ОП Южно-Украинская АЭС Основные решения по системе охлаждения

ОП Южно-Украинская АЭС Основные решения по системе охлаждения и технического водоснабжения при строительстве новых энергоблоков АЭС (аспект Южно-Украинской АЭС) Кориков О. Н. Начальник управления по новым проектам и инвестициям октябрь 2009 г. 2009 1

Южно-Украинская АЭС 2

Южно-Украинский энергокомплекс 3

Южно-Украинский энергокомплекс 4

Александровская ГЭС 5

Реконструкция системы техводоснабжения 6

Изучение Ташлыкского водоема-охладителя В результате выполнения работ по детальной инструментальной съемке и моделированию ТВО ЮУАЭС получен большой массив данных, которые ранее были недоступны: - показан характер течений в ТВО (двухслойный в верхней части и трехслойный в нижней части); 7

- подробно измерено и рассчитано поле температур по глубинам и по поверхности ТВО; Рассчитанное поле поверхностной температуры для условий 21 июля 2001 г. с помощью моделирования и температурное поле поверхности ТВО, рассчитанное по снимку Landsat 21 июля 2001 с наложенным снимком QUICKBIRD ( 6 июля 2006 ). 8

- создана детализированная цифровая карта глубин ТВО; 9

- подробно измерена и рассчитана площадь водоема, участвующая в охлаждении (т. н. активная площадь ТВО); № на снимке Площадь, км. кв. % Район 0 7, 257 86, 24% Район 1 0. 095 1. 13% Район 2 0. 017 0. 20% Район 3 0. 002 0. 02% Район 4 0. 003 0. 04% Район 5 0. 102 1. 21% Район 6 0. 124 1. 47% Район 7 0. 026 0. 31% Район 8 0. 389 4. 62% Район 9 0. 4 4. 75% Итого 8. 415 100. 00% 10

- рассчитан ряд сценариев (более 40 вариаций), в которых моделировались эффекты проектных решений на гидротермодинамику ТВО: ● проанализировано влияние сооружения отсекающей плотины Ташлыкской гидроаккумулирующей электростанции (ТГАЭС) на тепловой режим ТВО; ● проведено моделирование влияния сооружение обводного канала на тепловой режим ТВО; ● изучено влияние сооружения комплекса брызгальных бассейнов на тепловой режим ТВО; ● рассмотрено влияние сооружения струенаправляющей завесы на тепловой режим ТВО; ● исследовано влияние сооружения поперечной плотины на тепловой режим ТВО. - проведен комплексный анализ гидротермодинамического режима переноса минеральных и загрязняющих веществ в ТВО, показано, что увеличение расхода продувки ТВО до 3 м 3/с приводит к значительному улучшению показателей минерализации уже через 1 год эксплуатации. 11

Эффект проектных решений на тепловой режим ТВО Влияние сооружения отсекающей плотины ТГАЭС Расчеты показали, что сооружение отсекающей плотины ГАЭС при 3 -х работающих блоках приведет к уменьшению допустимой разности температуры между конденсаторами и водозабором от 5 о С до 4 о. С, что примерно соответствует потере мощности 330 МВт. При сооружении отсекающей плотины ГАЭС и 2 -х работающих блоках температура на водозаборе АЭС повысится на 1. 6 о. С. 12

Эффект проектных решений на тепловой режим ТВО Влияние сооружение обводного канала Было проанализировано влияние четырех различных конфигураций канала одинаковой ширины и глубины (50 м и 5 м, соответственно). Наличие канала, проложенного по трассе, примерно соответствующей предложению «Укргидропроекта» (вариант 1, сценарий 4 а), приводит к понижению температуры в водозаборе на 0. 5 о. С сравнительно со Сценарием 3 для 3 -х энергоблоков и 1. 4 о. С для 2 -х энергоблоков. Анализ результатов моделирования показал, что эффективность канала существенно зависит от разности температуры воды на концах канала и влияния теплообмена с атмосферой вод движущихся по каналу. 13

Сооружение обводного канала по проекту ХИ «Энергопроект» 14

Эффект проектных решений на тепловой режим ТВО Влияние сооружения комплекса брызгальных бассейнов Сооружение комплекса брызгальных бассейнов, при расширении верхнего водоема ТГАЭС, эффективно улучшает температурный режим ТВО. Температура в водозаборе понижается более чем на 5 о. С, поэтому при наличии комплекса брызгальных бассейнов можно обеспечить выполнение требования не превышения температуры ТВО 33 о. С при полной мощности 3 -х энергоблоков. 15

Комплекс брызгальных бассейнов по проекту ХИ «Энергопроект» 16

Размещение брызгальных устройств в хвостовой части ТВО 17

Поверхностное распределение температуры на участке от сбросного канала ЮУ АЭС до водозабора брызгальных бассейнов 18

Эффект проектных решений на тепловой режим ТВО Влияние сооружения струенаправляющей стенки (завесы) Струенаправляющая стенка, доходящая до дна, разделяет потоки воды на водосбросе и на водозаборе и, тем самым, улучшает режим ТВО. Наличие ее приводит к понижению температуры на водозаборе АЭС на 0. 5 -1. 7 о. С по сравнению со сценариями без этой стенки. При этом направление потока на водозабор брызгальных бассейнов увеличивает их эффективность. Сочетание струенаправляющей стенки с брызгальными бассейнами охладителями и обводным каналом обеспечивает приемлемый режим работы ТВО даже для работающих на полную мощность 4 -х блоков. Температура на водозаборе составляет 19 32. 9 о. С (Сценарий 11 д).

Струенаправляющее сооружение 20

Струенаправляющее сооружение 21

Основные решения по системе технического водоснабжения нового энергоблока № 4 - Техническое водоснабжение энергоблока № 4 на испарительных градирнях; - Техническое водоснабжение энергоблока № 4 на «сухих» градирнях; - Техническое водоснабжение энергоблока № 4 за счет использования сооружений Ташлыкской ГАЭС. 22

Испарительные градирни Для охлаждения воды от одного блока АЭС требуется две градирни. Расход охлаждающей воды составит 170 тыс. м 3/час; унос влаги – 2, 7 тыс. м 3/час; диаметр основания башни 137 м; высота башни 177 м. 23

Испарительные градирни на Ровенской АЭС 24

Современные технические и Сухие градирни схемные решения для энергоблоков большой мощности, разработанные на основе полученного многолетнего, успешного опыта работы СИТЕМЫ ГЕЛЛЕРА, обеспечивают надежную работу градирен. Для охлаждения воды от одного блока АЭС требуется две градирни. Расход охлаждающей воды на каждую составит 132 тыс. м 3/час; унос влаги – 0, 0 тыс. м 3/час; диаметр основания башни 184 м; высота башни 180 м. 25

Сухие градирни 3 х770 МВт Гебзе и Адапазары, Турция 26

Сухие градирни - Билибинская АЭС, Чукотский АО – начало 70 -х. За все время эксплуатации Билибинской АЭС не было ни одного останова по причине выхода из строя теплообменников системы охлаждения. - Разданская ГРЭС, Армения– начало 70 -х. 27

Безвозвратное водопотребление ЮУ АЭС (данные ОАО «Укргидропроект» и ОАО ХИ «Энергопроект» - записка № 707 -1 Т 29) № вариант системы технического водоснабжения Безвозвратные потери п/п (СТВС) воды, млн. м 3 в год 1 АЭС в составе блоков 1 -3 до реконструкции СТВС 31, 95 2 АЭС в составе блоков 1 -3 после реконструкции СТВС, ввод брызгальных бассейнов (ББ) 39, 5 3 АЭС в составе блоков 1 -4, с использованием испарительных градирен для охлаждения 4 -го энергоблока + ББ (прогноз) 56, 0 4 АЭС в составе блоков 1 -4, с использованием «сухих» градирен для охлаждения 4 -го 41, 5 энергоблока + ББ (прогноз) 5 АЭС в составе блоков 1 -4, с использованием сооружений ТГАЭС + ББ (расчет) 41, 0 28

Обеспечение водными ресурсами Водохранилища энергокомплекса Полезный водохоз. объем (млн. м 3) - 1 Ташлыкское 2 Александровское 46, 5 3 Бакшалинское (Прибугское) 10, 7 Итого: 57, 2 29

Таблица – основные характеристики водности р. Южный Буг 2006/08 гг. пост «Константиновка» , м 3/с 2006 год Месяц I II IV V Расход 78 69 195 261 75 Годовой сток VI VII 101 49 VIII IX X XI XII Год 27 65 90 81 64 96, 3 3036, 9 млн. м 3 2007 год Месяц I II IV V VI VIII IX X XI XII Год Расход 66 76 84 49 27 17 10 18 38 61 66 57 47, 3 XI XII Год 63 59, 0 Годовой сток 1491, 6 млн. м 3 2008 год Месяц I II IV V VI VIII IX X Расход 45 66 62 68 84 30 20 38 106 77 Годовой сток 50 1860, 6 млн. м 3 30

Использование сооружений Ташлыкской ГАЭС Расширение ТГАЭС, согласно утвержденного проекта, сопровождается увеличением объема верхового водоема с 3, 5 до 14, 4 млн м 3 путем сооружения отсечной плотины в районе автодорожного моста. Это приводит к снижению охлаждающей способности Ташлыкского водохранилища. Вместе с тем, поскольку система циркуляционного водоснабжения АЭС спроектирована и построена с учетом работы при изменении уровня в Ташлыкском водохранилище в пределах 99, 6 -95, 0 м, представляется целесообразным не сооружать отсечную плотину, а использовать Ташлыкскую ГАЭС для водообмена с Александровским водохранилищем по следующей схеме: - подогретая вода сбрасывается из циркуляционных водов энергоблоков 1 -4 ЮУ АЭС в Ташлыкское водохранилище в объеме 11, 5 -13, 4 млн м 3 в сутки, охлаждение воды происходит в Ташлыкском водохранилище, частично охлаждаясь на брызгальных бассейнах; 31

Использование сооружений Ташлыкской ГАЭС -в течении 4 часов вечернего пика нагрузок вода из Ташлыкского водохранилища сбрасывается через турбины Ташлыкской ГАЭС в Александровское водохранилище в объеме 14, 4 млн м 3; -учитывая площадь зеркала Александровского водохранилища (13 км 2), а также его объем (129 млн м 3), происходит девятикратное разбавление сбрасываемой воды и ее доохлаждение; доохлажденная вода в часы ночного провала нагрузок подается в насосном режиме из Александровского водохранилища в Ташлыкское водохранилище в объеме 14, 4 млн м 3; доохлажденная вода сбрасывается через турбины Александровской ГЭС вниз по течению р. Южный Буг в объеме стока реки Южный Буг, но не менее санитарного попуска. 32

Использование сооружений Ташлыкской ГАЭС «Открытая» схема привлекательна повышением безопасности и эффективности энергоблоков, а также экономией капитальных вложений вследствие отказа от строительства отсечной плотины отделяющей верхнее водохранилище Ташлыкской ГАЭС от водохранилища-охладителя ЮУ АЭС (400 млн грн в ценах 2006 года). Следует отметить, что открытые и прямоточные схемы технического водоснабжения успешно применяются при эксплуатации действующих и строительстве новых атомных электростанций во всём мире (строительство новых атомных электростанции в Финляндии, Корее и эксплуатация действующих АЭС в Германии, Японии, Франции, Румынии, Болгарии и США) и не вызывают опасений по поводу их экологичности. 33

По предварительной оценке, температура воды в Александровском водохранилище не превысит «критический температурный максимум» , равный +28 о. С для теплого периода года, а тепловое загрязнение в летний период находится в пределах 3°С, что соответствует требованиям Сан. Пи. Н 3907 -85 п. 5. 8: средняя температура Александровского водохранилища поднимется на величину от 1. 1 о. С зимой до 2. 6 о. С в жаркое лето, при этом максимальное превышение температуры воды над фоновой в течение суток не превышает 2. 7 о. С; локальная, средняя по сечению напротив ТГАЭС, температура в среднем поднимется на 3. 7 о. С летом и 3. 5 о. С зимой. Максимальное повышение температуры в течение суток достигает 6. 5 о. С зимой и 4. 9 о. С летом. Нужно отметить, что использование струенаправляющей стенки приводит к понижению средней по сечению напротив ТГАЭС температуры на 1. 3 о. С, по сравнению со случаем ее отсутствия; средняя температура вод, сбрасываемых из Александровского водохранилища в Южный Буг, превышает естественную температуру на 1. 1 о. С зимой, на 2. 3 о. С в среднем июле и на 2. 6 о. С 34 в жарком июле.

Спасибо за внимание ! 35