119).

31. McElroy J. F. SPE water electrolyzers in support of Mission from Planet Earth // J, Power Sources. 1991. Vol; 36. N3. P. 219 233.

32. Davenport R. J., Schubert F. 11. Space water electrolysis: space station through advanced missions // J. Power Sources. 1991. Vol: 36. No. 3. P; 235 250:

33. Water Electrolysis Enables Renewables to Hydrogen. Distributed Energy Systems. Hydrogen Technology Group Электронный; ресурс. — URL: www.protonenergy.com

34. Пахомов В. П., Фатеев В. Н. Электролиз воды с твердым полимерным электролитом. М.: ИАЭ им. И. В. Курчатова: 1990.24 с.

35. Yamaguchi М., Horiguchi М., Nakanori Т. Development of barge-Scale WaterElectrolyzer Using Solid Polymer, Electrolyte in WE-NET / Proceedings of the 13th World Hydrogen Energy Conference (Beijing, China, June 12 15, 2000). Vol. 1. P. 274-281.

36. Wan N., Pang Z. Advances in Study of Solid Polymer Electrolyte Water

37. Electrolysis / Proceedings of the 13th World Hydrogen Energy Conference (Beijing, China, June 12 15,2000). Vol. 1. P. 266 - 268.

38. Shao Z., Yi В., Han M. The Membrane Electrodes Assembly for| SPE Water Electrolysis / Proceedings of the 13th World Hydrogen Energy Conference (Beijing, China, June 12- 15, 2000). Vol. 1. P. 269 273.

39. SPE-Electrolysis under the Increased Pressure / V. N. Fateev V. M. Podled-nev, V. I. Porembsky at all // Proceedings of the 13th World Hydrogen Energy Conference (Beijing, China, June 112- 15, 2000). Vol. 2. P. 802 807.

40. Электролиз воды в системах с твердым полимерным электролитом / В. Н. Фатеев, О. В. Арчаков, Е. К. Лютикова и др. // Электрохимия. 1993. Т. 29. № 4. С. 551 -557.

41. Электролиз воды в системах с твердым полимерным электролитом при повышенном давлении / С. А. Григорьев M. М. Халиуллин, Н. В. Кулешов, В. Н. Фатеев //Электрохимия. 2001. Т. 37. № 8. С. 953 957.

42. Григорьев С. А., Калинников А. А., Фатеев В. Н. Математическое моделирование и оптимизация электролизеров воды с твердополимерным электролитом // Тяжелое машиностроение. 2007. №7. С. 2-16.

43. Установки с электролизерами воды высокого давления для лунной базы / И. Н. Глухих и др. // Изв. РАН. Энергетика. 2007. №3. С.35-45.

44. Jensen F.С., Schubert F.N. Theme Conference Proceedings. Miami. 1974. P. 9-17.

45. Metzler H., Schwarz W. // EL/ Chem. Acta. 1970. V.15 P.97.

46. Хрусталев В. А., Портянкин А. В. Вопросы эффективности водородного производства на базе энергии АЭС // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. научн. тр./ СГУ. Саратов, 2006. Вып.4. С. 62-66.

47. Тяжелая вода Электронный ресурс. http://ru.wikipedia.org/wiki/D20 URL: (дата обращения: 10.05.2008).

48. Hydrogen and Nuclear Energy. Bulletin of the Canadian Nuclear Society, т. 20, № 1, 1999

49. Ronen V., Fahima V. Combination of two spectral shift control methods for pressurized water reactor with improved power utilization. Ibid., 1984, v. 67, N 1, P. 46-55

50. Дмитриев A. JI. Экономические и технические проблемы развития водородного транспорта с целью улучшения экологического состояния окружающей среды // Intern. Sci. J. for altern. Energy and Ecology. 2004. - №" 1 (9). -P. 14-18.

51. Русанов В. Д. Экология и водород // Экология и промышленность России. 2006. № 10. С. 20 21.

52. Асланян Г.С., Реутов Б.Ф. Проблематичность становления водородной энергетики // Теплоэнергетика №4 2006 С. 66-73.

53. Роганков М.П. Киотский протокол становится для России реальностью // Промышленная энергетика №5 2005 С. 46 49.

54. Аминов Р. 3., Крылов М. К., Байрамов А. Н. Пути экономии органического топлива при использовании водородных технологий на АЭС // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. научн. тр. / СГУ. Саратов, 2006. Вып.4. С. 56 - 61.

55. Портянкин А. В. Схемно-параметрическое совершенствование энергоблоков АЭС с реактором ВВЭР-1000 на основе водородных технологий // Молодые ученые науке и производству : материалы конф. молодых ученых / СГТУ. Саратов, 2007. С. 176-179.

56. Заплатинский В. М. Терминология науки о безопасности. // Zbornik prispevkov z medzinarodnej, vedeckej konferencie «Bezhecnostna veda a bezpecnostne vzdelanie». — Liptovsky Mikulas: AOS v Liptovskom Mikulasi, 2006, (CD nosic) ISBN 80-8040-302-3.

57. Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций ПБЯ РУ АС-8 9 Электронный ресурс. URL: http://www.budinfo.org.ua/doc/1301705.jsp (дата обращения: 12.03.2011).

58. Безопасность атомных станций. EDF. Росэнергоатом. ВНИИАЭС. -Paris September, 1994.

59. Schmucker R. L'Hydrogene et ses perspectives Liege. 1978 15 18 november.

60. Thissen H. G. // Ber. Komforschungsanlage. 1974. Bd 1093 S 25.

61. Правила безопасности при производстве водорода методом электролиза воды: ПБ 03-598-03: утв. Гостехнадзором России 06.06.03 Электронный ресурс. URL: http://lawrussia.ru/bigtexts/law3557/page4.htm (дата обращения: 20.05.2009).

62. ГОСТ 5583-78. Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия. Введ. 1980-01-01 Электронный ресурс. URL: http://www.docload.rU/Basesdoc/8/8956/index.htm (дата обращения: 20.05.2009).

63. Реалтехгаз Электронный ресурс. URL: http://www.realtg.ru/?id=18 (датасобращения: 20.05.2009).

64. Дресвянников А.Ф., Ситников С. Ю. Современные аспекты аккумулирования водорода. Обзор. // «Известия ВУЗов. Проблемы энергетики». 2006. №3-4. С.72 84.

65. Яртысь В. А., Потоцкий М. В. Обзор методов хранения водорода // Институт проблем материаловедения НАН Украины. (2003 г.).

66. Hydrogen, Fuel Cells and Infrastructure Technologies Program Hydrogen Storage/ U.S. Department of Energy - Energy Efficiency and Renewable Energy.

67. Cost of Storing and Transporting Hydrogen / National Renewable Energy Laboratory of the U. S. Department of Energy. 1998. P. 52.

68. Тарасов Б.П. Металлогидридные системы обратимого хранения водорода // Альтернативная энергетика и экология: сб. тезисов второго Международного симпозиума «Безопасность и экономика водородного транспорта». 2003. С. 38-39 (спец. выпуск.).

69. Методы хранения водорода и возможности использования металлогид-ридов / Б. П. Тарасов и др. // Intern. Sei. J. for altern. Energy and Ecology. 2005. №12(32). C. 14-37.

70. Гидридные системы: справочник / Б. А. Колачёв и др.. М.: Металлургия, 1992. 350с.

71. Михеева В. И. Гидриды переходных металлов М.: АН СССР, 1960. -198с.

72. Антонова M. М. Свойства гидридов металлов Киев: Наукова думка, 1975. - 128с.

73. ГОСТ СССР 9617-76. Сосуды и аппараты. Ряды диаметров. Введ. 1978-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1976. - 4 с.

74. Кузнецов А.Ф. Технико-экономический анализ стальных конструкций -4.1: Оценка вариантов. Челябинск: Южно-Уральский Государственный университет, 1999. - 51с.

75. Кузнецов А.Ф., Козьмин Н.Б. Технико-экономический анализ стальных конструкций 4.2: Выбор экономичных сталей и профилей. - Челябинск: Южно-Уральский Государственный университет, 1999. - 58с.

76. Тахтамышев А.Г. Примеры расчета стальных конструкций М.: Строй-издат, 1978.-239 с.

77. Аминов Р. 3., Байрамов А. Н. Оценка удельных капиталовложений в цилиндрические емкости для хранения газообразного водорода // Проблемы энергетики. Казань: Изд-во Казан, гос. эн. ун-та, 2007, № 5-6. С.69-77.

78. АЭС с ВВЭР: Режимы, характеристики, эффективность /Аминов Р. 3.,

79. Хрусталев В. А., Духовенский А. С. и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. 264 с.f

80. Ульянова М. В., Хрусталев В. А. Экономические основы повышения эффективности энергоблоков Балаковской АЭС // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Сб. науч. тр. Вып. 4. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006. С. 114-118.

81. Направление повышения экономической эффективности АЭС с ВВЭР / Петреня Ю. К., Хоменок JI. А., Кругликов П. А., Смолкин Ю. В. // Теплоэнергетика. 2007. № 1. С. 31-34.

82. Маргулова Т. X. О дальнейшем развитии парогенераторов АЭС // Теплоэнергетика. 1985. № 12. С. 7-11.

83. Анализ нестационарных процессов в проточных частях турбин влажного пара / M. Е. Дейч, А. Г. Костюк, Г. А. Салтанов и др. Теплоэнергетика, 1997, №6, С. 25-30.

84. Fillippov G. A., Povarov О. A., Nickolsky A. J. The Steam Flow Discharge Coefficient and Losses in Nozzles of a Steam Turbine Stage Operating in the Low Steam Wetness Zone in Aero-Thermodynamics of Steam Turbines. ASME, 1981, № Y, p 160.

85. Мартынова О. И., Поваров О. А., Семенов В. Н. Влияние растворенных в паре примесей на образование коррозионно-агрессивной жидкой фаза в проточных частях турбины. Теплоэнергетика, 1984, № 4, С. 19-23.

86. Steam Turbine Blade reliability EPRI. Workshop. Boston USA, 1982.

87. Андреев П. А., Гринман M. И., Смолкин Ю. В. Оптимизация теплоэнергетического оборудования АЭС. Атомиздат. 1975. - 220 с.

88. Патент Франции №2283524, Кл. G 21 Д 5/08, опубл. 1976 г.

89. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года Электронный ресурс. URL: http://www.minprom.gov.rU/docs/strateg/l (дата обращения: 7.09.2009)

90. Гидроаккумулирующая электростанция Электронный ресурс. URL: http://slovari.yandex.ru/~книги/БCЭ/Гидpoaккyмyлиpyющaя%20элeктp6cтaнция/дата обращения: 7.09.2009).

91. Региональная эффективность проектов АЭС / под ред. П. JI. Ипатова. -М.: Энергоатомиздат, 2005. 228 с.

92. Крылов М. К., Портянкин А. В. Новые подходы повышения электрической мощности АЭС с ВВЭР при применении водородных технологий // Проблемы энергетики. Казань: Изд-во Казан, гос. эн. ун-та, 2006, № 7-8. С. 110-114.

93. Кузык Б. Н., Кушлин В. И., Яковец В. Ю. На пути к водородной энергетике М.: Институт экономических стратегий, 2005. - 160 с.

94. Бычков А. М. О возможностях производства электроэнергии на основе комплексного использования органического и водородного топлива // Энергетик. 2006. - № 8. - С. 21 - 22.

95. Научно-технические основы высокоэффективного производства электроэнергии с комплексным использованием органического и водородного топлива / О. Н. Фаворский и др. // Энергетик. 2008. № 1. С.З 6.

96. А. с. 1724905 СССР, МКИЗ F 01 К 13/00. Способ получения пиковой мощности/Ю. Н. Лебедь, С. Ю. Беляков, Б. Г. Тимошевский (СССР).4834871/06; заявл. 09.04.90; опубл. 07.04.92, Бюл. № 13. 2 е.: ил. ,

97. Столяревский А. Я. Аккумулирование вторичной энергии // Атомно-водородная энергетика и технология.' М.: Энергоатомиздат, 1982. Вып. 4. С.60-125.

98. Малышенко С. П., Назарова О. В., Сарумов Ю.А. Некоторые термодинамические и технико-экономические аспекты применения водорода как энергоносителя в энергетике // Атомно-водородная энергетика и технология. М.: Энергоатомиздат, 1986. Вып. 7. С. 105-126.

99. Хрусталёв В. А. О некоторых аспектах эффективности электролиза воды на АЭС // Повышение эффективности и оптимизация теплоэнергетических установок: сб. научн. тр. / под ред. А. И. Андрющенко./ СПИ. Саратов, 1988. С.19-22.

100. А. с. № 936734 СССР, МКИ G 21 D 1/00. Турбинная установка атомной электростанции / В. А. Хрусталев, О. И. Демидов, В. А. Иванов // Бюлл. изобр. 1983. №33.

101. А. с. № 1163681 СССР, МКИ F 01 К 23/10. Парогазовая установка / В. А. Хрусталев, О. И. Демидов, А. А. Сердобинцев, М. С. Доронин // Бюлл. изобр. 1985. №46.

102. Аминов Р. 3., Байрамов А. Н., Шацкова О. В. Оценка эффективности водородных циклов на базе внепиковой электроэнергии АЭС // Теплоэнергетика. 2009. № 11. С. 41-45.

103. Шерстобитов И. В., Ляшов А. С. О способе привлечения к регулированию мощности АЭС и базовых ТЭС // Кубанский государственный технологический университет. 2008.

104. Разработка и исследование экспериментального водородо-кислородного парогенератора* мощностью 10 МВт(т)/ Бебелин И. Н., Волков А. Г., Грязнов А. Н., Малышенко С. П. // Теплоэнергетика. 1997. № 8. С. 48-52.

105. Hydrogen as an Energy Carrier and its Production by Nuclear Power / International Atomic Energy Agency. 1999. - May. - P.347.r.

106. Пат. 2309325 Российская Федерация, МПК7 F 22 В 1/26. Парогенератор / А. Н. Грязнов, С. П. Малышенко. №2005139564/06; заявл. 19d2.2005; опубл. 27.10.2007, Бюл. № 3. - 10 е.: ил.

107. Пат. 2300049 Российская Федерация, МПК7 F 22 В 1/26. Мини-парогенератор / А. Н. Грязнов, С. П. Малышенко. №2005139563/06; заявл. 19.12.2005; опубл. 27.10.2007, Бюл. № 15. - 7 е.: ил.

108. Высокотемпературный газоохлаждаемый реактор ВГР-50 энергохимической установки / В. П. Глебов и др. // Атомно-водородная энергетика и технология. М.: Атомиздат, 1982. Вып. 5. С. 118-123.

109. Высокотемпературные реакторы с гелиевым теплоносителем (возможности, перспективы применения, технические проблемы) / Н. Н. Пономарёв

110. Степной и др. // Атомно-водородная энергетика и технология. М.: Атомиздат, 1978. Вып. 1. С.80-109.

111. Андрющенко А. И., Аминов Р. 3., Хлебалин Ю. М. Теплофикационные установки и их использование М.: Высш. шк., 1989. - 256 с.

112. Возможность промышленного внедрения РУ с ВТГР для промышленного производства водорода / В. И. Костин и др. // Тяжёлое машиностроение. -2007. №3. С. 9- 14.

113. Костин В.И. На пути к атомно-водородной энергетике // Город и горожане. 2006. - №34 (1119).

114. Зайченко В. М., Шпильрайн Э.Э., Штеренберг В. Я. Водородная энергетика: современное состояние и направления дальнейшего развития.// Теплоэнергетика. 2003. № 5. С. 61 67. "

115. Кириллов Н. Г. Когда наступит «водородная экономика» // НефтьГаз-Промышленность. 2008: № 1. С. 46 51. 1

116. Жарков С. В. С водородной энергетикой по пути // Энергия: экономика, техника, экология. 2006. № 3. С. 35 38.

117. Шпильрайн Э. Э., Сарумов Ю. А., Попель О. С. Применение водородав энергетике и в энерготехнологических комплексах. В кн.: Атомно-водородная энергетика и технология. Вып. 4. - М.: Энергоатомиздат, 1982, С. 5-22

118. Брусницын. Два сценария развития водородных технологий // Мировая энергетика. 2007. № 6(42) Электронный ресурс. URL: http://www.worldenergy.ru/doc20371885.html (дата обращения: 7.09.2009).

119. World Energy Technology 0utlook-2050 WETO H2, ЕС, Luxemburg,2007

120. Хрусталев В. А. Режимы работы АЭС с ВВЭР. Учеб. пособие. Саратов: t Сарат. гос. тех. ун-т, 2000. 64 с.

121. М.: Госгортехнадзор России, 2003. 86 с.

122. РД 03-409-01. Методика оценки последствий аварийных взрывов топ-ливовоздушных смесей // Сборник документов. Серия!27. Вып. 2. М.: ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2002. С. 4-34.

123. Бирбраер А.Н., Шульман С. Г. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях М.: Энергоатомиздат, 1989. 304 с.

124. Ларин Е. А., Гончаренко О. В. Расчёты надёжности теплоэнергетического оборудования электростанций Саратов: СПИ, 1987. - 68 с.

125. Надёжность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС / Г. П. Гладышев и др.. М.: Высш. шк., 1991. - 303 с.

126. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. М., 1994. - 80 с.

127. Обухов Е. В., Холодов Д.В. Определение топливной эффективности гидроаккумулирования Электронный ресурс. URL: http://storage.library.opu.ua/online/periodic/opu20002/7l 7.htm (дата обращения: 7.09.2009).