Использование атомной энергетики для решения проблем дефицита пресной воды.

Атомная энергетика
Ядерные реакторы
Тепловые контуры атомных станций
Реактор ВВЭР
Кипящие реакторы
Реактор РБМК
Реакторная установка МКЭР -1500
Реакторы на естественном уране
Газоохлаждаемые реакторы
Реакторы HTGR
Атомные электростанции с натриевым
теплоносителем
АЭС с реактором БН-350

БРЕСТ: быстрый реактор брест со
свинцовым теплоносителем

Основы ядерной физики
Строение атомного ядра
ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ АТОМНЫХ ЯДЕР
И ДЕФЕКТ МАСС
Ядерная реакция
Закон радиоактивного распада
Цепная ядерная реакция
Термоядерный синтез
Реакторы на быстрых нейтрона
Элементарная частица
Позитрон. Аннигиляция
Использование атомной энергетики
для решения проблем дефицита пресной воды
Ядерное опреснение
Варианты  плавучего энергоблока и
опреснительных установок
Схема процесса многостадийной
флеш-дистилляции для опреснения воды
Принципиальная гидравлическая схема
энергоопреснительного комплекса
Опыт использования опреснительных установок
в России и регионах мира
Проектирование и строительство
атомных энергоблоков
Работы по подготовке технологических решений
объектов атомной энергетики
Состав разделов проектной документации
Разделы проектной документации
Состав проектной документации
Особенности проектирования и конструкций
Проектирование линейных объектов
Техническое обследование зданий
Экспертиза проектной документации
Особенности компоновки АЭС на примере
проектных решений АЭС с ВВЭР-1200
Основным режимом работы АЭС является
работа в базовом режиме на 100 % мощности
Корпус реактора
Привод системы управления и защиты
Компоновка реакторного контура
Паровая турбина
Генеральный план
Здания и сооружения ядерного острова
Концепция безопасности
Радиационная и ядерная безопасность
производства
Социально-экономический аспект
обеспечения безопасности
Радиационная безопасность человека
Государственное нормирование в области
обеспечения радиационной безопасности
Обеспечение защиты населения

Варианты плавучего энергоблока и опреснительных установок

В настоящей работе рассматривались варианты ПАЭОК двухцелевого назначения - одновременное получение электроэнергии и пресной воды (дистиллята).

Схемы сопряжения ПЭБ и опреснительных установок в максимальной степени удовлетворяют следующим требованиям:

исключение попадания радионуклидов из РУ в опресненную воду;

хорошая управляемость комплекса;

минимальная стоимость энергоопреснительного комплекса.

Представлены следующие схемы сопряжения ПЭБ с опреснительными установками:

с дистилляционными опреснительными установками посредством промежуточного контура;

с обратноосмотическими опреснительными установками – посредством электрической связи без подогрева опресняемой морской воды в конденсаторе ПТУ.

Энергоопреснительные комплексы, работающие при отборе от конденсационных турбин 50 Гкал/час.

Энергоопреснительный комплекс включает в себя РУ, конденсационную турбину, конденсатор, подогреватель промконтура и дистилляционную опреснительную установку (Рис.5. Приложение).

Достоинствами варианта являются:

использование унифицированного ПЭБ ПАТЭС "Певек" с высоко эффективной турбиной, работающей как в конденсационном, так и теплофикационном режимах (с отбором до 50 Гкал/ч), для энергоопреснительного комплекса;

возможность получения опресненной воды высокого качества (с остаточным солесодержанием около 25 ррm (мг/л);

возможность размещения энергоопреснительного комплекса на одной барже.

Вместе с тем, данную схему сопряжения невозможно использовать в одноцелевой опреснительной станции с дистилляционными установками из-за ограниченного отбора пара от турбины. Атомный плавучий энергоопреснительный комплекс с использованием обратноосмотических опреснителей выглядит привлекательным и гибким решением, позволяющим достичь оптимального соотношения по выработке, как пресной воды, так и электроэнергии с целью удовлетворения конкретных потребностей пользователя. Соотношение может меняться от максимального получения пресной воды до максимальной величины производства электроэнергии. В состав ядерного энергоопреснительного комплекса двухцелевого назначения входят два плавучих сооружения: плавучая атомная электростанция и судно для производства пресной воды из морской методом обратного осмоса Рис 6. (Приложение).

Вырабатываемая ПАЭС электроэнергия частично передается на судно, производящее пресную воду, а ее избыток направляется для снабжения береговых потребителей. Данная схема сопряжения РУ и RO установок способна производить до 120 тыс. т/сутки опресненной воды и до 41,57 МВт электроэнергии одновременно, либо до 65,29 МВт электроэнергии при неработающей опреснительной установке. Данная схема сопряжения РУ и RO установок способна производить до 120 тыс. т/сутки опресненной воды и до 41,57 МВт электроэнергии одновременно, либо до 65,29 МВт электроэнергии при неработающей опреснительной установке. Достоинством варианта является исключение радиоактивного загрязнения опресненной воды.

Плавучие атомные энергоопреснительные комплексы

ПАЭОК на базе двухреакторного ПЭБ и дистилляционной опреснительной установкой. Возможный генеральный план этого варианта ПАЭОК представлен на рисунке 7 (Приложение). Отличительной особенностью является использование тепла отборов турбины не на теплофикацию, а на дистилляционную опреснительную установку, которая расположена непосредственно на двух ПОБ. ПАЭОК на базе однореакторного ПЭБ и дистилляционной опреснительной установкойтВозможный генеральный план этого варианта ПАЭОК представлен на рис. 8 (Приложение). ПАЭОК на базе двухреакторного ПЭБ и обратноосмотической опреснительной установкой без подогрева опресняемой морской воды.

Возможный генеральный план данного варианта ПАЭОК представлен на рис. 9 (Приложение). Варианты установок обратного осмоса без подогрева опресняемой морской воды имеет следующие основные преимущества:

обеспечивается практически полная безопасность опресненной воды, т.к. между установками существует лишь электрическая связь;

соединение ПЭБ с опреснительной установкой только по электричеству упрощает прохождение переходных режимов работы РУ при отключении опреснительной установки;

минимальная, по сравнению с другими технологиями, стоимость опресненной воды;

возможность получения оптимального соотношения пресной воды и электроэнергии с целью максимального удовлетворения требований Заказчика.

Подогрев опресняемой морской воды теплоносителем второго контура позволяет повысить эффективность их работы, но предусматривает гидравлическую связь контуров, повышающую вероятность радиоактивного загрязнения опресняемой воды

Хочется отметить, ПАЭОК на базе плавучего энергетического блока по сравнению с наземным вариантом строительства станции такой же мощности очевидны:

сокращение сроков стоимости строительства по сравнению с наземным вариантом сооружения ПАЭОК такой же мощности за счет минимальных объёмов строительно-монтажных работ;

высокое качество изготовления плавучего энергоблока в условиях судостроительного завода и сдача его "под ключ";

возможность размещения станции в непосредственной близости от потребителя энергии и пресной воды;

вахтовый метод эксплуатации.

 Опыт использования опреснительных установок в России и регионах мира рассказан в приложении 11.

Заключение

Проблемы, связанные с потреблением воды и ее дефицитом, настолько обострились в последние десятилетия, что стали рассматриваться как одно из самых значимых свидетельств общего кризиса цивилизации. Они являются фактором, сдерживающим развитие многих стран, источником межгосударственных конфликтов и нестабильности. Дефицит воды снижает качество жизни, наряду с бедностью, становится причиной антисанитарии и роста заболеваемости населения. Деградация многих водных объектов - это, может быть, самый яркий индикатор общего экологического неблагополучия на планете. Многие развивающиеся страны, страдающие от дефицита воды, не имеют актуальных ресурсов для решения этих проблем, а мировой рынок не способствует актуализации их потенциальных ресурсов и не создает условий для преодоления водного дефицита. Поэтому необходимы меры, которые обеспечили решение этих проблем. Рассмотрев перспективы развития опреснения морской воды на атомных реакторах, мы пришли к выводу: Проблема нехватки пресной воды в странах и регионах мира такова, что развитие данной сферы деятельности необходимо. Тем более, успешный практический опыт решения задачи снабжения пресной водой продемонстрирован на примере почти 25-летней эксплуатации в г. Актау (бывш. Шевченко) Казахстан, где с 1973 года эксплуатировался ядерный реактор на быстрых нейтронах БН-350 и дистилляционный опреснительный комплекс мощностью 120 000 м3/сутки. Малая атомная энергетика может активно участвовать в процессе устранения глобального и регионального дефицита пресной воды. При производительности до 100 000 м3/сутки опресненной воды обеспечивается возможность покрытия спроса по мощности единичного ПАЭОК в секторе > 70 % рынка. Подобная производительность обеспечивается при тепловой мощности ядерного реактора от 40 до 200 МВт, то есть реактора (атомной станции) малой мощности.

Таким образом, в данной сфере деятельности есть, на наш взгляд, большие перспективы развития, которые необходимо внедрять и развивать

Схема процесса многостадийной флеш-дистилляции для опреснения воды

Принципиальная гидравлическая схема энергоопреснительного комплекса с конденсационной турбиной и отбором пара на ДОУ.

Опыт использования опреснительных установок в России и регионах мира. 15 апреля 2007 года на стапелях завода ФГУП «ПО Севмаш» в цехе №50 состоялась торжественная закладка первой в мире плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) «Академик Ломоносов», названной в честь великого русского ученого Михаила Ломоносова (рис. 10 приложения). Концерн «Росэнергоатом» намерен завершить ее строительство уже в 2010 году. Готовое к эксплуатации судно-энергоблок встанет в водах Белого моря, близ «Севмаша» - электроэнергией станции в основном будет снабжаться «Севмаш», а примерно одна пятая часть будет продаваться. Реакторные установки для станции разрабатывает Опытное конструкторское бюро машиностроения (ОКБМ) им. И.И.Африкантова. Первый энергоблок плавучей атомной теплоэлектростанции малой мощности заложен на базе реактора КЛТ40С.

Работы по подготовке технологических решений объектов атомной энергетики, промышленности и их комплексов

Атомная энергетика