Olkiluodon ydinvoimalayksikön tuottama nimellissähköteho on 880 MW tuorehöyryn paineen ollessa 70 bar ja lämpötila 286C. Höyryn massavirta on 1260 kg/s. Turbiineja on yksinkertaisuuden vuoksi tässä vain 2 kpl: yksi KP-turbiini ja yksi MP-turbiini. KP-turbiinin jälkeen höyryn paine on 6,5 bar ja ennen MP-turbiinia se tulistetaan tuorehöyrystä otetulla sivuhöyryllä lämpötilaan 250C. Lauhduttimen paine on 0,05 bar.
Määritä sähköteho ja mereen ajettava lämpöteho, kun molempien turbiinien isentrooppiset hyötysuhteet ovat 90 % ja generaattorin hyötysuhde 96%.
Tässäpä haastetta vaikkapa palstan konemestareille...
Muunneltu ydinvoimalaitostehtävä
martta00
37
428
Vastaukset
- martta00
siis tuota 880 MW sähkötehoa vastaava teho pitää myös laskea noilla annetuilla lähtöarvoilla :)
- Hyötysuhde35
Pitäisikö määritellä meriveden lämpötila? Käsittääkseni käyttöluvassa on rajoitettu reaktorin lämpötehoksi 2500 MW. Jos merivesi on lähellä nollaa, on sähköteho yli 880 MW, kuten nyt.
- martta00
ei tarvitse, paine 0,05 bar riittää
- se_konemestari
Meriveden lämpötila vaikuttaa lauhduttimessa turbiinin nettotehoon. Turbiinin lauhduttimen tyhjiö on riippuvainen meriveden lämpötilasta, toki tuota tyhjiötä voidaan kasvattaa mutta se vaatii lisäenergiaa.
Generaattorin tehoa taas säädetään turbiinin tuorehöyryn paineella ja generaattorin magnetoimisarvoilla. (nämä on säädettävissä tietyissä rajoissa)
Laitoksen kokonaisarvoihin vaikuttaa ajotapa, laitosta voidaan ajaan kiinteällä paineella ja liukuvalla paineella. Kiinteässä paineessa ratkaisevana asetusarvona on tuorehöyryn paine ja tuotto ei generaattorin sähköteho.
Liukuvalla paineella voidaan asetusarvoksi asettaa generaattorin sähköteho joka seuraa turbiinin vaihtelevaa höyrynpainetta so. kuormituksen mukaan.
Näin siis äärimmäisen yksinkertaisesti sanottuna.
Laitoksen teknillinen hyötysuhde on riippuvainen ajotavasta. Toki ydinvoimalaitoksessa tärkeimpänä tekijänä onkin reaktorin käyttöturvallisuus.
Nämä tekniset laskutavat voivat olla yksityiskohdiltaan vaihtelevia eli saadaan erilaisia lukemia.
Konemestarina voisin ottaa haasteen vastaan mikäli ensin kerrottaisiin tai sovittaisiin MISTÄ teknisestä laitoksen ajotavasta puhutaan. Ja puhummeko nyt täyden tehon ajosta vai osatehon ajosta? Voimalaitos tarvitsee toimiakseen aina OMA TEHON joka on poissa tuotetusta bruttotehosta.
Karkea kaava on: bruttoteho - oma teho = nettoteho. Reaktoria voidaan pitää käynnissä ilman turbiiniakin käyttämällä turbiinin ohitusjärjestelmää eli tuotettu höyry ohjataan suoraan lauhduttimeen ilman turbiini-generaattorin pyörittämistä.
Moni asia on kiinni ajotavasta.
Lauhduttimen tyhjiötä voidaan pitää yllä vaikka turbiini ei olisi käynnissä.
Nämä kaikki ajo-olosuhteet vaikuttaa hetkelliseen hyötysuhteeseen, mutta vaikuttaa myös laitoksen kokonaishyötysuhteeseen eli käyttökertoimeen.
Vuoden tunnit koostuu: täyden tehon ajasta, osatehon ajasta ja seisokkiajan tunneista mukaan luettuna laitoksen lämpöteho.
Nämä voimalaitoslaskelmat ovat täysin riippuvaisia laitoksen ajotavasta. Hyvin suunniteltua laitostakin voidaan ajaa epätaloudellisesti. Käytännössä ei aina saavuteta laskennallista optimiolosuhdetta. Laitosarvot ovat suunnitteluarvoja ei toteutusarvoja (ajoarvoja).
Ei joka työvuorossa aina toteudu optimiolosuhteet koska käytännössä esiintyy myös erilaisia käyttöhäiriöitä. Palataan asiaan kun hankitte ensin käyttökokemusta voimalaitosten käytöstä. Teorian mussuttajat saisivat pitää laskelmansa julkaisematta. Suomen ydinvoimaloita ollaan ajettu hyvällä käyttöasteella jopa reilusti yli 90 %:n käyttöasteella vuoden tunneista.
Laitoksissa on osaavaa porukkaa, jotka ymmärtää myös teorian. - HelppoaKunOsaa
Laskelman lähtökohdaksi voisi ottaa reaktorin lämpötehon 2500 MW koska se on käyttöluvassa asetettu rajoitus.
Laitosyksiköiden ajantasaiset tehot löytyvät TVOn nettietusivulta. Aika pientä on päivittäinen vaihtelu, enintään pari MW. Meriveden lämpötilan vaihtelu vuodenajan mukaan vaikuttaa luonnollisesti paljon enemmän.
En ole harrastanut paljonkaan noita entalpialaskuja joten en ota Martan haastetta vastaan. - ei_megawattihörhö
Meren lämmittäminen ei ole ydinvoimalaitoksen päätehtävä. Se meriveteen siirtynyt lämpö menee todellakin hukkaan.
Merivedellä tai "makealla" vedellä jäähdytettävät lämmönsiirtopinnat voivat myös likaantua ja näin heikentää lämmönsiirron hyötysuhdetta.
Tämän vuoksi ydinvoimalaitoksilla on erilaisia vedenpuhdistusjärjestelmiä.
Lauhdutinjärjestelmissäkin on jonkinlainen puhdistusjärjestelmä.
Nuo laskennalliset arvot voivat jopa muuttua, ydinvoimalaitoksissa on tehty tehonnosto suunnitelmia ja niitä on myös toteutettu.
Joktu ei vaan vieläkään näytä kykenevän erottamaan suunnittelu arvoja käytännön ajoarvoista. Tietysti sitä pyritään optimaalisiin arvoihin, mutta niitä ei aina saavuteta vuositasolla jos odottamatta seisokkiajat pitenee.
Tilastoja on kyllä saatavissa joissa voi vertailla eri laitosten pikasulkujen lukumäärää. Eri ydinvoimaloissa on tässä suhteessa isojakin eroja.
Polttoaineenvaihto on ennakkoon suunniteltu pysäytysoperaatio.
Jatketaan tätä keskustelua vasta sitten kun teille kertyy riittävästi omaa käyttökokemusta ko. laitoksista. Tämä teoreettinen jankkaaminen fissiosta ja megawateista käy varsin tylsäksi. Miksi niin moni ydinvoimalaitos on ajettu pysyvästi alas ennen suunniteltua käyttöaikaansa n. 30 - 60 vuotta?
Ydinvoimalaitoksen purkaminen ei ole aivan helppo projekti säteilyn vuoksi. - eräs_konemestari
"Määritä sähköteho ja mereen ajettava lämpöteho, kun molempien turbiinien isentrooppiset hyötysuhteet ovat 90 % ja generaattorin hyötysuhde 96%.
Tässäpä haastetta vaikkapa palstan konemestareille..."
Tarkoitatko laskelmaa kerta tapahtumasta esim turbiinin pikasulusta yhden työvuoron aikana (hetkellinen tuotannon häviö) vai tarkoitatko vuositasolla koko turbiinilaitoksen hyötysuhdetta?
Nämä lämpöteknilliset laskelmat osaavat olla vaikeita kun ei aina ymmärrä mitä tietoa oikein edes etsitään?
Käytännössä turbiinin pikasulussa voidaan joutua käyttämään turbiinin ohitusta eli kaikki tuorehöyryn lämpö ajetaan suoraan lauhduttimeen eli koko energia määrä menee hukkaan.
Riippuen tapahtuman ajallisesta kestosta edessä voi olla myös reaktoritehon alentaminen koska turhaa höyryn kehitystä ei kannata ylläpitää jos se lämpö menee suoraan mereen turbiinilaitoksen ongelman vuoksi.
Reaktori ja turbiinilaitos ovat sidoksissa toisiinsa, toisen käyttöhäiriöt vaikuttaa myös toiseen. Nämä käyttöhäiriöt ovat laitos- ja tapauskohtaisia. Itse en pitäisi kovin järkevänä päätöksenä pitää reaktorin tehoa korkeana pitkäaikaisesti jos höyryn kulutusta ei ole turbiinilaitoksen puolella pikasulun jälkeisten ongelmien vuoksi.
Kyllä pitkäkestoisessa turbiinilaitoksen käyttöhäiriössä on reaktorin tehoa alennettava.
Itse olen työskennellyt konventionaalisessa höyryvoimalaitoksessa myös tilanteissa joissa höyrykattila pidetään kuumana täydessä käyttöpaineessa vaikka merkittävää höyryn kulutusta ei ole. Kyllä tälläinen "minimikuorma" ajokin on mahdollista mutta se on aina erikseen arvioitava tilanteen ja keston mukaan.
Tälläisen ajon jälkeen ei kattilan tehoakaan voi nostaa noin vain vaan paluu täyteen höyrykuorman tuottamiseen on tehtävä "järki päässä". (turvalliset lämpötilarajoitukset kattilan putkistoille) - TyhjääPuhetta
Taitaa olla konemestareiden ja megawattihörhöjen osaaminen pelkästään retoriikan tasolla.
- kattilahuoneesta
Voimalaitoksen ajotapa (käyttötekniikka) ei ole retoriikkaa. Teoreettinen hörhöpörhistely voi olla retoriikkaa tietämättömissä aivoissa.
Te ette kykene erottamaaan toisistaan teoreettista fysiikkaa ja sovellettua fysiikkaa. Lämpövoimatekniikka on sovellettua fysiikkaa.
Koneenrakennuskin on sovellettua fysiikkaa, eikä kaikki voimalaitosten käyttötekniikkaan osallistuvat toimi voimalaitosten suunnittelijoina ja rakentajina. (tätä varten on muitakin ammattilaisia, tämä nyt caan tiedoksi)
PS. sotalaivoissakin on konemestareita ja koneenhoitajia eivätkä nämä kaikki ole sodankäynnin ammattilaisia. Sotalaivassa on erikseen "sotatoimioperaattorit", komentaja, navigointiväki, aseupseerit ja aseiden käyttäjät. Konemestarien ja koneenhoitajien toimialuetta on se laivan konehuone tai kattilahuone (jos on höyrykäyttö).
Sovelletun fysiikan alue on varsin laaja. Todellisuus taitaa olla erilainen kuin hörhöjen mielikuvitusmaailma. - TyhjääPuhetta
Tuossa kysyttiin yksinkertaista hyvin määriteltyä laskutehtävää jota et näköjään osaa. Senkun niitänäitä selittelet.
- pohja_mutaa_myöten
TyhjääPuhetta kirjoitti:
Tuossa kysyttiin yksinkertaista hyvin määriteltyä laskutehtävää jota et näköjään osaa. Senkun niitänäitä selittelet.
Kaikkia asioita ei niin vain voi yksinkertaistaa. Luuletko, että lukio-tai peruskoulu matematiikka riittää kaikkeen? Jos näin olisi niin kaikki jatko-opiskelu olisi aivan turhaa.
Virheellinen yksinkertaistus voi antaa asiasta väärän kuvan.
Tekniikka ei aina ole niin simppeliä.
Tämän vuoksi monelta jää moni asia ymmärtämättä.
- Keskustelua_seurannut
Jos ei osaa laskea, niin ei osaa. Turha silloin vollottaa tehtävän "teoreettisuudesta". Vähän samaa kuin jos olisi kyse jostakin auton moottoritehoon littyvästä laskusta. Jokainen ajokortin omistaja voisi mollata tehtävää käytännölle vieraaksi, koska mitäpä sillä moottorilla tekee, jos ei kuskeja ole. Jonkun ne ydinvoimalan teoreettisetkin arvot on laskettava, sellaisten jotka osaa.
- Toinen_seuraaja
Osuitpa naulan kantaan! Laskut voi tehdä selkeän tehtävänannon mukaan, jos osaa. Ei siinä jossitteluja tarvita.
- tilaa_osaaville
" Jonkun ne ydinvoimalan teoreettisetkin arvot on laskettava, sellaisten jotka osaa."
Totta on. Mutta tosiasia on myös se, että näitä ydinvoimalaskelmia ei käytännössä tehdä peruskoulun tai lukion oppimäärillä. Kyllä tähän tarvitaan jatko-opintoja.
Ei pitäisi unohtaa jatko-opintojen merkitystä.
Itsellä on se käsitys, että tässä riittää omaa työsarkaa monille ammattilaisille. Toiset suunnittelee ydinvoimalaitoksia, toiset rakentaa ydinvoimalaitoksia ja toiset käyttää niitä ydinvoimalaitoksia "käyttöhenkilöstön" ominaisuudessa.
Ei tämä ymmärtämiseen tarvita kovinkaan paljon älliä.
Jokaisella on myös mahdolisuus valinta mihin joukkoon kuuluu jos hyvin käy. (siis rektytointi mahdollisuus)
Käyttöhenkilöstö voi olla täysin pätevää käyttämään ydinvoimalaitosta, mutta tämä ei tee heistä täysin päteviä suunnittelemaan ydinvoimalaitosta.
Tässä se "pieni ero on" jota kaikki ei ehkä ymmärrä.
Vanha sanonta "suutari pysyköön lestissä" pätee tässäkin. Erilaisille ammattilaisille on tilaa ydinvoimatekniikassakin. (maallikot voivat tosin sotkea tätä kuviota) - HelppoaKunOsaa
Kyllä lukiomatematiikka tuohon riittää hyvin. Pitää vain olla ymmärrys höyryvoimalaitosprosessista.
- hanki_ymmärrys
HelppoaKunOsaa kirjoitti:
Kyllä lukiomatematiikka tuohon riittää hyvin. Pitää vain olla ymmärrys höyryvoimalaitosprosessista.
Mistä alkaen lukiolaisilla on ollut ymmärrys reaalitodellisuudesta? Jotkut joutuvat pitämään jopa välivuosia kun eivät tiedä jatko-opinnosta mitään.
Ja jotkut yliopistoon päässeet venyttävät valmistumistaan kun eivät tiedä mikä heitä odottaa valmistumisen jälkeen. (pitkä maisteri vuosien työttömyys ja satunnaiset pätkätyöt)
Reaalitajuisia taitaa olla ne jotka lukion lisäksi suorittaa ammattitutkinnonkin. Teeppäs tutkimus: kuinka monella ylikonemestarilla ja konemestarilla on lukio käytynä? Ja mikä on prosentuaalinen suhde verrattuna niihin joilla ei ole?
Palataan asiaan tutkimuksen jälkeen. - HelppoaKunOsaa
No itse asiassa tuohon riittää kyllä keskikoulumatematiikkakin. Olennaista on ymmärrys höyryvoimalaitoksen fysikaalisista prosesseista ja sitä pitäisi konemestarilla olla koulutuksen ja kokemuksen perusteella. Jos ei ole, ei ole pätevä hommaansa, pelkkä suunpieksijä.
- puolitolkkuinen
HelppoaKunOsaa kirjoitti:
No itse asiassa tuohon riittää kyllä keskikoulumatematiikkakin. Olennaista on ymmärrys höyryvoimalaitoksen fysikaalisista prosesseista ja sitä pitäisi konemestarilla olla koulutuksen ja kokemuksen perusteella. Jos ei ole, ei ole pätevä hommaansa, pelkkä suunpieksijä.
Eipä ole sitten mikään ihme, että Olkiluoto-3 on näinkin paljon myöhässä? Asialla lienee lukiotason tiedoilla omaavat henkilöt?
Toivottavasti viimeistään käynnistysvaiheessa (jos sitä edes tuleekaan) henkilöt vaihdetaan osaaviin.
Joku tolkku se pitää olla työssäkin.
- klubiaskiarvio
Carnotn hyötysude avaukusen datoilla on 45 % luokkaa. Kyse ei ole kuitenkaan ideaalikoneesta, joten arvataan, että kone on 80 % ideaalisesta. Päälle vielä generaattorin 96 %, niin hyötysyhdearvio lämmöstä sähköksi on 35 %.
Edellä vilahti 2500 MW lämpöteho. Siitä laskettuna sähköteho on 875 MW. Tästä osa menee vielä omakäyttöön.- puolitolkkuinen
Hyvin suunnitelluissa ja osaavasti käytetyissä ydinvoimalaitoksissa kokonaishyötysuhde (lämpöenergia/sähköenergia) voi nousta n. 42-44 %:iin vuositasolle laskettuna.
Tämä ei ole sama kuin käyttökerroin joka kertoo vain käyttötuntien määrän vuodessa suhteessa seisokkiaikoihin.
Näin se vaan on, meren jatkuva lämmitys on kallista puuhaa. Tavallisesti lauhduttimen jäähdytysvesikierto on merivettä.
Laitokseen tulevan jäähdyttävän meriveden lämpötilaan ei juuri voida vaikuttaa.
Jos ette tätä usko niin esittäkää suunnitelma täysin ilmajäähdytteisestä ydinvoimalaitoksesta.
- työtä_tarjolla
Ylikriittisessä paineessa toimiva kevytvesireaktori (SCWR, engl. supercritical water reactor) on eräs neljännen sukupolven ydinreaktorikonsepteista. Se on kevytvesireaktori, joka poikkeaa kuitenkin nykyisistä painevesireaktoreista ja kiehutusvesireaktoreista siinä, että reaktoriastiassa paine on veden kriittistä painetta suurempi, jolloin kiehumista ei tapahdu. Tämän ansiosta jäähdytevesi voidaan lämmittää huomattavasti korkeampaan lämpötilaan kuin nykyisissä ydinreaktoreissa, joka puolestaan nostaa reaktorin hyötysuhdetta merkittävästi: SCWR:n arvioidaan saavuttavan n. 44 %:n hyötysuhteen, kun tavanomaisten ydinreaktorien hyötysuhde on n. 33 %.
Joko alkaa tieto riittämään? Olisiko jo aika ryhtyä etsimään lisää tietoja ja jättää ne yksinkertaiset lukion oppikirjat sivuun.
Mitä lukiolainen tietää "ylikriittisestä paineesta" vedellä?
Joko ryhdytte tilaamaan Suomeen uutta ydinvoimalaa lukiolaisten käytettäväksi?- EiNiinHelppoa
Tämän ketjun aloituksessa kuitenkin pyydetään laskemaan verraten yksinkertainen johon ketjun "tietäjät" eivät näy kykenevän.
- martta00
Eivät niin, joten tässä vähän kiireessä laskettu vastaus:
Tuorehöyryn (70 bar, 286C) entalpia on 2773 kJ/kg. Höyry paisuu KP-turbiinissa paineeseen 6,5 bar, jolloin sen entalpiaksi tulee (90% hyötysuhteeella) 2500 kJ/kg. Tämän höyryn lämpötila on noin 162C ja se tulistetaan erillisessä lämmönsiirtimessä tuorehöyrystä otettavalla sivuhöyryllä lämpötilaan 250C.
Lämmönsiirtimen entalpiataseesta voidaan laskea tarvittava sivuhöyryvirta ja saadaan 280 kg/s. Turbiinien läpi menee siten 1260-280 = 980 kg/s. KP-turbiinin akseliteho on 980*(2773-2500)/1000 = 267,5 MW. Tulistetun höyryn entalpia ennen MP-turbiinia on 2930 kJ/kg ja se paisuu lauhduttimen paineeseen (90% hyötysuhde), jolloin entalpia on 2246 kJ/kg. MP-turbiinin akselitehoksi tulee 980*(2930-2246)/1000 = 670 MW. Yhteensä turbiinien akseliteho on 937,5 MW, jolla saadaan sähköä 0,96*937,5 = 900 MW.
Lauhduttimeen menevän kostean höyryn (höyrypitoisuus noin 87%) entalpia on siis edellä saatu 2246 kJ/kg ja massavirta 980 kg/s. Lisäksi lauhduttimeen menee reduktioventtiilin kautta sivuhöyryn lauhdetta 280 kg/s, jonka entalpia on 1268 kJ/kg. Näistä laskien saadaan lauhdutustehoksi 980*(2246-138)/1000 280*(1268-138)/1000 = 2382 MW, jossa entalpia 138 kJ/kg on muodostuneen lauhteen entalpia 0,05 bar paineessa.
Siis 900 MW ja 2382 MW. Eivät toki vastaa oikean voimalan arvoja, mutta ei pitänytkään. Joku voi korjata, jos tuli virheitä. Ja konemestarithan korjaavat, vaikkei olisikaan virheitä ;) - martta00
Ei sittenkään tuota sivuhöyryvirtaa kannata viedä lauhduttimeen, sehän on kuumaa (noin 286C) vettä! Se varmaankin käytetään syöttöveden esilämmitykseen ja viedään sen jälkeen syöttövesisäiliöön. Muutenhan höyryvirtauksen massatase ei pitäisi paikkaansa. Lauhduttimen teho olisi siten "vain" noin 2066 MW.
- JA51
Kun sä olet ton sähkötehon jo antanut. Niin ton voisi laskea myös toisella tapaa.
Rankinen hyötysuhde uudelleenlämmityksellä on:
e=W(ulos)/Q(sisään)=((H_3-H_4) (H_5-H6))/((H_3-H2) (H_5-H_4))
H_1=136 kJ/kg
H_2=136 kJ/kg
Ja sun laskemat/taulukosta katsotut arvot:
H_3=2733 kJ/kg
H_4=2500 kJ/kg
H_5=2930 kJ/kg
H_6=2246 kJ/kg
Jolloin:
e=(2733-2500 2930-2246)/(2733-36 2930-2500)=917/3027=0,3029
kokonaishyötysuhde:
e_k=0,3029*0,96=0,2908
Jolloinka reaktorin lämpöteho:
880MW/0,2908=3026MW
Jolloinka lauhduttimeen menevä teho:
3026MW-880MW=2146MW - JA51
Tai siis lauhduttimeen menevä teho:
3026MW*880MW/0,96=2109MW
- älä_lämmitä_merta
Todella hyviä laskelmia laitoksen höyryteknisestä puolesta mutta pääkysymys jäi edelleen auki eli se fissioprosessi reaktorissa.
Aloittajahan alunperin ajatteli fissio prosessin olevan 100 %:sen (katsokaa kaavaa "ei muunnellussa" aloituksessa) eli kaikki vapaat neutronit tekisivät "hyötytyötä".
Näinhän tilanne ei todellakaan ole vaan osa vapaista neutroneista absorboituu muihin atominytimiin. Ja sitten käytettyyn reaktorista poistettavaan polttoaineeseen jää edelleen "palamatonta" uraania ja plutoniumia. Ydinreaktorin polttoainekierron hyötysuhde ei ole täyttä 100 %:a.
Nykyisten laitosten todellinen hyötysuhde jää alle 40 %:n ja ehkä uusimmissa laitoskonstruktiossa saavutetaan tuo n. 45 %:n kokonaishyötysuhde.
Kokonaisuutena lauhdeydinvoimalaitos idea "meriveden lämmittäjänä" on huono ratkaisu.
Toki se voi olla taloudellisesti järkevä investointi koska sähkönkuluttajathan sen investoinnin lopulta maksaa sähkölaskuissaan.
Näin niitä "riski/hyöty" suhteita on erilaisia:
- ydinfysikaalinen hyötysuhde (hallittuun fissioon), polttoaineen tuottaminen ja jälleenkäsittely tai sitten ilman polttoaineen kiertoa.
- ydinenergian kansainvälisen valvonnan kustannukset (riski ydinaseista)
- lämpötekninen hyötysuhde laitoksessa
- taloudellinen hyötysuhde (mm. investoinnin kuoletusaika)
- käytetyn polttoaineen varastointi ja laitosten purkamisten kustannukset (kaikki kustannukset eivät vielä ole selvillä, näitä vasta arvioidaan)
- yllättävä odottamaton katastrofi ja sen kustannukset (mm. Tsernobyl, Fukushima)
- inhimilliset menetykset ja terveydenhoidon kustannukset
Nämä nyt vaan mainittuna.
EI nämä lukion oppikirjan yhdellä fission tai lämpöteknisellä laskentakaavalla selviä.
Yksinkertaisesti merivettä ei kannata lämmittää näin massiivisin toimenpitein tuhansilla megawateilla joka vuosi.- EiNiinYksinkertaista
Polttomoottoriautot lämmittävät ilmaa 3/4-2/3 teholla polttoaineen lämpöarvosta laskien. Se nyt vaan on fysikaalinen fakta jolle ei voi mitään. Yhteistuotantolaitoksissa päästään korkeampaa hyötysuhteeseen mutta Suomessa sähkön tarve on suhteessa suurempi kuin kuuman veden joten tarvitaan myös lauhdelaitoksia.
- syödään_kalaa_vielä
EiNiinYksinkertaista kirjoitti:
Polttomoottoriautot lämmittävät ilmaa 3/4-2/3 teholla polttoaineen lämpöarvosta laskien. Se nyt vaan on fysikaalinen fakta jolle ei voi mitään. Yhteistuotantolaitoksissa päästään korkeampaa hyötysuhteeseen mutta Suomessa sähkön tarve on suhteessa suurempi kuin kuuman veden joten tarvitaan myös lauhdelaitoksia.
Ydinvoima saisi paremmat hyötysuhteet jos käytettäisiin ydinvoima/kaukolämmityslaitoksia yhdessä sähkön tuotannon kanssa.
Mutta, riskit kasvaisivat koska kaukolämpöä ei voida siirtää rajattoman kauas (siirtohäviöt) ja mahdollisena lisäriskinä olisi radioaktiivisen veden vuodot lämmönsiirtoverkkoon.
Hyvin suunnitelluissa perinteisissä kattilalaitoksissa hyötysuhde saadaan nousemaan yli 90 %:n. Kaukolämpö sinänsä olisi hyvä taajamien lämmitystapa.
Kaupungistuva yhteiskunta alkaa siirtymään kaukolämpöön. Osaksi myös tämän ilmastomuutoksen vuoksi.
Lauhdeydinvoimalaitokset ovat kaukana näistä hyötysuhdevaatimuksista.
Minkäs sille voi kun jotkut näkevät meren lämmittämisen niin edulliseksi ja järjelliseksi toiminnaksi.
Nytkin oletetaan ilmastomuutoksen johtavan lämpötilan nousuun, mutta onko mietitty mitä meriveden lämpötilan nousu tekee? Valtamerissähän myrskyt kehittyy meren pinnan lämpötilasta. Kun Itämerta lämmitetään riittävästi niin täälläkin alkaa olla myrskyjä valtamerien tapaan.
Liian lämmin vesi tappaa kalatkin. - HarhassaOnHyväElää
Eiköhän sulla heitä nyt suhteellisuudentaju rankasti. Laskepa mitä aurinko lämmittää Itämerta ja vertaa mitä jotkut ydinvoimalat lämmittävät. Eikä Itämeri ole mikään valtameri, enemmänkin verrattavissa vaikkapa Välimereen. Jossa on kalaa vaikka on Itämerta huomattavasti lämpimämpi. Ja on monen mielestä Itämerta miellyttävämpi esim. lomailun kannalta.
- mitä_tavoitellaan
HarhassaOnHyväElää kirjoitti:
Eiköhän sulla heitä nyt suhteellisuudentaju rankasti. Laskepa mitä aurinko lämmittää Itämerta ja vertaa mitä jotkut ydinvoimalat lämmittävät. Eikä Itämeri ole mikään valtameri, enemmänkin verrattavissa vaikkapa Välimereen. Jossa on kalaa vaikka on Itämerta huomattavasti lämpimämpi. Ja on monen mielestä Itämerta miellyttävämpi esim. lomailun kannalta.
Se oli vain ajatusheitto jonka tein kokonaisuuksia ymmärtämättömille. Huvittaa erityisen paljon joidenkin yksinkertainen ajattelutapa.
Lyhyesti tästä ydinvoimalaitos kirjoittelusta voin sanoa: se on tyhmää jankkaamista jostakin fissiokaavasta.
Todellisuus on paljon laajempi. Laitoksen lämpötehon (eli tässä bruttotehon) ja nettosähkötehon väliin mahtuu paljon kompromissiperusteisia teknisiä ratkaisuja.
Laitosta kun aletaan suunnitella siinä annetaan tekniset alkuarvot. Ja näistä alkuarvoista lasketaan myös todennäköisesti saatava kokonaishyötysuhde.
Mutta saadaanko se onkin kokonaan riippuvainen valituista teknisistä ratkaisuista.
On siis eroteltava käsitteet suunnitteluarvot ja toteutuneet arvot. Toki nämä voivat olla hyvin lähellä toisiaan, mutta tässä tulee myös erot koko teknisen käyttöajan ja hetkittäisten tilanteiden välillä. Ne hetkelliset arvot voivat heilahtaa paljonkin suunnitteluarvoista.
Laitoksen kokonaishyötysuhde rakentuu monesta osatekijästä.
Tosiasia on se, että kokonaisuudessa on huomoitava: uraanioksidipolttoaineen oma fysiikka, reaktorifysiikka lämmönsiirtoteknisenä kohteena ja turbiinilaitoksen fysiikka. Mukaan tulee materiaalifysikaaliset rajoitukset laitteissa paineen, virtausnopeuksien ja lämpötilan muutosten mukaan. Näin se vaan on. Rajana tulee olemaan laitoksen materiaalifysiikka ja termodynaamiset rajat eli se mikä on teknisesti saavutettavissa. Tunnettu teoria on vain suunnittelun ja toteutuksen pohjana.
Yksi fissiolaskelma ei kerro tätä kaikkea. Lopuksi kysymys on fission prosessiteknisestä hallinnasta. Tottahan toki teknisesti pyritään mahdollisuuksien mukaan hyvään hyötysuhteeseen. Näin ollen hyötysuhde ei ole mikään VAKIOARVO pikemminkin se on odotus- eli tavoitearvo.
Hyvää hyötysuhdetta tavoitellaan.
Ydinvoimaloita suunnitellaan pitkälle käyttöajalle (40-60 vuotta) mutta käytännössä monta laitosta on jouduttu ajamaan alas paljon aikaisemmin. Tämä ei ole hyvää kokonaishyötysuhdetta: EI olla saatu saatu sitä mitä on tavoiteltu.
Ei ole harvinaista, että laitoksen käyttöajaksi jääkin vain muutama vuosi.
Miksi nämä palstan "fission hyötysuhdelaskijat" eivät huomioi kokonaisuutta? - Mikä-sua-vaivaa
mitä_tavoitellaan kirjoitti:
Se oli vain ajatusheitto jonka tein kokonaisuuksia ymmärtämättömille. Huvittaa erityisen paljon joidenkin yksinkertainen ajattelutapa.
Lyhyesti tästä ydinvoimalaitos kirjoittelusta voin sanoa: se on tyhmää jankkaamista jostakin fissiokaavasta.
Todellisuus on paljon laajempi. Laitoksen lämpötehon (eli tässä bruttotehon) ja nettosähkötehon väliin mahtuu paljon kompromissiperusteisia teknisiä ratkaisuja.
Laitosta kun aletaan suunnitella siinä annetaan tekniset alkuarvot. Ja näistä alkuarvoista lasketaan myös todennäköisesti saatava kokonaishyötysuhde.
Mutta saadaanko se onkin kokonaan riippuvainen valituista teknisistä ratkaisuista.
On siis eroteltava käsitteet suunnitteluarvot ja toteutuneet arvot. Toki nämä voivat olla hyvin lähellä toisiaan, mutta tässä tulee myös erot koko teknisen käyttöajan ja hetkittäisten tilanteiden välillä. Ne hetkelliset arvot voivat heilahtaa paljonkin suunnitteluarvoista.
Laitoksen kokonaishyötysuhde rakentuu monesta osatekijästä.
Tosiasia on se, että kokonaisuudessa on huomoitava: uraanioksidipolttoaineen oma fysiikka, reaktorifysiikka lämmönsiirtoteknisenä kohteena ja turbiinilaitoksen fysiikka. Mukaan tulee materiaalifysikaaliset rajoitukset laitteissa paineen, virtausnopeuksien ja lämpötilan muutosten mukaan. Näin se vaan on. Rajana tulee olemaan laitoksen materiaalifysiikka ja termodynaamiset rajat eli se mikä on teknisesti saavutettavissa. Tunnettu teoria on vain suunnittelun ja toteutuksen pohjana.
Yksi fissiolaskelma ei kerro tätä kaikkea. Lopuksi kysymys on fission prosessiteknisestä hallinnasta. Tottahan toki teknisesti pyritään mahdollisuuksien mukaan hyvään hyötysuhteeseen. Näin ollen hyötysuhde ei ole mikään VAKIOARVO pikemminkin se on odotus- eli tavoitearvo.
Hyvää hyötysuhdetta tavoitellaan.
Ydinvoimaloita suunnitellaan pitkälle käyttöajalle (40-60 vuotta) mutta käytännössä monta laitosta on jouduttu ajamaan alas paljon aikaisemmin. Tämä ei ole hyvää kokonaishyötysuhdetta: EI olla saatu saatu sitä mitä on tavoiteltu.
Ei ole harvinaista, että laitoksen käyttöajaksi jääkin vain muutama vuosi.
Miksi nämä palstan "fission hyötysuhdelaskijat" eivät huomioi kokonaisuutta?Joinakin hetkinä on vaikeaa ymmärtää tapaistesi "paremmin tietäjien" ajattelutapaa, onko kyseessä jonkinlainen psykoosi vai pelkästään vastustamaton itsensäkorostusvietti ?
Tehtävän asettelu lähti ainoastaan hakemaan laskusovellusta höyryn entropian sovellusta kuviteltuun tilanteeseen, jonka lähtöarvot oli määritelty, siis puhtaasti matemaattista käsittelyä haettiin ilman vähäisintäkään viittausta tai vihjettä voimalan suunnittelusta tai sen yksityiskohdista !
Kuten palstalle tyypillistä, joukkoon on aina pesiytynyt näitä "kattilanhoitajia", joilla on vaikka mitä asiaa kaikesta muusta kuin mitä kysytään, ja ovat omalta osaltaan karkoittamassa mielenkiintoiset kysymykset ja niiden kysyjät muille foorumeille.
Tätä rataa on menty jo jonkin aikaa ja jäljet näkyy, tervejärkiset pysyy poissa kun kaiken maailman OSP- ja vastaavat höyrypäät esittelevät omaa nerouttaan laajasanaisesti. - älä_juutu_kiinni
Mikä-sua-vaivaa kirjoitti:
Joinakin hetkinä on vaikeaa ymmärtää tapaistesi "paremmin tietäjien" ajattelutapaa, onko kyseessä jonkinlainen psykoosi vai pelkästään vastustamaton itsensäkorostusvietti ?
Tehtävän asettelu lähti ainoastaan hakemaan laskusovellusta höyryn entropian sovellusta kuviteltuun tilanteeseen, jonka lähtöarvot oli määritelty, siis puhtaasti matemaattista käsittelyä haettiin ilman vähäisintäkään viittausta tai vihjettä voimalan suunnittelusta tai sen yksityiskohdista !
Kuten palstalle tyypillistä, joukkoon on aina pesiytynyt näitä "kattilanhoitajia", joilla on vaikka mitä asiaa kaikesta muusta kuin mitä kysytään, ja ovat omalta osaltaan karkoittamassa mielenkiintoiset kysymykset ja niiden kysyjät muille foorumeille.
Tätä rataa on menty jo jonkin aikaa ja jäljet näkyy, tervejärkiset pysyy poissa kun kaiken maailman OSP- ja vastaavat höyrypäät esittelevät omaa nerouttaan laajasanaisesti."Tehtävän asettelu lähti ainoastaan hakemaan laskusovellusta höyryn entropian sovellusta kuviteltuun tilanteeseen, jonka lähtöarvot oli määritelty, siis puhtaasti matemaattista käsittelyä haettiin ilman vähäisintäkään viittausta tai vihjettä voimalan suunnittelusta tai sen yksityiskohdista !"
Täyttä totta. Rupeat pikku hiljaa tajuamaan asioiden ydintäkin. Aloittaja tietää, että Olkiluodon kaksi laitosyksikköä ovat kiehutusvesireaktorilaitoksia tyypillisine laitosarvoineen.
OIKEA matemaattinen vertailukohde olisi ollut maailmassa muut rakennetut saman tyyppiset kiehutusvesireaktorilaitokset.
Vertailukelpoista matemaattista aineistoa saadaan vain vertaamalla SAMAN tyyppisiä laitoksia keskenään. Onneksi Suomessa kaikki toimivat ydinvoimalaitokset ovat kansainvälisessää vertailussa hyvällä tasolla.
Matemaattisten laskelmien yksi tarkoitus on vertailla saman tyyppisiä laitoksia. Tästä saadaan vedettyä järkeviä päätelmiä.
YHTEEN prosenttilukuun ei kannata tuijotaa liikaa.
Jos alamme vertailla eri tyyppisiä ydinvoimalaitoksia keskenään on annettava painoarvoa myös laitostyyppien teknisille eroille. Yhden voimalaitoksen arvot eivät anna riittävästi materiaalia matemaattisten vertailujen tekemiseen koska ne pätevät vain tuossa laskentakohteessa.
Fissioon perustuvan ydinvoiman käyttöönotto EI VOI olla vain YHDEN kaavan laskemistulos. Toki tämä voidaan laskea mutta onko sillä laskutuloksella suurta kattavaa merkitystä? Olkiluodon laitosten tarkka kokonaishyötysuhde on riippuvainen meren lämpötilasta eli minkä lämpöistä on lauhduttimissa kiertävä merivesi. Sama "fissio palama" siellä on talvella ja kesällä. mutta meriveden lämpötila hieman vaihtelee. (tämähän se on lauhdevoimalan laskennallisista perusarvoista)
Jäi nyt vaan puuttumaan tuo meriveden lämpötila ja jäähdytysveden virtaustiedot, ei edes ilmoitettu niiden keskimääräistä laskennallista arvoa. Kyllä se on otettu huomioon turbiinilaitossuunnittelussa.
Jos annetaan laskutehtävä on annettava myös KAIKKI ne laskenta-arvot jotka voivat vaikuttaa lopulliseen laskutulokseen. Aloittajahan TAISI kysyä lämpötehon ja sähkötehon välistä hyötysuhdetta, näin ainakin ymmärsin.
Tosin epäselväksi jäi halusiko aloittaja pitemmän ajan välistä hyötysuhdetta (vuosihyötysuhde) vain hetkellistä hyötysuhdetta (tuntihyötysuhde)?
Nämä arvot kun vaihtelee ja se vuosihyötysuhde on laskennallinen keskiarvo koko vuoden käyntiajalta. Hyötysuhdehan voi olla maksimihyötysuhde, keskimääräinen hyötysuhde taikka jokin minimihyötysuhde jolla laitosta VIELÄ kannattaa ajaa taloudellisesti. Oma lukunsa on tekninen ajo joka tarkoittaa lähinnä häiriötilanneajoa ja/tai pakollista ylös- tai alasajoa. (näissä tilanteissa EI saavuteta laskennallista hyötysuhdetta).
Laskelmilla pitää olla jokin tarkoitus. Mitä siis tarkoitetaan hyötysuhde käsitteellä. Käytännössä se on taloudellisen ajon hyötysuhde ajattelua joka eroaa teoreettisesta laskennallisesta maksimi hyötysuhteesta.
Teoreetikkojen lienee vaikea ymmärtää käytäntöä ja pyrkimystä laitoksen optimaaliseen käyttöön? Tätä varten laitosautomatiikka on otettu käyttöön eli kaikkia päätöksiä ei käyttöoperaattorin tarvitse tehdä.
Laitosautomatiikan asetusarvoista ja säädön toimintanopeudesta on moni asia kiinni.
On täysin harhaanjohtava ajatus, että YHDELLÄ laskutuloksella kaikki olisi selvää.
Lukekaa ne koululäksynne paremmin. Ja hankkikaa työkokemusta ko. voimalaitoksissa. Siitä se laajempi ymmärrys kasvaa.
Tässä ei päde "yhden pysähdyksen" tekniikka oppikirjan yhdelle sivulle eli yhteen kaavaan ei voi juuttua kiinni. - Turbiiniteho
Sen verran tähän voi kommentoida ydinlaitoksen hyötysuhteesta, että usein näkyvä 32 - 42% ei alkuunkaan pidä paikkaansa. Turbiinin valtavat kierrokset (kytketty generaattorin kierrosmäärään) vaativat yli 1100 - kertaista höyrymäärää - suhteessa optimikierroksiin (kytketty höyryn nopeuteen). Höyry hipaisee siivistöä nopeasti eikä virtauksen energia siirry turbiinille. Noin on silti välttämätöntä tehdä ydinlaitoksissa, kun uraanin valtava teho ei voi tuottaa höyrymäärää, joka voimalaitoksessa sinänsä riittäisi sähkön tekemiseen. Sen tähden ainoa oikea johtopäätös mikä uraaanista ja ydinlaitoksista olisi koskaan pitänyt tehdä olisi ollut, etteivät sovellu sähköntuotantoon.
- EiIhanNoin
Voidaan vastapainoksi todeta että Loviisan voimalaitoksen suunnitteluikä oli alun perin 30 vuotta. Nyt on ykkösen kohdalla menossa 38. vuosi ja 50 vuoden käyttöikä on tavoitteena. Olkiluodolla oli suunnitteluikä alun perin 40 vuotta ja sitä on nostettu 60 vuoteen. Loviisan tehoa on nostettu yli 10 % alkuperäisestä ja Olkiluodossa yli 30 %. Niin että on saavutettu jopa enemmän kuin on tavoiteltu.
- pahoitellaan_viestintää
Tiedän kyllä nuo tehonnosto suunnittelut ja toteutukset. Ne eivät nyt ole olennaisia tässä jutussa.
Olen vain yrittänyt auttaa opiskelijaa (tosin huonolla menestyksellä) ymmärtämään teknisen opiskelun ydintä eli eri osatekijöiden RIIPPUVUUDEN toisistaan.
Ko. tehtävässä voisi myös kysyä: miksi kiehutusvesireaktorissa tuorehöyryn paine tavallisimmin rajoittuu tuohon 70 bariin seutuville? Miksi sitä ei voida nostaa ylemmäs paremman hyötysuhteen vuoksi?
Syy taitaa löytyä materiaalifysiikan ja lämpötekniikan puolelta, eikä niinkään fissioteknisen laskennan puolelta. Painevesireaktori toimii toisin, siinä vettä ei höyrystetä reaktorissa vaan erillisessä vesi/vesihöyry lämmönsiirtimessä. Kaasujäähdytteissä reaktoreissa lämpötilaa voidaan nostaa vielä ylemmäs koska niissä lämmön luovutus veteen tapahtuu reaktorista erillisessä olevassa kaasu/vesihöyry lämmönsiirtimessä.
Materiaalifysikaaliset ja lämmönsiirron fysikaaliset ja tekniset syyt rajoittavat reaktorin lämpöteknistä suunnittelua eli RIIPPUVUUS laajempaan fysiikkaan kuin pelkkään fissioprosessiin on erittäin vahva.
Nämä riippuvuudet on teknisen alan opiskelijan opittava ymmärtämään eikä voi juuttua yhteen osatekijään. (tässä fissioon, vaikka sen onkin ydinvoiman perusta)
Itsellä oli aikoinaan hyvät opettajat jotka kykenivät siirtämään oppilailleen tälläiset riippuvuudet teknisissä asioissa. Tekniikassa niiin moni asia on riippuvaista niin monista asioista.
Ikävä kyllä, minä en ole saanut samanlaisia pedagogisia kykyjä eli viestintätaidossani on paljon puutteita. Voin vain pahoitella tätä.
- Anonyymi
Tuorehöyrystä tuotettu nimellissähköteho on 880 MW. Tämä teho saadaan selville lämpötehoa ja sähkötehoa yhdistämällä lämpötehon ja sähkötehon välinen suhde, joka on tässä tapauksessa lämpötehon hyötysuhde η:
880 MW = 1260 kg/s * 286C * η
η = 0,35
Lämpöteho saadaan selvitettyä lämpötehon hyötysuhteella ja tuorehöyrystä tuotetulla nimellissähköteholla:
Lämpöteho = 880 MW / η = 880 MW / 0,35 = 2514 MW
Mereen ajettava lämpöteho saadaan lauhduttimessa jäähdytetyn höyryn entropian muutoksen ja lauhduttimen paineen avulla:
Mereen ajettava lämpöteho = 1260 kg/s * (250C - 15C) * (1 - 0,05 bar / 70 bar) = 1260 kg/s * 235C * 0,93 = 2311 MW
Turbiinien isentrooppiset hyötysuhteet ovat 90 %, joten tuorehöyrystä tuotettu lämpöteho jaetaan kahdella turbiinilla, joilla molemmilla on 90 % isentrooppinen hyötysuhde:
Lauhduttimen eteen jäävä lämpöteho = 2514 MW / 2 / 0,9 = 1396 MW
Lauhduttimessa jäähdytetyn höyryn lämpöteho saadaan lauhduttimen eteen jäävän lämpötehon ja lauhduttimen paineen avulla:
Lauhduttimessa jäähdytetyn höyryn lämpöteho = 1396 MW / (1 - 0,05 bar / 70 bar) = 1475 MW
Generaattorin hyötysuhde on 96 %, joten lauhduttimessa jäähdytetyn höyryn lämpöteho jaetaan generaattorin hyötysuhteella:
Mereen ajettava lämpöteho = 1475 MW / 0,96 = 1531 MW
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
- 1192681
Timo Soini tyrmää Tynkkysen selitykset Venäjän putinistileiristä
"Soini toimi ulkoministerinä ja puolueen puheenjohtajana vuonna 2016, jolloin silloinen perussuomalaisten varapuheenjoht2561155- 911129
- 81084
Nainen voi rakastaa
Ujoakin miestä, mutta jos miestä pelottaa näkeminenkin, niin aika vaikeaa on. Semmoista ei varmaan voi rakastaa. Miehelt791011Kalateltta fiasko
Onko Tamperelaisyrittäjälle iskenyt ahneus vai mistä johtuu että tänä vuonna ruuat on surkeita aikaisempiin vuosiin verr12940Sulla on nainen muuten näkyvät viiksikarvat naamassa jotka pitää poistaa
Kannattaa katsoa peilistä lasien kanssa, ettet saa ihmisiltä ikäviä kommentteja.63933- 30906
IS Viikonloppu 20.-21.7.2024
Tällä kertaa Toni Pitkälä esittelee piirrostaitojansa nuorten pimujen, musiikkibändien ja Raamatun Edenin kertomusten ku41842Ikävöimäsi henkilön ikä
Minkä ikäinen kaipauksen kohteenne on? Onko tämä vain plus 50 palsta vai kaivataanko kolme-neljäkymppisiä? Oma kohde mie37809