уравнений: _

Зп " ЛГАЭс(Кп,АЭС + <*АЭСТАЭС) + ^ЭЛуЯц.ЭЛУ + ^пиКЛп.пшс» „

(3.39)

где К3 - капитальные годовые затраты; ЗзК - эксплуатационные годовые затраты (включая расходы на топливо) и индексы "ав" и "трад" - означают атомно-водородную и традиционную системы.

Результаты расчета приведены в табл. 3.11. Как видно из таблицы, приведенные затраты в атомно-водородной системе ниже, чем в традиционной, на 7-10%, срок окупаемости новой системы составляет соответственно 3-5 лет. Новая система обеспечивает замену более 5 млн. т условного органического топлива на ядерное .топливо. Кроме того, обеспечивается уменьшение вредных выбросов-в атмосферу т/год: S02 - 2 ? 10s, углеводородов 1,1 ? 10s; NO, = 4 • 10*; золы - 7 • 103.

В [14] показано, что применение водорода и кислорода для первичного и промежуточного перегрева пара позволит использовать белее экономичные турбины, соответственно повысить КПД использования водорода до 75% и увеличить вклад водородной составляющей в генерацию энергии.

Как было показано ранее (см. табл. 3.9), снижение приведенных затрат может быть обеспечено работой электролизера в переменном режиме. В этом случае режим работы всей энергосистемы целесообразно определять оптимизационным расчетом по минимуму приведенных затрат.

3.5.2. Оптимизация атомно-водородной энергосистемы. Проведем оптимизацию атомно-водородной энергосистемы по минимуму приведенных затрат и сравним приведенные минимальные затраты с приведенными затратами традиционной системы, причем будем рассматривать лишь переменную часть нагрузки (Рис. 3.7, зона Б).

Разобьем переменную часть мощности на зоны, обозначим Диапазон изменяемой мощности коэффициентами у\, у2, • . .,

187

Таблица 3.11. Тегнико-эканомическое сравнение электрогенерирующих систем

Показатель

Традиционная А томно-водородная система

система

с современ- с раэрабаты-ными электро- ваемыми лизерами электролизе, рами

вН^пик/1* _ Кэх2'1ЭЛУ'1ЭЛУ;

элу0 «6 1ЭЛУ < 1^;

^пик >

(3.42в) (3.42г)

(3.42д) (3.42е)

Мощность, МВт

установленная базисная 10000 10000 10000

5600 7900 7870

полупиковая 3000 -

пиковая 1400 2100 2130 J

Мощность электролизера, МВт - 2000 1915 Ш

Годовая выработка электро-

энергии, МВт ? ч: 55,4 ? 10» 62,40 • 10» 62,19-10» Н

АЭС 42 • 10' 59,25 • 10» 59-10' ?

полупиковая установка 12 • 10' —

пиковая установка 1,4 ? 10» 3,16-10» 3,19-10' Н

Годовой отпуск электроэнергии, 55,4 • 10» 55,4 • 10» 55,4 • 10» ?

МВт • ч

Суммарный расход топлива в год, 21,67-10» 22,8 • 10' 22,7-10» Н

т •

Ядерного 16,17-10» 22,8 • 10' 22,7-10»^ Н

угля 4,8 • 10» -

природного газа 0,7 • 10» —

Приведенные затраты, руб/г 1158,4 • 10» 1080,3- 10' 1058,1 • 10» Н

Удельные приведенные затраты, 2,1 1,95 ?

копДкВт • ч)

Срок окупаемости, годы — 4,8 2,9 Щ

* Масса условного топлива.

V, и т.д., длительность его времени в каждой зоне обозначим через т15 т2, . . ., т.-, а различные виды электростанций обозначим индексом i. Принимаем, что в атомно-водородной системе электролизная установка работает в режиме переменной мощности, обеспечивая покрытие всей нагрузки в зоне В (рис. 3.7). Тогда упрощенная линейная модель для анализа использования водорода в атомно-водородной изолированной энергосистеме будет описываться уравнениями:

(3.426)

+ т*в.> + ^ЭЛУ^П,ЭЛУ + ?^пик^п,пик - mi'n; (З."2а)

Щ + Щи*

188

где Уравнение (3.42а) описывает годовые приведенные затраты на систему, (3.426) - необходимый уровень мощности в каждой зонеу, (3.42в) - баланс производства и потребления водорода, (3.42г) - провальную мощность, доступную для электролиза на каждом из интервалов кривой нагрузки, (3.42д) - ограничивает верхний предел нагрузки электролизера. Для построения линейной модели необходима линейная аппроксимация воль-ам-перной кривой электролизера. Была проведена линейно-кусочная интерполяция кривой

IU = ЩЮ/I, 2 л, = 1,лэ > 0. (3.43)

Линейная модель для анализа традиционной изолированной

системы в условиях переменной нагрузки может быть записана

следующим образом:

3„ =

(3.44)

Как показали расчеты по (3.42а) - (3.42е) и (3.43), работа атомно-водородной энергосистемы в оптимальном режиме обеспечивает снижение приведенных затрат на 10-20%, по сравнению^ атомно-водородной неоптимизированной системой. Соответственно, экономия при