proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 27 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[03/05/2011]     Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация?

Виталий Болдырев, к.т.н., заслуженный энергетик РФ

                                                 
Первый заместитель генерального директора концерна «Росэнергоатом» Э. Ю.  Смелов в своём интервью, опубликованном в журнале «Росэнергоатом РЭА» (№ 2, февраль 2011 г.), говоря о  развитии экономики концерна, указал на необходимость существенного увеличения  продаж тепловой энергии, вырабатываемой АЭС. Действительно, отечественная атомная отрасль располагает необходимыми техническими средствами для масштабного вытеснения потребляемого органического топлива ядерным. Однако ощутимых сдвигов во внедрении атомной теплофикации в системах теплоснабжения страны не происходит. Почему?


Известно, что сжигание органического топлива при раздельном производстве электрической энергии на электростанциях и тепловой энергии в водогрейных котельных менее эффективно, чем при их комбинированной выработке на теплоэлектроцентралях. Сказанное справедливо и при использовании ядерного топлива для производства электрической энергии с одновременным производством тепловой. Поэтому для экономии углеводородного топлива и уменьшения теплового загрязнения окружающей среды целесообразно строить атомные электростанции с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергией.
 
Для покрытия пиковых сезонных тепловых нагрузок в дополнение к теплоэлектроцентралям на органическом топливе используют пиковые водогрейные котельные на газе или мазуте, что экономически выгодно. При использовании ядерного топлива для теплофикации  в силу высокой капиталоемкости атомных котельных для покрытия пиковых сезонных тепловых нагрузок также выгоднее использовать пиковые котельные на органическом топливе.
 
 Атомная теплофикация для теплоснабжения потребителей уже сегодня технически возможна и реализуется на основе нерегулируемых отборов пара из турбин действующих в стране атомных конденсационных электростанций (АКЭС). В европейской части страны на близлежащих к АКЭС территориях «атомным» теплом можно обеспечивать до 85% годовой потребности в тепле этих территорий, покрывая сезонные пиковые потребности котельными на органическом топливе.
Однако имеющийся потенциал почти не используется, хотя, по оценкам, с его помощью можно сберегать ежегодно до 3 млрд. м3 природного газа.  При этом уменьшатся и выбросы АКЭС в окружающую среду тепловой энергии и пара, которые образуются  в результате испарения отработанной воды из прудов-охладителей и градирен, куда она поступает для охлаждения.
 
При отпуске тепла от ядерных энергоисточников, в том числе путем нерегулируемых отборов пара от АКЭС, предъявляются специальные требования к защите теплоносителя в системе теплоснабжения от радиоактивных продуктов. Для этого тепло от реакторного теплоносителя отводится через промежуточную греющую среду. Подогрев теплоносителей – промежуточного и в системе теплоснабжения потребителей – проводится только через герметичные теплопередающие поверхности. В случае аварийного попадания радиоактивных веществ в сетевой теплоноситель происходит немедленное автоматическое отключение теплосети от сетевого теплообменника (бойлера), который должен находиться на территории станции.  
 
Отпуск тепла от АКЭС осуществляется сейчас в соответствии с перечисленными требованиями по обеспечению радиационной безопасности сетевого теплоносителя. Независимо от тепловой схемы АКЭС (одно- или двухконтурная), нагретая на нужды теплоснабжения сетевая вода циркулирует только в третьем по отношению к активной зоне реактора контуре.
 
Как отмечалось, использование тепла действующих АКЭС для нужд теплоснабжения сегодня далеко от возможного. Сложившаяся практика их строительства и эксплуатации показала, что если вопросы теплоснабжения самих АКЭС решаются при проектировании станции, то присоединение к ним внешних потребителей зачастую задерживается на неопределенный срок из-за отсутствия теплосетей. В результате сложилась парадоксальная ситуация: при наличии больших потенциальных возможностей по отпуску тепла действующими АКЭС,  для теплоснабжения близлежащих поселков и городов используется в больших объемах дефицитное органическое топливо.
 
До 1984 г. отпуск тепловой энергии внешним потребителям в хозяйственной деятельности АКЭС вообще не планировался, а в 2010 г. отпуск тепла всеми АКЭС ОАО «Концерн Росэнергоатом» составил всего 2908 тыс. Гкал. Реальную ситуацию на  АКЭС с отбором на них для внеплощадочных потребителей тепловой энергии можно увидеть по данным, приведенным  в таблице.
Ниже приводятся ориентировочные расчеты возможного увеличения   отпускаемого в системы теплоснабжения тепла от действующих АКЭС с оценками возможного сокращения антропогенных выбросов углекислого газа при замещении природного газа ядерным топливом.
 
 
Балаковская АЭС  - в эксплуатации находится 4 энергоблока с реакторами ВВЭР-1000. Суммарная расчетная мощность всех теплофикационных установок (ТФУ) составляет 800 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 5100 часов в году отпуск тепловой энергии составит 4080 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 566,2 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2 - 1060 тыс. т/год.
 
Белоярская АЭС - в эксплуатации находится один энергоблок с реактором БН-600. Установленная мощность ТФУ - 230 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 6000 часов в году отпуск тепловой энергии составит 1380 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 191,5 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2 - 358,8 тыс. т/год.
 
Билибинская АЭС - в эксплуатации находится 4 энергоблока с реакторами ЭГП-6. Установленная мощность ТФУ - 80 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 7000 часов в году отпуск тепловой энергии составит 560 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 77,7 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2 - 145,6 тыс. т/год.
 
Калининская АЭС - в эксплуатации находится 3 энергоблока с реакторами ВВЭР-1000, суммарная расчетная мощность теплофикационных установок -  600 Гкал/ч. При отборе тепловой мощности  5600 часов в год отпуск тепла составит 3360 тыс. Гкал. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 466,3 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2 - 873,6 тыс. т/год.
 
Ленинградская АЭС - в эксплуатации находится 4 энергоблока с реакторами РБМК-1000, суммарная расчетная мощность теплофикационных установок -  600 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 6000 час в году отпуск тепловой энергии составит 3600 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 499,6 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2  - 936 тыс. т/год.
 
Нововоронежская АЭС - в эксплуатации находятся 2 энергоблока с реакторами ВВЭР-440 и 1 энергоблок с реактором ВВЭР-1000. Общая установленная мощность теплофикационных  установок составляет 300 Гкал/ч. Использование такой мощности 5600 часов в году потенциально может обеспечить отпуск тепла в объеме 1680 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 233,2 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2  - 436,8 тыс. т/год.
 
Курская АЭС - в эксплуатации находится 4 энергоблока с реакторами РБМК-1000, суммарная расчетная мощность теплофикационных установок -  600 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 5600 часов  в году отпуск тепловой энергии составит 3360 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 466,3 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2 - 873,6 тыс. т/год.
 
Смоленская АЭС -  в эксплуатации находится 3 энергоблока с реакторами РБМК-1000, суммарная расчетная мощность теплофикационных установок -  450 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 5600 часов в году отпуск тепловой энергии составит 2520 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 349,8 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2 - 655,2 тыс. т/год.
 
Кольская АЭС - в эксплуатации находятся 4 энергоблока с реакторами ВВЭР-440, установленная мощность теплофикационных теплообменников  200 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 6500 часов в году отпуск тепловой энергии составит 1300 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 180,4 млн. м3, сокращение атмосферных выбросов СО2 - 338 тыс. т/год.
 
Ростовская АЭС – в эксплуатации находится два энергоблока с реактором ВВЭР-1000, установленная мощность теплофикационных установок – 400 Гкал/ч. При выборе площадки для строительства станции предполагалось, что централизованным теплоснабжением от АЭС будут охвачены промышленные и коммунальные потребители Волгодонска. При отборе тепловой мощности 5100 часов в год (соответствует климатическим условиям  Баку) годовой отпуск тепла потребителям составит 2040 тыс. Гкал. Сокращение потребления природного газа составит 283,1 млн. м3, атмосферные выбросы СО2 сократятся на 530,6 тыс. т.
 
Итого, благодаря использованию для теплоснабжения внешних потребителей тепловой энергии только от АКЭС потребление природного газа в год может сократиться на 3 млрд. м3. Но чтобы передать такое количество тепловой энергии,  в соответствующих регионах потребуется реконструировать теплосетевое хозяйство и построить дополнительные теплосети, подключив их к АКЭС. Средства для этого могут быть получены и за счет использования механизмов Киотского протокола. При ограниченности ресурсов на развитие атомной энергетики, более полное использование тепловых мощностей АКЭС позволит увеличить замещение газа ядерным топливом.
 
В настоящее время в ОАО «ОКБМ Африкантов» сконструирована реакторная установка ВБЭР-300, которая рассматривается в качестве основной для будущих специализированных атомных теплоэлектроцентралей (АТЭЦ). Ее конструктивные решения основаны на апробированных и хорошо зарекомендовавших себя реакторах, которые были созданы для судов военно-морского флота, и проработавших без аварий уже свыше 6000 реакторолет.
 
При высокой степени заводского изготовления она не требует такой машиностроительной базы, которая необходима для сооружения традиционных атомных конденсационных электростанций с водо-водяными реакторами, и может быть реализована на других производственных мощностях. В настоящее время предприятием «Казатомпром» и российским ЗАО «Атомстройэкспорт» создано СП «Атомные станции» для строительства в Казахстане референтного энергоблока мощностью 300 МВт.
 
Представляется интересным рассмотреть ту роль, которую такие энергоблоки смогут выполнять в энергосистемах для покрытия переменной части графиков электрической нагрузки. В «ОКБМ Африкантов» разработаны модификации ВБЭР-300 в двух-, трех- и четырехпетлевом вариантах. Для дальнейшего рассмотрения примем четырехпетлевой вариант установки.
 
 В конденсационном режиме такой энергоблок будет иметь электрическую мощность 310 МВт. В теплофикационном режиме с отбором части пара для нужд теплоснабжения отпуск тепла, в зависимости от нужд потребителей, может меняться от 300 до 460 Гкал/ч. Соответственно электрическая мощность будет снижаться на 50-95 МВт, т. е. на 16-31%.  Тем самым можно будет уменьшать электрическую мощность в обмен на соответствующее увеличение отпуска тепловой энергии в систему теплоснабжения, причем без снижения тепловой мощности самой реакторной установки (900 МВт).
 
 Рассмотрение указанных возможностей обусловлено тем, что атомные энергоблоки необходимо эксплуатировать как можно большее число часов, т.е. в базисе графиков электрических нагрузок энергосистем, т.к. регулирование их мощности допустимо лишь в соответствии с регламентом работы их паропроизводительных установок. Это снижает возможности покрытия ими полупиковых и пиковых нагрузок.
 
Помимо рационального покрытия полупиковых нагрузок, при значительной доле неманевренного оборудования возникает также потребность покрытия пиковых нагрузок энергосистем в европейской части страны. Это не всегда возможно только за счет гидроэлектростанций и гидроаккумулирующих электростанций. Поэтому надо рассчитывать на вводы пиковых газотурбинных энергоустановок и использование недогруженных ГРЭС и ТЭЦ. Однако нет уверенности в том, что газоснабжающая система страны сможет полностью удовлетворить пиковые потребности электростанций в газе. Поэтому представляет интерес использования будущих АТЭЦ также и в обеспечении пиков графиков электрических нагрузок энергосистем.
 
При сооружении АТЭЦ для обеспечения требуемого теплопотребления предполагается сохранить в районе ее строительства в качестве резервных ранее сооруженные водогрейные котельные и при необходимости построить новые. В случае создания новых котельных их стоимость может войти в общие затраты строительства АТЭЦ. Допустим, тепловая мощность потребления в данном населенном пункте обеспечивается АТЭЦ только на 67% по отношению к максимальной потребляемой мощности. Тогда для АТЭЦ с двумя реакторами ВБЭР-300 суммарная мощность отбора тепла с турбин составит 920 Гкал/ч, а общая расчетная тепловая нагрузка АТЭЦ вместе с пиковой водогрейной котельной – 1380 Гкал/ч.
 
Приняв резервную тепловую мощность одного атомного энергоблока в размере 460 Гкал/ч, получим, что общая производительность пиково-резервных котельных составит 920 Гкал/ч. Поэтому даже полное прекращение отбора тепла от АТЭЦ может быть компенсировано за счет этих котельных, а электрическая нагрузка турбин АТЭЦ при этом повышается на 190 МВт. Тем самым при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии придется учитывать и график потребления электроэнергии в энергосистеме.
 
Для  обеспечения потребителей от АТЭЦ не только электрической, но и тепловой энергией потребуется провести еще большую организационно-правовую работу.  
Президент РФ Д. А. Медведев в конце июля 2010 г. подписал Федеральный закон «О теплоснабжении», в соответствии с которым до конца 2010 г. должны были быть утверждены все подзаконные нормативно-правовые акты, необходимые для того, чтобы закон можно было применять. Однако по состоянию на 1 марта 2011 г. пока не утверждено ни одного акта. А до конца 2011 г. должны быть утверждены схемы теплоснабжения поселений, городских округов, определенны единые теплоснабжающие организации и зоны их деятельности.
 
В законе «О теплоснабжении» сказано: «Решение органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации в области государственного регулирования цен (тарифов) об установлении тарифов на тепловую энергию на 2011 г. должны соответствовать утвержденным федеральным органом исполнительной власти в области государственного регулирования тарифов в сфере теплоснабжения… предельным (минимальным и (или) максимальным) уровням тарифов на тепловую энергию на 2011 год».
 
Однако, к примеру, в соответствии с приказом Комитета по тарифам и ценовой политике Правительства Ленинградской области № 185-п от 12.11.2010 г. тариф на тепловую энергию, отпускаемую филиалом концерна «Росэнергоатом» Ленинградской АЭС, установлен на этот год в размере 202,22 руб./Гкал. А приказом Федеральной службы по тарифам «О предельных уровнях тарифов на тепловую энергию, производимую электростанциями, осуществляющими производство в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, на 2011 год» предельные минимальные и максимальные уровни тарифов на тепловую энергию для Ленинградской области установлены 607,37 и 637,77 руб./Гкал (без НДС) соответственно. Так 202,22 или 607,37 -  637,77 руб./Гкал?! Такая же практика тарифных «ножниц» наблюдалась и в предыдущем году (см. табл.).
 
Следует заметить, что до сих пор в практику не введены термодинамические оценки тепловой энергии, характеризующие ее потенциальные возможности превращения в электроэнергию. А они необходимы при определении затрат, учитывающих уменьшение выработки электроэнергии при отборе тепловой энергии на нужды теплоснабжения от атомной станции. При указанном выше тарифе 202,22 руб./Гкал только затраты на компенсацию недовыработки электроэнергии ЛАЭС составят около 65% тарифа (130 руб./Гкал). Спрашивается, кому нужна такая атомная теплофикация?
 
Распоряжением Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2010 г. утверждён план первоочередных мероприятий по реализации положений Федерального закона «О теплоснабжении». Может быть в нынешнем  году будет, наконец,  внесена ясность в сложившуюся ситуацию с тарифами в атомной теплофикации?
 
Филиалы
концерна «Росэнергоатом»

Объем реализации тепловой энергии
в 2010 г.,
тыс. Гкал

Тарифы в 2010 г.
на отпускаемую тепловую энергию
от АЭС,*
руб./Гкал

Предельные минимальные и максимальные тарифы
на тепловую энергию в 2010 г.,
производимую
в режиме комбинированной выработки,**
руб./Гкал

Средний тариф в 2010 г.
на тепловую энергию
по субъекту РФ,
руб./Гкал

Использование для
внеплощадочных потребителей
гарантированной мощности
отборов
на теплофикацию
в 2010 году,
в %

Балаковская АЭС (Саратовская обл.)

54,08

160,18

458,32 - 479,86

823,37

12

Белоярская АЭС (Свердловская обл.) 

241,48

171,77

417,09 - 434,54

627,24

12

Билибинская АЭС
(Чукотский АО)

167,02

1110,1

1789,17- 1815,19

2107,36

23,8

Калининская АЭС
(Тверская обл.)  

599,61

104,79

450,87 - 457,35

1105,84

11,6

Ленинградская АЭС
(Ленинградская обл.)

755,3

193,61

561,33 - 581,03

1050,82

14,3

Нововоронежская АЭС
(Воронежская обл.) 

280,98

407,07

591,56 - 598,02

1030

10,7

Курская АЭС
(Курская обл.) 7,5

395,38

143,49

430,24 - 441,56

871,45

7,5

Смоленская АЭС (Смоленская обл.) 

287,63

128,39

452,5 - 456,9

1522,73

7,3

Ростовская АЭС
(Ростовская обл.) 

    0

        -

495,81 - 521,85

     -

     0

Кольская АЭС
(Мурманская обл.)

126,15

275,43

999,17¸1254,28

2004,24

7,2

 
* Тарифы утверждены устанавливающими документами РЭК для АЭС
** Предельные минимальные и максимальные уровни тарифов, утверждены приказом ФСТ России № 217-э/3 от 22.09.2009 г
.
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Экономика
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Экономика:
Создание ядерного щита Отечества

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 3.25
Ответов: 4


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 22 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
Автор прав. Надо использовать часть низкопотенциального тепла АЭС на теплофикацию.
Однако, много такого тепла не используешь, потому что такого колоссального потребителя тепла, которое может дать даже один блок АЭС рядом со станцией просто нет. Например, допустим, что мы все сбросное тепло одного блока ВВЭР-1000 переведем в теплофикацию. Мощности в 2 ГВт тепл хватит на теплофикацию, как минимум, полумиллиона квартир, где проживает 1.5 - 2 млн человек.
А вообще, задача должна формулироваться в более широкой постановке: как максимально использовать сбросную тепловую энергию АЭС? Ведь это 2/3 от полной энергии, выделяющейся в реакторе, которая сейчас тратится на генерацию парникового газа - водяного пара.


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 05/05/2011
Тепло, отдаваемое на АЭС на теплофикацию вовсе не низкопотенциальное. Не надо путать его с теплосодержанием пара, поступающего в конденсаторы


[
Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
Централизованное теплоснабжение от ТЭЦ, а тем более от АЭС - вчерашний день. Мировой опыт показывает преимущества децентрализованного теплоснабжения - нет отчуждения земли под теплотрассы. потерь тепла при транспортировке, огромных затрат на строительство и ремонт теплотрасс. В связи с развитием тепловых насосов неверным стало утверждение об экономической выгоде теплофикационных электростанций. Если принять КПД преобразования тепловой энергии в электрическую 0.3, а коэффициент преобразования электроэнергии в тепло в тепловом насосе 5, то отопление тепловыми насосами на 50% выгоднее, чем горячей водой от ТЭЦ.


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
"Централизованное теплоснабжение от ТЭЦ, а тем более от АЭС - вчерашний день. Мировой опыт показывает преимущества децентрализованного теплоснабжения - нет отчуждения земли под теплотрассы. потерь тепла при транспортировке, огромных затрат на строительство и ремонт теплотрасс. В связи с развитием тепловых насосов неверным стало утверждение об экономической выгоде теплофикационных электростанций. Если принять КПД преобразования тепловой энергии в электрическую 0.3, а коэффициент преобразования электроэнергии в тепло в тепловом насосе 5, то отопление тепловыми насосами на 50% выгоднее, чем горячей водой от ТЭЦ."

Да, Вы правы. Но задача использования сбросной тепловой энергии АЭС остается. Выброс огромного количества тепловой энергии - это чрезмерно высокая цена производства электричества. Утилизация сбросной энергии не только АЭС но и любой другой станции, использующей преобразование тепловой энергии в электричество, - это значительно более актуальная задача, чем строительство новых электропроизводящих мощностей.


[
Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
"Но задача использования сбросной тепловой энергии АЭС остается"
И останется всегда. Второй закон термодинамики не обманешь.


[
Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
Все красиво, все в табличке, только уважаемый автор должен был бы включить в свою статью протяженность сетевых трубопроводов до потребителей, затраты на выкуп сетей городского теплоснабжения(которые ни кто просто так не отдаст), длительность отопительных сезонов (есть не большая разница между Волгодонском и Билибино), а так же учесть в конце концов опыт теплоснабжения, который (если мне не изменяет память) существует в Удомле. К тому же сравнение возможной (подчеркиваю возможной) цены ГГкал от АЭС и цены которую отнимает местное ворье у жителей не правомерно, сравните с себестоимостью ее производства. По поводу сбросного тепла в размере 2ГГВт тепловых с каждого миллионника, уважаемые критики, если бы существовала доступная технологи (доступная) господин Бил Гейтс приносил бы ее автору тапочки по утрам.


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
Доказательность второго начала.
Для анализа применим стандартный подход, а именно – математическую логику, которая четко определяет, что:
--всякое утверждение истинно тогда и только тогда, когда истинны входящие в него составляющие высказывания;
--истинностной функцией от n – аргументов называется всякая функция от n аргументов, принимающая истинностные значения И или Л, если ее аргументы пробегают те же значения;
--пропозициональная форма, которая истинна независимо от того, какие значения принимают в ней пропозициональные буквы (суть утверждения), называется тавтологией.
Теперь посмотрим, как доказывается второе начало, для этого просто приведем несколько формулировок и рассмотрим их с позиций исчисления высказываний.
a) М. Планк:: "Нелепо было бы предполагать, что справедливость второго начала каким бы то ни было образом зависит от большего или меньшего совершенства физиков и химиков в наблюдательном или экспериментальном искусстве. Содержанию второго начала нет дела до экспериментирования, оно гласит in nuce: В природе существует величина, которая при всяких изменениях, происходящих в природе, изменяется в одном и том же направлении. Выраженная в таком общем смысле эта теорема или верна или неверна; но она остается тем, что она есть, независимо от того, существуют ли на земле мыслящие и измеряющие существа и, если они существуют, то умеют ли они контролировать подробности физических или химических процессов на один, два или сто десятичных знаков точнее, чем в настоящее время...Таким образом, второе начало термодинамики со всеми следствиями из него обратилось в принцип возрастания энтропии" [М. Планк. Лекции по термодинамике, 1900, СПб]
b) Л.Д.Ландау считал, что при преобразовании тепла в работу из нагревателя через рабочее тело в холодильник переходит энергия, и пояснял преобразование тепла в работу следующим образом: "Совершить реальную работу мы можем только в том случае, если имеем тела, не находящиеся друг с другом в тепловом равновесии. Например, если есть два тела с разной температурой, то с их помощью можно совершить работу". И далее: "Температура определяет, из какого тела переходит энергия в другое тело при их соприкосновении. Ясно, что энергия всегда переходит от горячего тела к холодному. Это и есть определение более горячего тела и более холодного тела. Наоборот, когда температура одинаковая, мы можем считать, что тела находятся в тепловом равновесии. Энергия не переходит ни из одного тела, ни из другого тела" [Ландау Л.Д. Курс лекций по общей физике.Ч.I. М., Изд МГУ, 1949]. Позднее Л. Д. Ландау, А. И. Ахиезер и Е. М. Лифшиц пояснили: "Если привести в соприкосновение два тела, то атомы этих тел, сталкиваясь между собой, будут передавать друг другу энергию. Таким образом, при соприкосновении двух тел энергия переходит из одного тела к другому; тело, которое при этом теряет энергию, называют более нагретым, а тело, к которому энергия переходит, — менее нагретым. Такой переход энергии продолжается до тех пор, пока не установится некоторое определенное состояние — состояние теплового равновесия" [Л.Д. Ландау и др.. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика. М. Наука, 1969].


Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
c) Л.Д.Ландау в "Курсе лекций по физике" в 1949 году писал: "...Нельзя построить двигатель, который совершал бы работу, имея источником энергии тела, находящиеся в тепловом равновесии. В таком смысле он являлся бы тоже своего рода вечным двигателем, потому что мы окружены все время энергией, находящейся в состоянии, близком к термодинамическому равновесию; такой двигатель был бы не хуже механического вечного двигателя. Для определенности такого рода вечный двигатель называется перпетуум-мобиле второго рода, в отличие от обычного вечного двигателя, который называется перпетуум-мобиле первого рода. Оба двигателя равно невозможны, однако второй несколько сложнее и поэтому с ним чаще встречаются на практике. В то время, как перпетуум-мобиле первого рода имеет хождение анекдотическое, так как только сумасшедшие изобретатели могут изобрести сейчас перпетуум-мобиле первого рода, перпетуум-мобиле второго рода может встречаться и в довольно серьезно выглядящих, но, конечно, ошибочных проектах".


...  продолжение...


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
я выделил слабые утверждения, входящие в теорему. Логический вывод о слабости утверждений вытекает из таких посылок как " нет дела до экспериментирования ... эта теорема или верна или неверна; но она остается тем, что она есть ... ясно, что энергия всегда переходит от горячего тела к холодному...нельзя построить двигатель" и т.д. и т.п. Во всех случаях исходные утверждения не содержат условий теоремы, а подменяются терминами и фразами, покоящимися на принципе очевидности, принципе отрицания фактов и тавтологиях. Насколько строги эти принципы, мы уже отмечали – они не удовлетворяют ни одному требованию исчисления высказываний. Поразителен тот факт, что утверждения эти делали ученые с мировым именем. Но великие ученые – великие заблуждения. История науки это не раз показывала.

... продолжение...


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
Это относилось к доказательности 2-го начала...
2. Природа рабочего тела.
Современная формулировка теоремы Карно такова: КПД тепловой машины с циклом Карно зависит от температуры Т1 нагревателя и Т2 холодильника, но не зависит от природы рабочего тела. Но еще в 1978 году А. Краснов в работе ["Термодинамика гидратов природного газа. Влияние природы рабочего тела на КПД цикла Карно. /Разработка газовых месторождений Крайнего Севера./ М., ВНИИГаз, 1978, с. 19"] показал, что кпд цикла Карно зависит от природы рабочего тела. Ведь в отличие от идеального газа в реальных веществах имеются молекулярные взаимодействия, вследствие чего возможно периодическое изменение давления рабочего тела. Рассматривая в качестве рабочего тела гидраты природного газа, в частности (2СН4·С3Н8·17Н2О), А. Краснов показал, что при tн=250С и tх=80С работа газогидратного цикла в 57 раз больше работы цикла Карно для идеального газа. Почему так происходит? Дело в том, что теорема Карно не учитывает молекулярно-кинетической теории, и, по умолчанию, объем циркулирующего в тепловой машине рабочего тела имеет неизменное число молекул рабочего тела. Если же применить диссоциирующие газы, то аналогично получим изменение числа молекул в цикле...

... продолжение...


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
авление газа, оказываемое на поршень, есть функция 2-х переменных – температуры и концентрации молекул. Но отсюда следует, что изменение давления на поршень может происходить не только при изменении температуры рабочего тела, но, наоборот, вопреки принципу Карно, при изменении концентрации молекул рабочего тела при постоянной температуре. Более того! Утверждение Карно о том, что для нагревания какого-либо тела надо иметь более теплое тело, а для его охлаждения – более холодное есть только частный случай, не исчерпывающий всех возможностей. Ведь в соответствии с МКТ газов, чтобы нагреть газ достаточно его адиабатически сжать, а чтобы охладить – адиабатически расширить. Но из этого факта, который дает нам МКТ газов, следует неизбежный вывод о том, что утверждение о необходимости нагревателя и холодильника для тепловой машины, возведенное Карно и его последователями в ранг принципа, таковым не является, т.е. ошибочно. Это факт, доказанный не только строго математически (2), но и экспериментально. Но если такой тип машин не нуждается в холодильнике, то утрачивается смысл определения КПД цикла Карно.

... продолжение...


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
3. Пути преобразования.
Рассмотрим коротко. Есть теоретически много путей, но отметим два, подтвержденных экспериментально. Первый – это определяемый природой рабочего тела и приводящий к тому, что изменение концентраций молекул в (2) определяется фазовыми переходами, как это показано в п.2.
Второй путь был найден В. Томсоном (Кельвином) в 1871 году. Он установил, что давление насыщенного пара над поверхностью жидкости, находящейся в термодинамическом равновесии с паром, зависит от формы ее поверхности:
  
                                                               (3)
где P – давление насыщенного пара над поверхностью с кривизной r, Р0 – давление насыщенного пара над поверхностью с кривизной r = 0 при тех же условиях, σ – поверхностное натяжение жидкости, ν – молярный объем жидкости, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура. Из (3) следует, что давление насыщенного пара над каплями малых размеров больше, чем над каплями больших размеров и над плоской жидкостью, т.к. в этом случае r = . То есть, в разных частях системы, включающей поверхности жидкости с разной кривизной, при прочих равных условиях может возникать разность давлений, обусловленных молекулярными силами. Этот теоретический вывод был подтвержден экспериментально М. Лазаревым в 1979 году: он разделил сосуд с жидкость на две равных части мембранно-пористой перегородкой с игольчатыми испарителями. В этой системе самопроизвольно возникала и поддерживалась макроскопическая циркуляция жидкости и пара.


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
4. Сила тяготения.
Замечу, что еще в 1866 году Дж. К. Максвелл установил неразрывную связь между стационарным состоянием газа в поле тяжести и вторым началом термодинамики. Максвелл показал, что для того, чтобы второе начало термодинамики было абсолютным, справедливым для любых макроскопических систем, необходимо, чтобы в стационарном состоянии в поле тяжести температура была постоянной (не зависела от высоты) для всех веществ. В работе "К динамической теории газов" Максвелл писал: "Фактически температура какого-либо вещества должна быть функцией высоты. Потому, что если нет, то пусть равные столбы двух веществ будут заключены в цилиндры, непроницаемые для теплоты у дна. Тогда в тепловом равновесии верхушки двух столбов будут иметь различные температуры, двигатель должен работать под действием тепла от нагревателя и передавать его холодильнику, и остатки тепла будут циркулировать до тех пор, пока это все не превратится в механическую энергию, что находится в противоречии со вторым началом термодинамики. Результат, как теперь дан, есть такой, что температура в газах, находящихся в термическом равновесии независима от высоты, и если следовать тому, что было сказано, то температура не зависит от высоты во всех других веществах" [Maxwell J.C. On the dynamical Theory of Gases. Green and Co. London, 1871]. Заметим, что в рассуждениях Максвелла все таки содержится сомнение в независимости температурных полей от гравитационных полей, но полагаю, он уступил общепринятой парадигме. Впоследствии, он все-таки ввел понятие гипотетических "существ с утонченными чувствами, свойства которых могли бы... быть конечными", которые бы сортировали молекулы в разделенном сосуде с понижением и повышением температуры в разных частях сосуда. Критике идее демонов Максвелла уже более 100 лет, но она до сих пор мутит умы физиков.
Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц, не утруждая себя доказательством, предлагают принять на веру "постоянство температуры вдоль тела", находящегося в стационарном состоянии в поле тяжести [Ландау Л.Д., Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Т.5. Статистическая физика. М., Наука, 1964]. Так же без доказательств К.А. Путилов [Путилов К.А. Курс физики. Т. 1, М. Физматгиз, 1962, стр. 332-334] и Д.В. Сивухин [Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 2, М.,Наука,1979, стр. 279-280] утверждают, что газ в стационарном состоянии в поле тяжести должен быть изотермичен.
В 1923 году доказательству изотермичности газа, находящегося в стационарном состоянии в поле "тяжести" П. Эренфест посвятил отдельную статью [Эренфест П. Об одном заблуждении относительно равновесия газа в поле тяжести. Эренфест П. Относительность. Кванты. Статистика. М., Наука, 1972, стр. 116-118]. Однако, доказательство Эренфеста нельзя признать строгим. Действительно, он использует распределение Максвелла по скоростям молекул, но распределение Максвелла получено и справедливо лишь для систем, находящихся в термостате. Поэтому, как только мы воспользу­емся распределением Максвелла, мы в дальнейшем будем иметь дело с термостатом, где ни о каком распределении температур не может быть и речи.
Аналогичную ошибку в доказательстве изотермичности газа в поле тяжести допустил B.Г. Левич [Левич B.Г. Курс теоретической физики. Т.1. М., Наука, 1969]. Это доказательство основано на распределении Гиббса, которое, как известно, также получено и справедливо лишь для термостата. Левич приводил также доказательство изотермичности газа в стационарном состоянии в поле тяжести на основании распределения Больцмана. Но распределение Больцмана также получено и справедливо лишь для термостата.

... продолжение...


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
мы убедились, что второе начало термодинамики:
  • не имеет ни одного строгого доказательства
  • зависит от путей преобразования рабочего тела
  • зависит от природы рабочего тела
  • зависит от силы потенциальных полей (тяготения)
и является фактически научной догмой, принятой по умолчанию и возведенной ученым миром в принцип без всяких доказательств и экспериментальных проверок.
Заметим, что второй закон никто не опровергает, для него лишь устанавливаются рамки применимости, он исключается как принцип и становится частным случаем более общего закона о монотермии (холодильник в этом случае не обязателен).
На чем строится критика приведенных доказательств? Заметим, что математически опровергнуть выкладки, приводящие к неравенству нулю температурной дельты в гравитационном поле, достаточно сложно. Опровергнуть результаты экспериментов невозможно.

Я опустил матаппарат, он очень прост и понятен... но в страницу сайта не копируется к сожалению...

Так что со 2-м началом не все однозначно...

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 03/05/2011
Как то раз, давно, еще при СССР, в бытность мою СИУРом, я задавал опытным мужикам вопрос: "Как же это 4 насоса на БНС примерно по 4 МВт мощностью каждый так легко переносят в пруд-охладитель 2000 МВт? Ведь получается, что мощностью в 16МВт мы переносим 2000 МВт?"
Мне так и не ответили, да... проект был В-320...из первых..

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 04/05/2011
Уважаемый ядерщик, Вы все забыли. Не поленитесь, перечитайте "Техническую термодинамику" Кириллина, Сычева и Шейндлина. Гениальная книга. Тогда поймете, как "мощностью в 16МВт мы переносим 2000 МВт"


[
Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 04/05/2011
Ребята, не думал, что вы так расдухоритесь, когда я призвал всех подумать о том, как использовать сбросное тепло. У меня и в мыслях не было посягать на 2-ой принцип термодинамики, и уж, тем более, предлагать вечный двигатель. Речь идет о возможностях использования низкопотенциального тепла, ну, хотя бы именно, как тепла.

Например, если взять АЭС маленькой мощности, скажем, 50 МВт тепл, то сбросное тепло можно, практически все использовать для обогрева населенного пункта на 30 тыс жителей. Для этого не надо переворачивать наизнанку 2-ой закон термодинамики. С учетом маленькой мощности и, следовательно, высокой безопасности, реактор может быть максимально приближен к тепловому потребителю (как АСТ).

И не надо никаких тапочек от билагейца.



[
Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 04/05/2011
Ребята, не думал, что вы так расдухоритесь, когда я призвал всех подумать о том, как использовать сбросное тепло. У меня и в мыслях не было посягать на 2-ой принцип термодинамики, и уж, тем более, предлагать вечный двигатель. Речь идет о возможностях использования низкопотенциального тепла, ну, хотя бы именно, как тепла.

Например, если взять АЭС маленькой мощности, скажем, 50 МВт тепл, то сбросное тепло можно, практически все использовать для обогрева населенного пункта на 30 тыс жителей. Для этого не надо переворачивать наизнанку 2-ой закон термодинамики. С учетом маленькой мощности и, следовательно, высокой безопасности, реактор может быть максимально приближен к тепловому потребителю (как АСТ).

И не надо никаких тапочек от билагейца.



[
Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 04/05/2011
Статья-размышление типа "почему люди не птицы - могли бы тогда летать". Автор совершенно не раскрыл темы.
1. На старых блоках теплоснабжение не предусмотрено проектом и не будет в принципе (крохи ТФУ не всчет).
2. АСТ начали строить в СССР, но закрыли тему после Чернобыля. Чистая политика.
3. АСТ в наше время? ... Тоже скорее политика, экономикой пока тут и не пахнет.


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 05/05/2011


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 06/05/2011
1 Приводимые автором данные об огромном потенциале экономии природного газа при использовании теплофикационных возможностей действующих АЭС представляют лишь теоретический интерес, поскольку объективно этот потенциал по различным причинам- техническим, экономическисм, рыночным , может быть использован лишь в очень ограниченных объемах.
Чем меньше концентрация тепловых нагрузок, тем больше удельные затраты в транспорт теплоносителя и меньше экономически обоснованный радиус теплоснабжения. Отсюда- ограничения по присоединению к АЭС близлежащих мелких населенных пунктов. В части относительно крупных городов с большой концентрацией тепловой нагрузки: действующие АЭС страны по требованиям к их размещению  удалены от этих городов  на десятки км. В этих условиях затраты на транспорт теплоносителя от АЭС "съедают" экономическую выгоду атомной теплофикации. Необходимость реконструкции уже имеющихся систем теплоснабжения для их соместной работы с АЭС усугубляют ситуацию.

2. Данные о "тарифных ножницах" -  "разговор о разном".
Теплоснабжение является регулируемым видом деятельности и регулятор в своей политике в отношении КАЖДОГО КОНКРЕТНОГО  производителя руководствуется принципом соблюдения соотвествия тарифа экономически обоснованным  затратам ( с учетом обеспечения необходимой рентабельности) . В то же время утверждаемые ФСТ предельные уровни тарифов  устанавливаются как "СРЕДНИЕ ПО СУБЪЕКТУ РФ" (см п5 статьи 10 Закона о теплоснабжении). Эти показатели учитывают , в том числе, структуру  и доли генераторов тепловой энергии в регионе и призваны, главным образом, дать ориентиры органам исполнительной власти региона для планирования бюджетной и ценовой политики.
Все отклонения устанавливаемых региональным регулятором тарифов от установленных ФСТ передльных уровней обязательно согласовываются  с ФСТ (п.7 статьи 10 Закона о теплоснабжении). Таким образом, никакой самодеятельности в решениях регионального регулятора быть не может. 


[ Ответить на это ]


Re: Почему не внедряется экологически чистая и топливосберегающая теплофикация? (Всего: 0)
от Гость на 06/05/2011
1 Приводимые автором данные об огромном потенциале экономии природного газа при использовании теплофикационных возможностей действующих АЭС представляют лишь теоретический интерес, поскольку объективно этот потенциал по различным причинам- техническим, экономическисм, рыночным , может быть использован лишь в очень ограниченных объемах.
Чем меньше концентрация тепловых нагрузок, тем больше удельные затраты в транспорт теплоносителя и меньше экономически обоснованный радиус теплоснабжения. Отсюда- ограничения по присоединению к АЭС близлежащих мелких населенных пунктов. В части относительно крупных городов с большой концентрацией тепловой нагрузки: действующие АЭС страны по требованиям к их размещению  удалены от этих городов  на десятки км. В этих условиях затраты на транспорт теплоносителя от АЭС "съедают" экономическую выгоду атомной теплофикации. Необходимость реконструкции уже имеющихся систем теплоснабжения для их соместной работы с АЭС усугубляют ситуацию.

2. Данные о "тарифных ножницах" -  "разговор о разном".
Теплоснабжение является регулируемым видом деятельности и регулятор в своей политике в отношении КАЖДОГО КОНКРЕТНОГО  производителя руководствуется принципом соблюдения соотвествия тарифа экономически обоснованным  затратам ( с учетом обеспечения необходимой рентабельности) . В то же время утверждаемые ФСТ предельные уровни тарифов  устанавливаются как "СРЕДНИЕ ПО СУБЪЕКТУ РФ" (см п5 статьи 10 Закона о теплоснабжении). Эти показатели учитывают , в том числе, структуру  и доли генераторов тепловой энергии в регионе и призваны, главным образом, дать ориентиры органам исполнительной власти региона для планирования бюджетной и ценовой политики.
Все отклонения устанавливаемых региональным регулятором тарифов от установленных ФСТ передльных уровней обязательно согласовываются  с ФСТ (п.7 статьи 10 Закона о теплоснабжении). Таким образом, никакой самодеятельности в решениях регионального регулятора быть не может. 


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 8.38 секунды
Рейтинг@Mail.ru