Визначення оптимальних умов організації технологічних циклів енерготехнологічних установок з високотемпературними газоохолоджувальними реакторами

Abstract

Створення та експлуатація високотемпературних газоохолоджувальних реакторів (ВТГР) і газотурбінних атомних електростанцій з такими реакторами дозволить підвищити коефіцієнт корисної дії таких установок до 46 % – 50 % завдяки більш високій температурі теплоносія на виході з реактора 1000 °С – 1100 °С. Водночас ВТГР завдяки виробленій високопотенційній теплоті можна використовувати в неелектричних технологіях, як-то конверсія природнього газу, газифікація вугілля та в хімічній, металургійній і нафтопереробній промисловості. Для отримання різних технологічних продуктів зазвичай використовуються ізобарно-ізотермічні реакції. Проте, в установках з ВТГР і гелієвим теплоносієм організація процесу підведення тепла за постійної температури теплоносія неможлива, причому в разі незначної зміни температури потрібно надмірне збільшення витрат теплоносія. У статті обґрунтовано можливість підвищення ефективності використання високопотенційної частини теплоти ВТГР для газифікації твердих органічних палив завдяки організації процесу газифікації за змінної температури процесу та розвиненій системі регенерації теплоти в енерготехнологічній установці.

The creation and operation of high-temperature gas-cooled reactors (HTGR) and gas-turbine nuclear power plants (GNPP) with such reactors made it possible to increase the efficiency of such plants to (46-50) % due to a higher coolant temperature at the reactor outlet of (1000-1100) 0C. At the same time, high- temperature reactors, due to the high-potential heat produced, can be used in non-electric technologies, such as natural gas conversion, coal gasification, chemical, metallurgical, and oil refining industries. To obtain various technological products, isobaric- isothermal reactions are usually used. However, in plants with HTGR and a helium coolant, it is impossible to organize the process of heat supply at a constant temperature of the coolant, and with a slight change in temperature, an excessive increase in the flow rate of the coolant is required. The article substantiates the possibility to increase the efficiency of using the high-potential part of the HTGR heat for the gasification of solid organic fuels by organizing the gasification process at a variable process temperature and a developed heat recovery system in an energy technological installation.