Тема 6 Потенциально опасные объекты Лекция

Тема № 6. Потенциально опасные объекты Лекция № 6. 1 (9) Радиационно опасные объекты (РОО). Гидротехнические сооружения (ГТС) 1. 2. Вопросы Классификация РОО. Классификация АЭС. Ядерно торливный цикл. Основы обеспечениея безопасности Классификация ГТС. Требования безопасности эксплуатации ГТС. – к Литература 1. СНи. П 2. 06. 01 -86 ГТС. Основные положения проектирования 2. ФЗ – СТР «О безопасности ГТС» 3. ФЗ от 21. 07. 1997 г. № 117 -ФЗ «О безопасности ГТС» 1

1 Классификация РОО. Классификация АЭС. Ядерно – торливный цикл. Основы обеспечениея безопасности 2

1. 1 РОО: 1. Атомные реакторы. 2. Космические корабли с ЯЭУ 3. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи). 4. Хранилища и могильники. 5. Ядерные боеприпасы (ЯБП). 6. Радиохимические лаборатории. 3

АТОМНЫЕ РЕАКТОРЫ (АР) В АР цепная реакция идет в спец. устройстве тепловыделяющем элементе (ТВЭЛ), имеющем оболочку из цирконий-ниобиевого сплава или нержавеющей стали, внутри которого - таблетки из окиси плутония (урана) нужной степени обогащения. В ТВЭЛах происходит выделение энергии, которая передаётся через стенки – теплоносителю: воде. t 0 стенок ТВЭЛа ≈ 800°С (внутри - до 2500°С). Вода нагревается до 285 - 320°С, частично превращается в пар, создавая давление в системе 7 -16 МПа (в ~ от типа ЯР). 4

КОСМИЧЕСКИЕ КОРАБЛИ С ЯЭУ Используют плутоний-238, выделяющий в 280 раз больше энергии, чем оружейный плутоний-239 и, соответственно, в 280 раз более радиоактивен. 450 гр плутония-238 при его равномерном распределении в атмосфере достаточно, чтобы вызвать рак у всех людей, населяющих Землю. Всего с ЯЭУ в космос было запущено около 50 КА. На 6 -ти - были аварии. 5

РИТЭГи Для питания электричеством необслуживаемых, автоматически действующих средств навигационного оборудования. Превращают тепловую энергию, выделяющуюся при распаде радиоизотопного топлива (стронций-90) с помощью термоэлектрического блока, в электрохимическую. Мощность дозы излучения на поверхности РИТЭГ до 200 м. P/ч. Это закрытые источники ионизирующего излучения (ИИИ) с высокой степенью безопасности по критериям герметичности, механической, термической, коррозионной устойчивости. 6

ХРАНИЛИЩА И МОГИЛЬНИКИ р/а ОТХОДОВ (РАО) Твердые и жидкие РАО, образующиеся при эксплуатации АЭУ, временно хранятся в спец. хранилищах при АЭС. Проблема: нехватка производственных радиохимических заводов для их переработки. мощностей 7

1. 2 Классификация АЭС 8

Страны с атомными электростанцями (АЭС). 9

АЭС в Сиво (Вьенн) с охладительной башней и зданиями 10 реакторов

11

Карта радиоактивного загрязнения изотопом цезия-137 12

В России освоен серийный выпуск реакторов типа: q водо-водяной энергетический реактор ВВЭР - 440, 1000; q реактор большой мощности канальный РБМК – 1000 . 13

Схема АЭС на 14 двухконтурном водо-водяном энергетическом реакторе (ВВЭР)

Реактор ВВЭР – 440: Р электр. = 440 МВт; Р тепл. = 1370 МВт Двухконтурный 1: реактор, циркуляционные насосы и трубопроводы, по кот. вода (теплоноситель и замедлитель) поступает из ЯР в парогенератор (ПГ). 2: паропроводящая часть ПГ, турбогенераторы и трубопроводы, по кот. пар из ПГ поступает в машинное отделение. Вода первого контура прокачивается ч/з активную зону под P=12, 5 МПа (125 атм. ), на выходе имеет t 0 = 270°С, при ср. расходе 39000 м 3/час. ПГ генерируют ~ 3000 т/ч сухого насыщенного пара, подаваемого к турбинам под Р= 4, 4 МПа (44 атм). Корпус реактора: диаметр 4, 5 м, высота 11 м, сварен из цельнокованых стальных обечаек, 15 рассчитан на Р до 18 МПа (180 атм. ).

16

Реактор РБМК-1000 В бетонной шахте 21, 6 x 21, 6 м и высотой 25, 5 м. АЗ реактора 7. 0 м Х 11, 8 м. Не имеет прочного многотонного внешнего корпуса. Графитовая кладка замедлителей нейтронов (1700 т) - из собранных в колонны блоков с вертикальными цилиндрическими отверстиями вдоль всей высоты, куда устанавливают 1693 Тл канала (ТЛК). В ТЛК - кассета с двумя тепловыделяющими сборками, каждая из кот. содержит 18 ТВЭЛов с длиной тепловыделяющей части 3. 5 м. Ч/з трубчатые каналы прокачивается вода, превращаясь в пар в реакторе, пар подается на турбину. При выходе из АЗ: Р пара = 6, 5 МПа (65 атм. ), t 0 = 280 °С. 17 ЯТ - диоксид урана (192 т).

18

19

20

21

ВВЭР: q трудоемкий в изготовлении прочный корпус, q сложный и дорогостоящий ПГ. РБМК: q требует > высокой проф. подготовки персонала и большей осторожности 22

23

24

1. 3 Ядерный топливный цикл (ЯТЦ) ЯТЦ - вся последовательность производственных процессов - от добычи топлива (вкл. производство электроэнергии), до удалением РАО. В зависимости от вида ЯТ и конкретных условий, ЯТЦ могут в деталях различаться 25

1. Добыча и переработка руды 2. Очистка урана от примесей и разделение изотопов 3. Изготовление тепловыделяющих элементов и сборок. 4. Использование ядерного горючего в реакторах. 5. Хранение, транспорт-ка отработанного ядерн. топлива. 6. Радиохим. переработка отработанного ядерн. топлива. 7. Хранение и захоронение радиоактивных отходов. Обобщенная схема ядерного топливного цикла 26

Добыча урановых руд по странам мира, по содержанию урана, тонн 27

Пять крупнейших уранодобывающих центров мира, 2005 28

29

Подземное выщелачивание считается в настоящее время самым прогрессивным и экологичным способом добычи урана. Принципиальная схема 30

1. 4 Основы обеспечения безопасности АЭС: q обоснованный выбор площадки для размещения; q создание СЗЗ; q высококачественное изготовление Тл и защитного оборудования; q повышенные требования к контролю качества оборудования при его изготовлении, монтаже и ремонте; q высокие требования к персоналу. 31

2 Классификация ГТС. Требования безопасности к эксплуатации ГТС 32

2. 1 Классификация ГТС – сооружения подвергающиеся воздействию водной среды, предназначенные: q для использования и охраны водных ресурсов; q предотвращения вредного воздействия вод. Всего - > 100 типов ГТС. 33

Классифицируются (А-В): А) По месту расположения q q q речные, морские, озерные, прудовые, внутрисистемные, подземные. 34

Б) По характеру функций: q водоподпорные - создают напор воды (плотины, дамбы); q водопроводящие - подают воду к месту потребления (каналы, туннели, потоки, трубопроводы); q водозаборные - забор воды из водотоков и водоемов (системы водоснабжения объектов); q водосбросные - для сброса излишков и спусков в нижний бьеф (водосливы, водосбросы); q выправительные - для укрепления берегов и регулирования речного потока с руслом, волн и течений на берега (береговые укрепительные сооружения, струенаправляющие дамбы). 35

В) Временные и постоянные. q временные - используемые только в период строительства и ремонта постоянных; q постоянные - основные и второстепенные. 36

К основным относятся ГТС, разрушение или повреждение которых: q нарушит работу э/ст, водоснабжение, судоходство, деятельность портов, ССП и СРП, орошение; q приведёт к подтоплению (затоплению) S, выбросу нефти (газа) из морских скважин, хранилищ, трубопроводов; ущербу рыбным запасам. 37

Основные ГТС: 1) Плотины; 2) Устои, подпорные стены и рыбопропускные сооружения напорного фронта; 3) Дамбы обвалования; 4) Берегоукрепительные, регуляционные и оградительные ГТС; 5) Водосбросы, водоприемники и водозаборники; 6) Каналы и сооружения на них; 7) Туннели и трубопроводы; 8) Напорные бассейны и уравнительные резервуары; 9) ГЭС, насосные станции; 10) Судоходные сооружения (шлюзы, судоподъемники, плотины); 11) ГТС портов (пристани, набережные, пирсы), ССП и СРП, паромных переправ; 12) ГТС ТЭС и АЭС; 13) ГТС, входящие в состав ИЗ городов и угодий; 14) Морские нефтегазопромысловые ГТС; 38 15) Сооружения навигационной обстановки.

Дамба в Канберре, Австралия 39

Плотина на озере Гордон 40

Водохранилище 41

42 Лес, затопленный в 1950 -е гг. Водохранилище Тинару,

Шлюзы Панамского канала 43

Каналы Европы 44

45

«Королевский канал» в Ирландии 46

Мол 47

Сопот, самый длинный деревянный пирс в Европе — 450 48 метров от берега, 650 в целом

Волнолом на пляже Святого Леонарда, Сассекс, 49

Колодец 50

Водяная мельница, Бельгия (XII век) 51

Арык в Бишкеке 52

Гиппокампусы, Вилла Боргезе, Рим. Традиционные особенности фонтанов: небольшая струя, пара выступающих 53 чаш, и скульптура на тему воды

Трапецевидная штольня дренажной системы (ДШС) 54

Крупнейшие гидроэлектростанции России Наименование Мощность, ГВт Ср. год. выработ ка, млрд к. Вт·ч Собственник География Саяно-Шушенская ГЭС 0, 00 (6, 40) 23, 50 ОАО Рус. Гидро р. Енисей, г. Саяногорск Красноярская ГЭС 6, 00 20, 40 Братская ГЭС 4, 52 22, 60 ОАО Иркутскэнерго, РФФИ р. Ангара, г. Братск Усть-Илимская ГЭС 3, 84 21, 70 ОАО Иркутскэнерго, РФФИ р. Ангара, г. Усть. Илимск Богучанская ГЭС 3, 00 17, 60 ОАО «Богучанская ГЭС» , ОАО Рус. Гидро р. Ангара, г. Кодинск Волжская ГЭС Жигулёвская ГЭС Бурейская ГЭС 2, 55 2, 32 12, 30 10, 50 ОАО Рус. Гидро р. Волга, г. Волжский р. Волга, г. Жигулевск 1, 98 7, 10 ОАО Рус. Гидро р. Бурея, пос. Талакан Чебоксарская ГЭС 1, 40 3, 31 ОАО Рус. Гидро Саратовская ГЭС Зейская ГЭС 1, 27 1, 33 5, 35 4, 91 ОАО Рус. Гидро Нижнекамская ГЭС 1, 25 2, 67 Загорская ГАЭС 1, 20 1, 95 ОАО Рус. Гидро Воткинская ГЭС 1, 02 2, 60 ОАО Рус. Гидро Чиркейская ГЭС 1, 00 2, 47 ОАО Рус. Гидро ОАО «Красноярская ГЭС» р. Енисе, г. Дивногорск р. Волга, г. Новочебоксарск р. Волга, г. Балаково р. Зея, г. Зея ОАО «Генерир. компания» , р. Кама, г. Набережные ОАО «Татэнерго» Челны р. Кунья, пос. Богородское р. Кама, г. Чайковский 55 р. Сулак

56

Крупнейшие ГЭС в мире Наименовани е Мощность, ГВт Среднегодовая выработка, млрд к. Вт·ч Санься 22, 40 100, 00 Итайпу 14, 00 100, 00 Гури 10, 30 40, 00 Тукуруи 8, 30 21, 00 География р. Янцзы, г. Сандоупин, Китай р. Парана, г. Фос-ду-Игуасу, Бразилия/ Парагвай р. Карони, Венесуэла р. Токантинс, Бразилия 57

1. Сэнься, река Янцзы, Китай 58

2. Итайпу, река Парана, 59

3. ГУ РИ, РЕКА КАРОНИ, ВЕНЕСУЭЛА 60

61 4. Тукуруйская ГЭС , река Токантинс, графство Тукуруи,

5. Гранд-Кули , США 62

Второстепенные ГТС - разрушение или повреждение которых не влечет за собой указанных выше последствий. Это: q ледозащитные сооружения; q разделительные стенки; q отдельно стоящие служебно-вспомогательные причалы; q устои и подпорные стены, не входящие в состав напорного фронта; q берегоукрепительные сооружения портов; q рыбозащитные сооружения; q сооружения лесосплава (бревноспуски, плотоходы) и др. 63

ГТС в зависимости от их q q высоты, типа грунтов основания, соц. - экономической ответственности, последствий возможных гидродинаических аварий подразделяют на I, III, IV классы. 64

Грунты основания: q cкальные; q песчаные, крупнообломочные и глинистые в твердом и полутвердом состоянии; q глинистые, водонасыщенные в пластичном состоянии. 65

2. 2 Требования безопасности (ТБ) к эксплуатации ГТС Безопасность ГТС – состояние ГТС, определяющее его защищенность от внутренних и внешних угроз или опасностей и препятствующее возникновению на объекте источника техногенной опасности для жизни, здоровья и законных интересов людей, состояния окружающей среды, хозяйственных объектов и собственности. 66

ГТС должны удовлетворять ТБ общих тех. регламентов: q q по безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений; безопасного использования прилегающих к ним территорий; пожарной безопасности; экологической безопасности. 67

При проектировании ГТС д. б. обеспечены и предусмотрены: 1) прочность, устойчивость и долговечность ГТС; 2) уровень риска аварии - не выше допустимого, нормируемого тех. регламентом, 3) разработка спец. проекта мониторинга за работой и состоянием ГТС для выявления дефектов и неблагопр. процессов; 4) изменения природных условий, могущих активизировать негативные физико-геологические и геодинамические процессы; 5) разработка диагностических показателей и критериев безопасности. 68

Критерии безопасности ГТС - установленные с учетом класса ГТС качественные признаки и количественные показатели, характеризующие его безопасность и безопасность окружающей среды при различных режимах и условиях: q эксплуатации, q технического обслуживания; q Ремонта; q ввода и вывода из эксплуатации, а также действующие экологические нормативы и требования ТБ. 69

Эксплуатирующая организация составляет декларацию безопасности ГТС, содержащую сведения о соответствии ГТС критериям безопасности. Утверждение декларации органом надзора за безопасностью ГТС - основание для: q внесения ГТС в Российский регистр ГТС; q получения разрешения на строительство; q ввода в эксплуатацию, эксплуатации или вывода из эксплуатации; q реконструкции, капитального ремонта, восстановления или консервации. 70

Эксплуатация ГТС может осуществляться только при наличии разрешения на эксплуатацию ГТС, выданного органом, на который возложено осуществление государственного надзора за безопасностью ГТС (ФС – ЭТАН). 71

Собственник ГТС (эксплуатирующая организация) несет ответственность за безопасность ГТС до момента перехода прав собственности (обязанностей эксплуатирующей организации) к другому физическому или юридическому лицу, либо до полного завершения работ по ликвидации ГТС. 72

Назначенные сроки службы основных ГТС, в зависимости от их класса, д. б. ≥ расчетных сроков службы, которые принимаются равными: q для сооружений I и II классов - 100 лет; q для сооружений III и IV классов - 50 лет. 73

ТБ к эксплуатации ГТС: 1) эксплуатация - в соответствии с правилами эксплуатации этого сооружения; 2) ГТС, находящиеся в эксплуатации > 25 лет, периодически обследуются с оценкой их прочности, устойчивости и надежности; 3) критерии безопасности своевременно уточняются; 4) на основе Тл регламента разработаны стандарты по действиям персонала во время аварий; 5) разработаны проектная документация и план мероприятий по ликвидации последствий аварий и ЧС; 6) организовано техническое обслуживание, плановые ремонты 74 и модернизация.

На этапах: q проектирования, q строительства, q ремонта, q реконструкции, q консервации, q ликвидации, в форме государственного контроля (надзора), должна проводиться оценка соответствия безопасности ГТС требованиям СТР. 75

ГТС подлежит обязательному страхованию на время строительства и эксплуатации. 76

КОНЕЦ ЛЕКЦИИ 77

78 Крупнейшая в мире приливная электростанция Ля Ранс,

Макет станции Ля Ранс 79

80

81

82