Атомная станция с реакторами на быстрых нейтронах
Ядерный реактор БН-600 выполнен с "интегральной" компоновкой оборудования, при которой активная зона и оборудование первого контура (главные циркуляционные насосы и промежуточные теплообменники) размещены в корпусе реактора.
Корпус реактора представляет собой бак цилиндрической формы с эллиптическим днищем и конической верхней крышкой, выполненной с одиннадцатью горловинами - для поворотной пробки, насосов первого контура, промежуточных теплообменников, элеваторов системы перегрузки тепловыделяющих сборок(ТВС). Цилиндрическая часть корпуса соединена с днищем путем сварки через переходное опорное кольцо, на котором установлен опорный пояс, являющийся основой несущей конструкции внутри корпуса реактора; он образует системой радиальных ребер три сливные камеры для натрия, выходящего из теплообменников.
На опорном поясе смонтировано все внутрикорпусное оборудование напорная камера с ТВС активной зоны, зоны воспроизводства и внутреннего хранилища ТВС, первичная радиационная защита, промежуточные теплообменники, главные циркуляционные насосы первого контура. Нагрузка от массы реактора через опорное кольцо передается на катковые опоры, которые опираются на фундаментную плиту.
В центре верхней части реактора смонтировано поворотное устройство, состоящее из большой и малой поворотной пробок, эксцентрических друг относительно друга; на малой поворотной пробке смонтирована колонна СУЗ, в которой расположены исполнительные механизмы систем: управления и защиты, перегрузки ТВС, внутриреакторного контроля.
Реактор размещен в бетонной шахте диаметром 15 м. Конструкционный материал реактора - нержавеющая сталь марки Х18Н9 В центре верхней части реактора смонтировано поворотное устройство, состоящее из большой и малой поворотных пробок, эксцентричных друг относительно друга, на малой поворотной пробке смонтирована колонна СУЗ, несущая исполнительные механизмы систем управления и защиты, перегрузки ТВС, контроля активной зоны.
Для компенсации температурных удлинений насосов первого контура и промежуточных теплообменников относительно корпуса реактора использованы компенсаторы приваренные к горловине корпуса реактора Корпус реактора заключен в страховочный кожух, исключающий возможность вытекания натрия из реактора даже при разрывах его корпуса.
Активная зона и зона воспроизводства собираются из шестигранных ТВС кассетного типа с размерами "под ключ" 96 мм. Тепловыделяющая сборка состоит из твэлов, кожуха, головки для захвата ТВС при перегрузках и хвостовика, с помощью которого ТВС устанавливается в гнездо напорного коллектора и поддерживается вертикально. В хвостовике ТВС и в напорном коллекторе выполнены дроссельные устройства, обеспечивающие требуемое распределение расхода теплоносителя через ТВС, в соответствии с тепловыделением в них. Твэлы соединены между собой элементами крепления и ограждены чехлом, связывающим в единое целое все части ТВС. Твэлы заполнены по длине активной зоны втулками из обогащенной окиси урана (или смеси окиси урана) и окиси плутония, а выше и ниже активной зоны расположены торцевые экраны из брикетов окиси"отвального" урана. Твэлы зоны воспроизводства заполнены брикетами из "отвального" урана. Газовые полости над уровнем натрия в реакторе заполнены аргоном.
Электрические цепи переменного токаОсновные понятия. Представление синусоидальных функций векторами
Электрические цепи, в которых действуют изменяющиеся во времени синусоидальные токи и напряжения называются цепями переменного тока.
Любая синусоидальная функция времени a(t) может быть однозначно задана тремя параметрами: амплитудой, частотой и начальной фазой. Ее значение в любой момент времени t определяется выражением вида
a(t) = a = Amsin(wt+ya),
Am - максимальное значение функции или ее амплитуда;
w - угловая частота или скорость изменения аргумента функции, выраженная в {радиан/с};
ya- начальная фаза (аргумент функции в момент времени, принятый за начало отсчета, т.е. при t = 0) в {радиан}.
Аргумент синусоидальной функцииwt+ya , называетсяфазой или фазовым углом. Он определяет значение функции a(t) в любой момент времени.
Кроме угловых величин, аргумент синусоидальных функций можно представить также через временные величины, используя связь угловой частоты с частотой f {Гц=1/с} или с периодом T=1/f {с} в виде w =2pf =2p /T. Тогда wt+ya = 2p(t+yaT/2p)/T. Этому представлению соответствуют верхние обозначения оси абсцисс
В
электрических цепях переменного тока синусоидальными функциями времени являются ток, падение напряжения и ЭДС
i = Imsin(wt+yi) ; u = Umsin(wt+yu) ; e = Emsin(wt+ye) .
Для этих величин принят ряд соглашений по обозначениям, имеющим нормативную силу.
Мгновенные значения токов, напряжений и ЭДС следует обозначать строчными буквами в виде i , u и e .
Максимальное значение или амплитуда обозначается соответствующей прописной буквой с индексом m (Im, Um, Em).
Помимо этих величин в цепях переменного тока широко используют т.н. действующие значения. Понятие действующего значения определяется из условия равенства теплового эффекты переменного и постоянного токов. Пусть через некоторый участок электрической цепи с сопротивлением r протекает переменный ток i. Тогда по закону Джоуля-Ленца на этом участке за время T, соответствующее периоду тока i, будет выделено количество тепла равное
Обозначим через I некоторый постоянный ток, при протекании которого по тому же участку цепи за время T выделится такое же количество тепла. Тогда с учетом того, что i = Imsin(wt+yi) получим:
т.е. величина постоянного тока эквивалентного переменному току по количеству выделяемого тепла называется действующим или среднеквадратичным значением переменного тока. Как следует из выражения (2), действующее и амплитудное значения синусоидального тока связаны между собой постоянным коэффициентом.
По аналогии с током действующие значения вводятся для напряжений и ЭДС
Действующие значения обозначаются прописными буквами без индекса.
Кроме действующих значений для синусоидальных величин иногда используются также средние значения. Под средним значением любой величины за интервал времени от t1 до t2 понимается
Но интеграл от синусоидальной функции за период равен нулю, поэтому для определения среднего значения используют интервал времени в половину периода. Тогда для тока получим:
Для напряжений и ЭДС средние значения определятся аналогично
Описание электромагнитных процессов в цепях переменного тока с помощью синусоидальных функций времени возможно только для простейших случаев. Уже при смешанном соединении элементов выражения получаются настолько сложными, что решение их крайне затруднительно.
Задача существенно упрощается, если синусоидальные функции времени представить в виде векторов. Из курса математики известно, что синусоидальная функция времени a(t) = Amsin(wt+ya) является проекцией на ось ординат вектора длиной Am, вращающегося с угловой частотой w . Причем, положение этого вектора в начальный момент времени t = 0 должно составлять угол ya с осью абсцисс (рис. 2 а) и б)).
Если изобразить таким образом несколько векторов, соответствующих функциям с одинаковыми угловыми частотами, то они будут вращаться синхронно, сохраняя взаимное положение. Поэтому при исследовании соотношений синусоидальных функций можно считать векторы неподвижными и изобразить в положении, соответствующем любому произвольному моменту времени. Очевидно, что самое простое построение получится, если принять t = 0, т.е. построить векторы так, чтобы их углы с осью абсцисс соответствовали начальным фазам.
Для построения изображающих векторов можно использовать любую координатную систему на плоскости, однако наиболее удобной для проведения расчетов является комплексная плоскость (рис. 2 в)). В этом случае изображающий вектор Am сопоставляется с комплексным числом и его можно определить четырьмя различными способами или формами записи:
алгебраическая форма - Am = p + jq соответствует записи комплексного числа в виде вещественной p = ReA и мнимой q = ImA составляющих (в отличие от математики, в электротехнике буквой i обозначают ток, поэтому мнимую единицу принято записывать символом j);
тригонометрическая форма - Am = Am(cosya+jsin ya) является результатом записи вещественной и мнимой составляющих через модуль Am и аргумент комплексного числа ya в виде p= Amcosya и q= Amsinya ;
показательная форма - Am = Am ejy a получается применением к тригонометрической форме формулы Эйлера cosya+jsin ya = ejy a ;
полярная форма - Am = AmРya является краткой записью модуля и аргумента комплексного числа и не может использоваться для математических операций с комплексными числами.
Между различными формами записи комплексных чисел или изображающих векторов существуют очевидные соотношения, которые для наглядности сведены в таблицу.
Выполнение расчетного задания по электротехнике
Расчёт электрического поля, усилий, энергии и электрических параметров простейших конструкций Целью задания является закрепление теоретического материала, излагаемого в первой части курса – физические основы электротехники (ФОЭ). Теоретическая часть расчётов базируется на уравнениях поля в интегральной форме. Особенности конструкций элементов (сферическая и цилиндрическая симметрия) существенно упрощают расчётную часть и позволяют при выполнении задания сосредоточить внимание на физической стороне процессов.
Расчёт полной электрической энергии конденсатораОпределение выражения для электрической ёмкости конденсатора на единицу длины
Расчёт магнитной цепи с магнитопроводом постоянной магнитной проницаемости Теоретическая часть расчётов базируется на интегральных понятиях магнитной цепи: магнитном потоке, магнитном напряжении, магнитодвижущей силе (м.д.с.) и других. Предлагается линейный вариант магнитной цепи, т.е. пренебрегается зависимостью магнитной проницаемости среды (ферромагнитного материала) от напряжённости магнитного поля.
Пример
выполнения расчётно-графического заданияЗаконы Кирхгофа и расчёт резистивных электрических цепей Заданием предусмотрена отработка расчётных приёмов, основанных на использовании: законов Кирхгофа, принципа наложения, сворачивания цепей со смешанными соединениями ветвей, простейших преобразований резистивных цепей, а так же расчёта резистивных цепей методами контурных токов, узловых напряжений и эквивалентного генератора.
