- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •«Национальный исследовательский томский политехнический университет»
- •Реферат
- •Введение
- •Основные требования к теплоносителям
- •Виды теплоносителей
- •Свойство воды как теплоносителя в реакторных установках
- •Удельная теплоемкость
- •Увеличение и уменьшение объема
- •Характеристики кипения воды
- •Заключение
Свойство воды как теплоносителя в реакторных установках
Вода — несжимаемая жидкость, способная накапливать при нагревании и отдавать при остывании большое количество тепла. При нагревании вода, как и всякое другое физическое тело, увеличивается в объеме, при этом она обладает хорошей текучестью. Благодаря этим свойствам ее несложно заставить «бегать» по системе отопления и переносить тепло. Вода всегда доступна, ее нужно просто залить в систему отопления. Она источник жизни на нашей планете и любая возможная протечка не представляет угрозы здоровью.
В распоряжении людей вода не может без очистки (обработки) являться теплоносителем в теплоэнергетических установках, поскольку современные ТЭС и АЭС в энергетическом цикле используют воду высокого качества с содержанием примесей в пределах 0,1 - 1,0 мг/кг.
Оборудование современных ТЭС и АЭС эксплуатируется при высоких тепловых нагрузках, что требует ограничения толщины отложений на поверхностях нагрева по условиям температурного режима их металла в течение рабочей кампании. Такие отложения образуются из примесей, поступающих в циклы электростанций, в том числе и с добавочной водой, поэтому обеспечение высокого качества водных теплоносителей ТЭС и АЭС является важнейшей задачей. Использование водного теплоносителя высокого качества упрощает также решение задач получения чистого пара, минимизации скоростей коррозии конструктивных материалов котлов, турбин и оборудования конденсатно-питательного тракта. Таким образом, качество обработки воды на ТЭС и АЭС тесным образом связано с надежностью и экономичностью эксплуатации современного высокоинтенсивного котлотурбинного оборудования, с безопасностью ядерных энергетических установок [2].
Для удовлетворения разнообразных требований к качеству воды, потребляемой при выработке электрической и тепловой энергии, возникает необходимость специальной физико-химической обработки природной воды. Эта вода является, по существу, исходным сырьем, которое после надлежащей обработки (очистки) используется для следующих целей:
В качестве исходного вещества для получения пара в котлах, парогенераторах, ядерных реакторах кипящего типа, испарителях, паропреобразователях;
Для конденсации отработавшего в паровых турбинах пара;
Для охлаждения различных аппаратов и агрегатов ТЭС и АЭС;
В качестве теплоносителя в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения.
Наиболее важными свойствами воды являются:
Теплоемкость;
Изменение объема при нагреве и при охлаждении;
Характеристики кипения при изменении внешнего давления;
Кавитация
Проанализируем основные свойства воды как теплоносителя:
Удельная теплоемкость
Важным свойством любого теплоносителя является его теплоемкость. Если выразить ее через массу и разность температур теплоносителя, то получится удельная теплоемкость.
Она обозначается буквой c и имеет размерность кДж/(кг • K)
Удельная теплоемкость — это количество тепла, которое необходимо передать 1 кг вещества (например, воды), чтобы нагреть его на 1 °C. И наоборот, вещество отдает такое же количество энергии при охлаждении.
Среднее значение удельной теплоемкости воды в диапазоне между 0°C и 100°C составляет:
c = 4,19 кДж/(кг • K) или c = 1,16 Втч/(кг • K)
Количество поглощаемого или выделяемого тепла Q, выраженное в Дж или кДж, зависит от массы m, выраженной в кг, удельной теплоемкости c и разности температур, выраженной в K.