Регенерации отработавшего

Редукторные двигатели обычно имеют пусковые устройства в виде коротко-замкнутой клетки или пусковой обмотки на роторе. Если двигатель предназначен для работы при легких условиях пуска, то пусковое устройство может отсутствовать.

В зависимости от особенностей электромагнитной системы синхронные микромашины подразделяют на следующие типы: двигатели и генераторы с постоянными магнитами; реактивные двигатели; гистере-зисные двигатели; индукторные генераторы и двигатели (в том числе редукторные двигатели); шаговые (импульсные) двигатели.

Редукторные двигатели. Трех-и двухфазные индукторные машины широко применяют не только в качестве генераторов, но и в качестве двигателей. Синхронная частота вращения их «2 = 60/^, в то время как частота вращения магнитного поля статора пх = бОД/р. Отношение

называют коэффициентом редукции; он показывает, во сколько раз частота вращения ротора меньше частоты вращения магнитного поля поэтому индукторные двигатели часто называют редукторными Редукторные двигатели могут быть трех типов: с электромагнитным возбуждением (на статоре или роторе), с постоянными магнитами или без возбуждения (реактивные). В зависимости от расположения обмотки возбуждения или постоянных магнитов различают двигатели с осевым и радиальным возбуждением.

Редукторные двигатели обычно выполняют на небольшие частоты вращения и мощность от 1 до 40 Вт; коэффициент полезного действия двигателей составляет 20—40%. Вследствие низкой частоты вращения эти двигатели не требуют ухода в течение всего срока службы.

Подбирая соотношения между числами пазов на роторе и статоре, выбирая укорочение шага обмотки, раскрытие и скос пазов, можно уменьшить амплитуды пространственных гармоник или, наоборот, выделить одну из гармоник, обеспечив ей главенствующее положение в спектре гармоник. В этом случае основной—1-й гармоникой—является высшая пространственная гармоника, так как ее амплитуда самая большая по отношению к другим. Двигатели, работающие на высших пространственных гармониках, называются редукторными. Редукторные двигатели тихоходные и применяются вместо многополюсных машин или двигателей с механическим редуктором.

Редукторные двигатели обычно имеют пусковые устройства в виде короткозамкнутой клетки или пусковой обмотки на роторе. Если двигатель предназначен для работы при легких условиях пуска, то пусковое устройство может отсутствовать.

Синхронные редукторные двигатели (РД) по исполнению рабочих обмоток встречаются следующих типов: с радиальным возбуждением, с самосинхронизацией и реактивные.

В качестве другого типа исполнения синхронного РД с радиальным возбуждением применяют также редукторные двигатели с ра-диально-осевым возбуждением. В них обмотка синхронизации выполняется в виде неподвижной кольцевой катушки, закрепленной на статоре и охватывающей ось вала. Эта обмотка питается постоянным

Асинхронные редукторные двигатели являются также машинами с радиальным возбуждением. На статоре этого двигателя в одних и тех же пазах располагаются две m-фазные обмотки с разным числом пар полюсов р и р2. Обычно это трехфазные обмотки. Для предотвращения трансформаторной связи между этими обмотками числа пар полюсов их р и р2 выбирают по уравнению (42.2). Одна обмотка статора с числом пар полюсов р является основной и питается от сети переменного тока, а другая, вторичная, с числом пар полюсов pz замыкается на внешнее активное сопротивление или накоротко, Магнитная связь между обмотками осуществляется через посредство зубчатого ротора. Зубцовые гармоники ротора от основной обмотки с числом пар полюсов р индуцируют токи во вторичной обмотке частоты cosw, где sva = (ю ± 22со2)/о) — скольжение зубцовых гармоник ротора относительно статора. Возникшие во вторичной обмотке токи

Рассмотренные редукторные двигатели выполняют не только трехфазными, но также и с питанием от однофазной сети. В последнем случае обмотка на статоре двигателя может быть или трехфазной, включаемой в однофазную сеть с конденсаторами, или же состоящей из двух однофазных обмоток — главной и вспомогательной — с взаимным сдвигом на половину полюсного деления, как в однофазных конденсаторных двигателях (см. 29.5, 36.5 и 37.4). Во всех случаях однофазного питания редукторных двигателей назначением конденсаторов в одной из обмоток статора является создание сдвига фаз между токами обмоток для образования в двигателе эллиптического вращающегося магнитного поля.

Рассмотрена специфика технологии и определяемой ею экономики основных стадий и главных процессов производства природного и обогащенного урана, твэлов и тепловыделяющих сборок, радиохимической регенерации отработавшего в реакторах топлива и обращения с радиоактивными отходами. Внесены новые данные, вытекающие из решений XXVII съезда КПСС по развитию ТОПЛИВ-но-энергетического комплекса СССР в соответствии с Энергетической программой.

Общее количество топлива, вовлеченного в топливный цикл, включает топливные элементы, загруженные в реактор Мр, топливо, находящееся в стадии изготовления и регенерации отработавшего топлива.

возможность строительства установок по регенерации отработавшего топлива и наработке нового топлива с относительно коротким временным циклом, поскольку главным преимуществом реактора БН является внутренне присущая ему способность нарабатывать собственное топливо-. Предложенная американскими и английскими учеными установка по интегральной переработке топлива в ядерном цикле типа ЦИВЕКС, вероятно, обеспечит приемлемый подход к бридерному топливному циклу.

Атомная энергия должна была играть главную роль в будущем мировом энергоснабжении, и предсказывался скорый переход к эффективно использующим уран реакторам-размножителям на быстрых нейтронах. С того временя оппозиция ядерной энергетике ужесточилась, и после инцидента на АЭС Три Майлз Айлэнд вопросы безопасности атомной энергии как никогда ранее приобрели политическую окраску. Отсутствие международных соглашений, касающихся взаимосвязи между развитием ядерной энергетики и распространением ядерного оружия, и единого подхода ж созданию соответствующих приемлемых средств для захоронения ядерных отходов приводит к разногласиям относительно путей развития технологии регенерации отработавшего топлива и сдерживает торговлю ураном и ядерным топливом, а также передачу ядерных технологий. В США, Швеции и ФРГ фактически объявлен мораторий в области заказов на строительство ядерных реакторов, и в большинстве других стран осуществление программ... развития ядерной ; энергетики затягивается; Только Франция и страны—члени' СЭВ развивают ядерную энергетику в соответствии со своими первоначальными планами. Как же в этой ситуации выглядит 'будущее мировой ядерной энергетики?

однократное использование ядерного горючего, при котором семейство современных конверторных реакторов на тепловых нейтронах работает в «однообразном» режиме (без регенерации отработавшего топлива) с постепенным повышением эффективности использования урана;

Предполагается, что мощности по переработке отработавшего топлива тепловых конверторных реакторов будут строиться в заинтересованных странах в соответствии с их программами развития реакторов БН. К 2000 г. суммарная мощность предприятий по регенерации отработавшего ядерного горючего в мире (в пяти странах) могла бы в этом случае достичь 3,5 тыс., а к 2020 г. -— около 36 тыс. т/год (в 16 странах). Кроме того, в странах с наибольшим развитием ядерной энергетики должны в будущем создаваться установки по переработке отработавшего на реакторах БН топлива.

Рассмотрена специфика технологии и определяемой ею экономики основных стадий и главных процессов производства природного и обогащенного урана, гвэлов и тепловыделяющих сборок, радиохимической регенерации отработавшего топлива и обращения с радиоактивными отходами. Даны расчетные формулы потребления ядерного топлива на АЭС, рассмотрены критерии эффективности его использования стоимости различных переделов. Третье нздаине книги (1-е изд. — 1980 г., 2-е изд. — 1984 г.) дополнено новым разделом «Экономика АЭС».

имя топлива *. Следовательно, чтобы сжечь какое-то количество урана в реакторе, необходимо загрузить его топливом, имеющим существенно большую массу, чем критическая. При этом после достижения заданной глубины выгорания, когда запас реактивности будет исчерпан, необходимо заменить отработавшее** топливо свежим. Однако в выгруженном из активной зоны отработавшем топливе будет содержаться значительное количество делящихся и воспроизводящих нуклидов, и оно представляет значительную ценность. Это топливо после химической очистки от продуктов деления может быть снова возвращено в топливный цикл для повторного использования. Количество делящихся нуклидов в отработавшем топливе, которое остается не использованным при одноразовом его пребывании в реакторе, зависит от типа реактора и от вида топлива и может составлять до 50 % первоначально загруженных. Например, в 1 т выгруженного из реактора ВВЭР-440 отработавшего расчетную кампанию топлива содержится примерно 950 кг 238U, до 12 кг 235U и около 6,5 кг делящихся изотопов плутония (239Ри и 241Ри). Естественно, такие ценные «отходы» необходимо использовать. С этой целью создаются специальные технические средства и сооружения для хранения, транспортирования и химической регенерации отработавшего топлива.

вергшихся делению ядер 238U (~2кг)] составит ~33,8%. Кроме I того, в выгруженном топливе будут содержаться Риэ,41=7,4 кг/т и неделящиеся изотопы плутония (~2,7 кг/т 240Pu+242Pu). Видно, что вклад плутония в энерговыработку реактора ВВЭР-1000, как и других реакторов на тепловых нейтронах, работающих на слабообогащенном уране, весьма значителен. Вместе с тем в отработавшем топливе остается много делящихся нуклидов. В топливном цикле их можно использовать после химической регенерации отработавшего топлива (с некоторыми небольшими потерями этих ценных веществ). Как видно из рассмотренного выше ориентировочного расчета, в отработавшем топливе реактора ВВЭР-1000 будет содержаться суммарно делящихся нуклидов ~20 кг/т, т. е. почти в 3 раза больше, чем в природном уране. После химической регенерации столь ценное топливо должно возвращаться в топливный цикл ядерной энергетики.

В отношении химической переработки и регенерации отработавшего ядерного топлива Министерство энергетики США в октябре 1977 г. сообщило, что Федеральное правительство предлагает принимать и брать под свою ответственность использованное и отработавшее топливо ядерных реакторов от фирм, производящих энергию, взимая единовременную плату за хранение, которая по предварительной оценке увеличит себестоимость электроэнергии на АЭС не более чем на ~2,5.%. С этой целью в США создаются централизованные долговременные государственные хранилища, где отработавшее топливо будет находиться неопределенный срок.

В то же время успешная эксплуатация действующих радиохимических за-нодов (прежде всего французского комплекса иа мысе Аг, английского завода в Уиидскейле и др.) показала эффективность регенерации отработавшего ядерного топлива АЭС с реакторами иа тепловых нейтронах. В результате химической переработки уже накоплены и продолжают накапливаться значительные количества плутония. Только во Франции к 1995 г. будет храниться свыше 60 т извлеченного из отработавшего топлива плутония. Из этого количества до 2000 г. только 20—30 % может быть использовано для загрузки в реакторы на быстрых нейтронах. В целях экономного использования этих ресурсов в ряде стран с развитой ядерной энергетикой (Франция, Бельгия, Япония) развернуты экспериментальные исследования и разработки по применению смешанного уран-плутониевого топлива в реакторах PWR.