Диссертация (1026548), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Поэтомуобщим элементом для угольной и нефтяной технологий получения моторныхтоплив является водород.В данном случае он выступает вторичным энергоносителем, на получениекоторого следует затратить относительно большое количество энергии (порядка3-5 кВт.ч на 1 м3 при нормальных условиях).ПоэтомуцелесообразнымнаправлениемконсолидацииАЭстопливодобывающими отраслями послужит энерго-технологический атомноводородный кластер, в котором наибольшая часть энергии будет затрачиватьсяна производство водорода для направления его в технологические циклыповышения качества низкосортного углеводородного сырья.Из-за высокой энергонасыщенности урана по сравнению с другимивидами органических ресурсов, использование ядерной энергии лучше всегоподходит для производства вторичных энергоносителей – своего рода дляаккумулирования энергии деления тяжелых ядерв более привычных потехнологии хранения и использования веществах (например, водород иискусственные моторные топлива).Одним из таких вторичных энергоносителей является водород.
Вструктуре использования водорода два главных направления: в качествехимического продукта и в качестве вторичного энергоносителя.До настоящего времени главным направлением, по объемам потребленияявляетсяиспользованиепромышленностях.Наводородаперспективувхимическойирассматриваютсянефтехимическойавтотранспортитопливные элементы для автономных потребителей (порядка 300 кВт).
Втаблице 13 приведена структура мирового потребления водорода.В качестве топлива водород применялся для ракеты-носителя «Энергия».Добавление водорода к топливной композиции газотурбинных установок (ГТУ)повышает их эффективность.180Таблица 13.Структура мирового потребления водородаТехнологии, потребляющие водородДоля, %Синтез аммиака30-60Гидрогенизация и гидроочистка15-25Гидрокрекинг10-22Синтез метанола5-10Нефтехимический синтез3-7Различные химические производства,металлургия, жидкий водород и др.Вкачествеперспективногонаправления2-14можнорассматриватьиспользование водорода в комплексе с электронно-ускорительной техникой дляпроизводства легких углеводородов (синтетических моторных топлив) изнеконвенционной (тяжелой) нефти, угля, сланцев и другого органическогосырья.Дляэтихцелейнаиболеецелесообразнобудетиспользоватьинновационный проект высокотемпературного газового реактора (типаВТГР), который разрабатывается в атомной отрасли именно для целейтехнологического применения прямого тепла от реактора, минуя стадиюпреобразования в электричество.Этот способ позволяет сократить расход твердого топлива в 1,6 – 1,7 разапо сравнению с существующими методами, повышает эффективностьпроизводства, обеспечивает более низкую себестоимость конечного продукта, атакже значительно улучшает экологическую обстановку.В ВТГР благодаря применению инертного гелиевого теплоносителя играфита в качестве конструктивного материала активной зоны уже в настоящеевремя достижима температура на выходе 950°С.
Этот уровень температуры181являетсядостаточнымдляэффективногопроведениярядапроцессовгазификации и производства водорода.Преимущества данной реакторной технологии таковы: позволяетразмещатьВТГРвнепосредственнойблизостиотпромышленных производств, за счет наличия свойств внутренней присущейбезопасности, что исключает недопустимые потери температурного потенциалатеплоносителя в системе транспорта тепловой энергии между реактором ипотребителем; гибкийтопливныйцикл,исключающийзависимостьотвидаиспользуемого топлива; минимальное количество систем безопасности создает предпосылки дляснижения капитальных и эксплуатационных затрат, сокращения сроковстроительства и окупаемости затрат; глубокое выгорание топлива позволяет осуществлять захоронениевыгруженного из реактора топлива без дополнительной переработки; генерация электроэнергии с высоким КПД и замещение органическоготоплива в сфере «неэлектрического» применения; потенциал внедрения ВТГР в «неэлектрическую» сферу не уступает помасштабам электроэнергетике.Стратегическое объединение усилий разных отраслей в топливноэнергетическомкомплекседаствозможностьболеерациональногоиспользования энергоресурсов страны, консолидированного распределениянагрузок по отраслям, снизит быстрое истощение запасов, так как позволитизвлечение более глубоко залегающих запасов.Из анализа существующих методов газификации угля в настоящее времяприменительнокиспользованиютепловойэнергииВТГРмогутрассматриваться два процесса:- гидрогазификацииСН4 + Н2О = 3Н2 + СО – 60 ккал/моль;С + 2Н2 = СН4 + 20,9 ккал/моль182- паровой газификацииС + Н2О = Н2 + СО – 28,3 ккал/мольВ ВТГР, благодаря применению в качестве конструктивного материалаактивной зоны графита и инертного гелиевого теплоносителя, уже в настоящеевремя достижима температура на выходе 950°С.
Этот уровень температурыявляетсядостаточнымдляэффективногопроведениярядапроцессовгазификации.Особенность процессов газификации с использованием тепловой энергииВТГР заключается во внешнем подводе тепла.Потенциальные области применения ВТГР приведены на Рисунке П. 2.2.Рисунок П. 2.2. Потенциальный объем внедрения ВТГР183П. 3.Таблица 14.Международная шкала ядерных событийУровень по шкалеINESКритерии оценки безопасностиУровень 7. КрупнаяаварияСильный выброс(радиологическийэквивалент болеенескольких десятков тысячТБкI-131): тяжёлыепоследствия для здоровьянаселения и дляокружающей средыАвария наЧернобыльской АЭС,СССР, 1986 годУровень 6.Серьёзная аварияЗначительный выброс(радиологическийэквивалент болеенескольких тысяч ТБкI131): требуетсяполномасштабноеосуществление плановыхмероприятий повосстановлениюАвария на ПО «Маяк»,СССР, 1957 годУровень 5.
Авария сОграниченный выброс:Население и окружающаясредаРадиологическиебарьеры и контрольПримеры событийГлубокоэшелонированная защитаТяжёлое повреждениеАвария на АЭС Три-180Авария на АЭСФукусима I, Япония,2011 год184риском дляокружающей средыУровень 4. Авариябез значительногориска дляокружающей средытребуется частичноеосуществление плановыхмероприятий повосстановлениюактивной зоны ифизических барьеровМинимальный выброс:облучение населения впределах допустимогоСерьёзное повреждениеактивной зоны ифизических барьеров;облучение персонала слетальным исходомМайл-Айленд, США,1979 годАвария в Уиндскейле,Великобритания, 1957годАвария на ядерномобъекте Токаймура,Япония, 1999 годСерьёзноераспространениерадиоактивности;облучение персонала ссерьёзнымипоследствиямиАварию удалось предотвратить, нодля этого пришлось задействоватьвсе исправные системыбезопасности.Также: потеря, похищение илидоставка не по адресувысокоактивного источникаУровень 2.ИнцидентЗначительноераспространениерадиоактивности;облучение персонала запределами допустимогоИнцидент с серьёзными отказами в Многочисленныесредствах обеспечения безопасности событияУровень 1.АномальнаяситуацияУровень 0.
Событие Отсутствует значимость с точки зрения безопасностис отклонением нижешкалыПожар на АЭСВандельос, Испания,1989 год181Уровень 3.Пренебрежительно малыйСерьёзный инцидент выброс: облучениенаселения нижедопустимого пределаАномальная ситуация, выходящая за Многочисленныепределы допустимого присобытияэксплуатацииМногочисленныесобытия185П. 4. Расчет экономических показателей АЭС ВБЭР – 300Таблица 15.Вводные данныеПоказательОбозначениеКапитальныевложенияЭксплуатацинныезатраты (OPEX)Налог наимуществоНалог наприбыльВыручкакомпанииАмортизацияКt, млн.долл.Иэt, млн.долл.Ним, млн.долл.Нп, млн.долл.ВР, млн.долл.А, млн.
долл.ПоказательОбозначениеКапитальныевложенияЭксплуатацинныезатраты (OPEX)Налог наимуществоНалог наприбыльВыручкакомпанииКt, млн.долл.Иэt, млн.долл.Ним, млн.долл.Нп, млн.долл.ВР, млн.долл.А, млн.долл.АмортизацияПоказательОбозначениеКапитальныевложенияКt, млн.долл.Эксплуатацинныезатраты (OPEX)Иэt, млн.долл.Налог наимуществоНалог наприбыльВыручкакомпанииНим, млн.долл.Нп, млн.долл.ВР, млн.долл.А, млн.долл.Амортизация1232000,002000,001500,00Инвестиционный период, годы4567891020,2543,7370,8476,5182,6389,2496,3810,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,00000055,2292,1099,80108,13117,12126,83---101,23218,65354,21382,55413,15446,21481,90---100,00100,00100,00100,00100,00100,00100,0011121314151617181920104,09112,42121,41131,12141,61152,94165,18178,39192,66208,0810,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0080,7787,4394,63102,40110,79119,85129,64140,21151,63163,96520,45562,09655,62708,07764,72963,321040,39100,00100,00100,00100,00100,00Инвестиционный период, годы100,00100,00607,06100,00825,90100,00891,97100,00Инвестиционный период, годы21222324252627282930224,72242,70262,12283,09305,73330,19356,61385,14415,95449,2210,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,00177,28207,19223,97242,09261,65282,79305,61330,26356,88385,631123,621213,511310,591415,441528,671650,971783,051925,692079,742246,12100,00100,00100,00100,00100,00100,00100,00100,00100,00100,00186Таблица 16.Расчёт чистого дисконтированного доходаВсе расчёты произведены в млн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
