Разработка и оптимизация автономной системы теплового аккумулирования на АЭС с ВВЭР

Объектом исследования является автономная система теплового аккумулирования. Цель работы – обеспечение эффективного функционирования АЭС в условиях неравномерных графиков электропотребления. Одним из решений обеспечения эффективного функционирования АЭС в условиях неравномерных графиков электропотребления является разработанная схема комбинирования аккумулятора фазового перехода и дополнительной ПТУ с недорогими относительно АФП аккумуляторами горячей воды. На основе термодинамического анализа с применением компьютерного моделирования определены условия зарядки аккумуляторов: уточнены расход свежего пара и требуемое время его подачи на аккумуляторы, оптимизирована структура многоступенчатой зарядки водяного теплового аккумулятора. На основе полученных данных проведён технико-экономический анализ разработанного энергокомплекса с определением накопленного чистого дисконтированного дохода в результате установки системы теплового аккумулирования при различных прогнозных динамиках отпускного полупикового тарифа в зависимости от стоимости внепикового тарифа. При этом учтены: системный эффект вытеснения природного газа из энергосистемы, эффекты от возможности АЭС участвовать в первичном регулировании частоты тока в энергосистеме, не теряя 2 % мощности, и возможности отказа от теплообменников систем пассивного теплоотвода на строящихся АЭС, что достигается благодаря резервированию собственных нужд АЭС на основе дополнительной многофункциональной турбины с возможностью использования только энергии остаточного тепловыделения реакторов. Варианты динамики отпускного тарифа на электроэнергию для расчета результирующего эффекта от продажи аккумулированной электроэнергии приняты на основании данных из источников Европейских стран, США и РФ. Проведен сравнительный технико-экономический анализ схемных решений комбинирования АЭС с АФП с баками горячей воды и без них при равных исходных условиях. Также проведен дисконтированный экономический сравнительный анализ разработанной системы аккумулирования с маневренной станцией, работающей на органическом топливе, определены граничные системные условия их сравнительной эффективности.