Техническая вода для аэс

IX. СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

36. Каковы назначение и структура системы технического водоснабжения? Для каких целей используется техническая вода на ТЭС и АЭС?

Системой технического водоснабжения (СТВ) электростанции называют совокупность отдельных систем охлаждения, объединенных в одну СТВ. Технической водой называют химически неочищенную (сырую) воду, используемую для охлаждения. Другие ее названия – циркуляционная или охлаждающая вода.

На рис. 27 приведена принципиальная схема технического водоснабжения пылеугольной ТЭС.

Рис. 27. Принципиальная схема технического водоснабжения пылеугольной ТЭС (ЗШО – золошлакоотвал, СО – различные системы охлаждения, Н — насосы)

В состав СТВ входят:

— источник водоснабжения (река, озеро, водохранилище, море, артезианские скважины);

— водоводы (подводящие и отводящие трубопроводы или каналы);

— охладители воды (градирни, брызгальные бассейны, пруды-охладители), если они необходимы для данного типа СТВ.

При строительстве ТЭС и АЭС капиталовложения в СТВ могут достигать 5-10% от всей сметной стоимости электростанции.

Техническая вода может использоваться в следующих целях:

— охлаждение конденсаторов турбин; эта составляющая расхода технической воды является наиболее значительной, например, на ГРЭС в конденсаторы турбин поступает до 90-95%, а на АЭС – примерно 90% от всего расхода воды СТВ;

— на газоохладители электрогенераторов;

— на маслоохладители турбин;

— на химводоподготовку для восполнения потерь пара и конденсата;

— на гидрозолошлакоудаление (на пылеугольных ТЭС);

— на охлаждение устройств газоочистки;

— на системы охлаждения вспомогательных устройств и механизмов.

На АЭС важными потребителями воды являются также бассейны выдержки и перегрузки отработавшего топлива.

37. Какие существуют типы систем технического водоснабжения, каковы их достоинства и недостатки? Сравните охладители различных оборотных СТВ по глубине вакуума в конденсаторе турбины и расходу электроэнергии на привод циркуляционных насосов. Как выбираются циркуляционные насосы?

Бывают два основных типа СТВ:

— прямоточная; в такой СТВ охлаждающая вода проходит через агрегаты станции однократно;

— оборотная; здесь вода используется многократно.

Общее правило, как отличить эти два типа СТВ, состоит в следующем: СТВ может считаться прямоточной, если дебит (поступление свежей воды в единицу времени) используемого водоисточника не менее чем в 2-3 раза превышает потребности электростанции в охлаждающей воде.

В свою очередь, оборотные СТВ различаются по охладителю воды:

— с прудами-охладителями (естественными или искусственными);

— с брызгальными бассейнами.

Среднегодовая температура охлаждающей воды в средней полосе европейской части России существенно зависит от типа СТВ:

— 8-12 о С для прямоточных систем;

— 10-14 о С для оборотных систем с прудом-охладителем;

— 18-22 о С для оборотных систем с градирнями или брызгальными бассейнами.

Это говорит о том, что прямоточные СТВ обеспечивают более глубокий вакуум в конденсаторе турбины по сравнению со всеми типами оборотных систем.

Кроме того, прямоточная система в 2-4 раза дешевле оборотной по капитальным затратам.

Главным достоинством оборотных СТВ с градирнями является то, что они занимают мало места и умещаются на площадке электростанции. Градирни рассеивают теплоту в атмосферном воздухе, а не в водоемах, что с экологической точки зрения также является их преимуществом. В маловодных регионах могут применяться сухие градирни (градирни Геллера) с теплообменной поверхностью из алюминия.

Градирни являются предпочтительным вариантом для городских ТЭЦ, где важна экономия площади застройки, да и расход пара в конденсаторы теплофикационных турбин меньше, чем на КЭС.

Искусственные пруды-охладители могут сооружаться с наименьшей высотой подъема воды циркуляционными насосами (ЦН) – примерно 2-8 м, в то время как для прямоточных систем – 8-12 м, а при использовании градирен – 18-20 м. Чем меньше высота подъема, тем ниже расход электроэнергии на привод ЦН.

Если охлаждающая вода забирается из реки, пруда или моря, то насосная станция располагается на берегу и имеет несколько циркуляционных насосов (обычно не менее четырех), суммарная производительность которых равна расчетной. Резерв может предусматриваться только для морской воды ввиду частого ремонта насосов.

Для СТВ с градирнями или брызгальными бассейнами на каждый блок или турбину берутся два ЦН, которые размещаются непосредственно в турбинном отделении или пристрое к нему. Каждый из этих насосов рассчитан на 60% от суммарного расчетного расхода воды.

Источник

Каковы назначение и структура системы технического водоснабжения? Для каких целей используется техническая вода на ТЭС и АЭС?

Системой технического водоснабжения (СТВ) электростанции называют совокупность отдельных систем охлаждения, объединенных в одну СТВ. Технической водой называют химически неочищенную (сырую) воду, используемую для охлаждения. Другие ее названия – циркуляционная или охлаждающая вода.

На рис. 27 приведена принципиальная схема технического водоснабжения пылеугольной ТЭС.

Рис. 27. Принципиальная схема технического водоснабжения пылеугольной ТЭС (ЗШО – золошлакоотвал, СО – различные системы охлаждения, Н — насосы)

В состав СТВ входят:

— источник водоснабжения (река, озеро, водохранилище, море, артезианские скважины);

— водоводы (подводящие и отводящие трубопроводы или каналы);

— охладители воды (градирни, брызгальные бассейны, пруды-охладители), если они необходимы для данного типа СТВ.

При строительстве ТЭС и АЭС капиталовложения в СТВ могут достигать 5-10% от всей сметной стоимости электростанции.

Техническая вода может использоваться в следующих целях:

— охлаждение конденсаторов турбин; эта составляющая расхода технической воды является наиболее значительной, например, на ГРЭС в конденсаторы турбин поступает до 90-95%, а на АЭС – примерно 90% от всего расхода воды СТВ;

— на газоохладители электрогенераторов;

— на маслоохладители турбин;

— на химводоподготовку для восполнения потерь пара и конденсата;

— на гидрозолошлакоудаление (на пылеугольных ТЭС);

— на охлаждение устройств газоочистки;

— на системы охлаждения вспомогательных устройств и механизмов.

На АЭС важными потребителями воды являются также бассейны выдержки и перегрузки отработавшего топлива.

Какие существуют типы систем технического водоснабжения, каковы их достоинства и недостатки? Сравните охладители различных оборотных СТВ по глубине вакуума в конденсаторе турбины и расходу электроэнергии на привод циркуляционных насосов. Как выбираются циркуляционные насосы?

Бывают два основных типа СТВ:

— прямоточная; в такой СТВ охлаждающая вода проходит через агрегаты станции однократно;

— оборотная; здесь вода используется многократно.

Общее правило, как отличить эти два типа СТВ, состоит в следующем: СТВ может считаться прямоточной, если дебит (поступление свежей воды в единицу времени) используемого водоисточника не менее чем в 2-3 раза превышает потребности электростанции в охлаждающей воде.

В свою очередь, оборотные СТВ различаются по охладителю воды:

— с прудами-охладителями (естественными или искусственными);

— с брызгальными бассейнами.

Среднегодовая температура охлаждающей воды в средней полосе европейской части России существенно зависит от типа СТВ:

— 8-12 о С для прямоточных систем;

— 10-14 о С для оборотных систем с прудом-охладителем;

— 18-22 о С для оборотных систем с градирнями или брызгальными бассейнами.

Это говорит о том, что прямоточные СТВ обеспечивают более глубокий вакуум в конденсаторе турбины по сравнению со всеми типами оборотных систем.

Кроме того, прямоточная система в 2-4 раза дешевле оборотной по капитальным затратам.

Главным достоинством оборотных СТВ с градирнями является то, что они занимают мало места и умещаются на площадке электростанции. Градирни рассеивают теплоту в атмосферном воздухе, а не в водоемах, что с экологической точки зрения также является их преимуществом. В маловодных регионах могут применяться сухие градирни (градирни Геллера) с теплообменной поверхностью из алюминия.

Градирни являются предпочтительным вариантом для городских ТЭЦ, где важна экономия площади застройки, да и расход пара в конденсаторы теплофикационных турбин меньше, чем на КЭС.

Искусственные пруды-охладители могут сооружаться с наименьшей высотой подъема воды циркуляционными насосами (ЦН) – примерно 2-8 м, в то время как для прямоточных систем – 8-12 м, а при использовании градирен – 18-20 м. Чем меньше высота подъема, тем ниже расход электроэнергии на привод ЦН.

Если охлаждающая вода забирается из реки, пруда или моря, то насосная станция располагается на берегу и имеет несколько циркуляционных насосов (обычно не менее четырех), суммарная производительность которых равна расчетной. Резерв может предусматриваться только для морской воды ввиду частого ремонта насосов.

Для СТВ с градирнями или брызгальными бассейнами на каждый блок или турбину берутся два ЦН, которые размещаются непосредственно в турбинном отделении или пристрое к нему. Каждый из этих насосов рассчитан на 60% от суммарного расчетного расхода воды.

Источник

1 Область применения

Настоящий стандарт организации «Водопользование на атомных станциях. Классификация охлаждающих систем водоснабжения» (далее — стандарт) устанавливает основные принципы классификации и критерии отнесения охлаждающих систем водоснабжения атомных станций к тому или иному типу при использовании водных объектов и водных ресурсов для выработки электрической энергии.

В настоящем стандарте рассматриваются только охлаждающие системы водоснабжения, обеспечивающие отвод тепла, не использованного для производства электрической энергии, от оборудования энергоблока атомной станции (АС).

Настоящий стандарт обязателен для атомных станций, научно-исследовательских институтов, конструкторских, проектных организаций, выполняющих работы и представляющих услуги для атомных станций.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующий нормативный документ

ОСТ 34-70-656-84 Охрана природы. Гидросфера. Водопотребление и водоотведение в теплоэнергетике. Основные термины и определения

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 водные ресурсы : Поверхностные и подземные воды, находящиеся в водных объектах, которые используются или могут быть использованы,

3.2 водохранилище : Водохозяйственный объект, обеспечивающий с помощью гидротехнических сооружений регулирование стока из поверхностного водоема и накопление дополнительного объема воды для использования в качестве водоема-охладителя.

3.3 водный объект : Природный или искусственный водоем, водоток либо иной объект, постоянное или временное сосредоточение вод в котором имеет характерные формы и признаки водного режима.

3.4 водный режим : Изменение во времени уровня, расхода и объема воды в водном объекте.

3.5 водоем-охладитель АС : Естественный или искусственный водный объект, вода которого используется в системах технического водоснабжения АС.

Примечание — Различают водоемы-охладители:

— руслового типа, образованные в русле поверхностного водотока;

— озерного типа, образованные с использованием природных озер;

— наливного типа, образованные искусственным водохранилищем;

— отсечного типа, образованные путем отсечения части крупного поверхностного водоема;

— морского типа, образованные с использованием морей.

3.6 вода исходная : Вода, поступающая из водного объекта.

Примечание — По целевому использованию исходная вода является:

— охлаждающей для прямоточных систем водоснабжения;

— подпиточной для оборотных систем водоснабжения.

3.7 вода охлаждающая : Вода, предназначенная для отвода тепла, не использованного для производства электрической энергии, от оборудования энергоблока АС.

Примечание — В зависимости от типа системы технического водоснабжения подразделяют:

— вода охлаждающая исходная — для прямоточных систем водоснабжения;

— вода охлаждающая оборотная — для оборотных систем водоснабжения.

3.8 вода подпиточная : Вода, добавляемая в систему оборотного водоснабжения для восполнения безвозвратных потерь (ОСТ 34-70-656-84).

3.9 вода продувочная : Вода, выводимая из систем оборотного водоснабжения для удаления концентрирующихся и (или) отстаивающихся примесей (ОСТ 34-70-656-84).

3.10 водопользование : Использование различными способами водных объектов для удовлетворения потребностей физических и юридических лиц.

3.11 лимит забора (изъятия) воды : Разрешенное количество воды для забора (изъятия).

3.12 забор воды : Изъятие воды из водного объекта при использовании прямоточной системы или ее безвозвратные потери из водного объекта за счет деятельности предприятия (испарение, фильтрация, продувка) при использовании оборотной системы водоснабжения.

3.13 водозабор : Комплекс сооружений и устройств, предназначенных для забора воды из водных объектов.

3.14 водопотребление : Потребление воды из водного объекта или системы водоснабжения.

3.15 водоотведение : Любой сброс вод, в том числе сточных и (или) дренажных, в водные объекты.

3.16 гидротехнические сооружения, ГТС : Плотины (дамбы), водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, каналы, насосные станции; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения вредного воздействия вод.

3.17 брызгальные бассейны : Сооружения, применяемые для охлаждения воды путем разбрызгивания ее в атмосферном воздухе.

Примечание — Охлаждение воды в брызгальных бассейнах происходит, в основном, за счет испарения части распыленной воды. Данные сооружения применяется при невысоких требованиях к эффекту охлаждения воды и наличии открытой площади для доступа воздуха.

3.18 градирни : Сооружения, применяемые для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения, требующих устойчивого и глубокого охлаждения воды при высоких удельных гидравлических и тепловых нагрузках.

Примечание — Различают мокрые и сухие градирни.

3.19 норма водопотребления : Установленное количество охлаждающей воды требуемого качества на отпуск 1 МВт·ч электроэнергии.

3.20 норма водоотведения : Установленное количество отводимой охлаждающей воды в расчете на отпуск 1 МВт·ч электроэнергии.

3.21 охлаждающая система технического водоснабжения АС : Комплекс сооружений и технических средств, обеспечивающих подвод охлаждающей и отвод нагретой воды с АС с передачей избыточного тепла водному объекту.

3.22 система водоснабжения закрытая : Система оборотного водоснабжения, в которой отвод сточных вод в водные объекты полностью исключается.

3.23 система водоснабжения охлаждающая оборотная : Система водоснабжения с многократным использованием воды для отвода тепла от оборудования энергоблока АС.

Примечание — Различают открытые и закрытые охлаждающие оборотные системы:

— в закрытых системах нагретая вода охлаждается в таких сооружениях, как радиаторные (сухие) градирни, не вступая при этом в контакт с атмосферным воздухом;

— в открытых системах нагретая вода охлаждается в таких сооружениях, как мокрые градирни, брызгальные бассейны и водоемы-охладители, вступая при этом в контакт с атмосферным воздухом.

3.24 система водоснабжения прямоточная : Система водоснабжения с однократным использованием воды и отводом ее из системы охлаждения.

3.25 потери воды безвозвратные : Потери воды из водного объекта в результате деятельности предприятия.

Примечание — Унос капельной влаги и испарение из специальных охладителей — мокрых градирен и брызгальных бассейнов; естественное и дополнительное испарение, фильтрация.

4 Классификация охлаждающих систем водоснабжения АС

4.1 Охлаждающие системы водоснабжения АС в зависимости от организации схемы водоснабжения подразделяются на:

4.2 Охлаждающие оборотные системы водоснабжения АС в зависимости от использования для охлаждения различных типов охладителей подразделяются на:

— оборотные с водоемом-охладителем;

— оборотные с градирнями;

— оборотные с брызгальными бассейнами,

4.2.1 Водные объекты, используемые в качестве источника воды в системах технического водоснабжения АС, в зависимости от типа водоема, на основании которого они организованы, подразделяются на:

4.3 Охлаждающие оборотные системы технического водоснабжения АС в зависимости от наличия или отсутствия контакта охлаждающей воды с атмосферным воздухом подразделяются на:

4.4 Охлаждающие системы технического водоснабжения АС, предназначенные для отвода тепла, не использованного для производства электрической энергии, от оборудования энергоблока АС представляют собой совокупность гидротехнических сооружений, насосных станций, трубопроводов и теплообменного оборудования энергоблока АС, сетей и сооружений, обеспечивающих подачу, аккумулирование, распределение и отвод воды на охлаждение.

Конкретный состав элементов системы технического водоснабжения устанавливается проектом АС.

Описание и принципиальные схемы охлаждающих систем технического водоснабжения АС приведены в приложении А. Краткая характеристика систем технического водоснабжения действующих АС приведена в приложении Б.

4.5 Выбор источника и схемы водоснабжения АС осуществляется при проектировании и обосновывается в разделе «Система технического водоснабжения» технического проекта АС.

4.6 При проектировании систем технического водоснабжения АС необходимо руководствоваться принципом рационального использования природных ресурсов, учитывать наличие водных ресурсов, потребностей в них и состояние водных объектов в регионе размещения АС.

4.7 Не допускается проектирование прямоточных систем технического водоснабжения.

Примечание — На Ленинградской АЭС, Кольской АЭС и Нововоронежской АЭС (энергоблоки №№ 1 и 2) используется прямоточная система охлаждения, выполненная в соответствии с требованиями нормативных документов, действовавших во время проектирования.

4.8 Технический проект АС должен получить положительное заключение государственной экологической экспертизы.

5 Критерии (признаки) классификации охлаждающих систем водоснабжения

5.1 Критериями (признаками) классификации охлаждающих систем технического водоснабжения являются:

— кратность использования исходной воды;

— наличие (отсутствие) отвода нагретой воды из системы охлаждения;

— наличие (отсутствие) водоподпорных сооружений;

— использование подпиточной воды;

— наличие (отсутствие) контакта охлаждаемой воды с атмосферным воздухом.

Классификация охлаждающих систем технического водоснабжения представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Классификация охлаждающих систем водоснабжения АС

5.2 Прямоточные системы

5.2.1 Охлаждающие прямоточные системы водоснабжения характеризуются однократным использованием воды.

5.2.2 Исходная вода, забираемая для охлаждения теплообменного оборудования АС, после однократного использования отводится из системы водоснабжения.

5.2.3 Водоподпорные сооружения в охлаждающих прямоточных системах водоснабжения отсутствуют.

5.2.4 При использовании охлаждающих прямоточных систем водоснабжения добавление в систему подпиточной воды не требуется.

5.2.5 Охлаждающие прямоточные системы водоснабжения всегда являются открытыми.

5.2.6 Для охлаждающих прямоточных систем водоснабжения объем забранной исходной воды определяется на основании показаний водоизмерительных приборов, отражаемых в журнале первичного использования воды либо (в случае их отсутствия) исходя из времени работы и производительности насосов.

5.3 Оборотные системы

5.3.1 Охлаждающие оборотные системы водоснабжения характеризуются многократным использованием охлаждающей воды с ее промежуточным охлаждением.

5.3.2 Отведение нагретой воды в водоем-охладитель происходит внутри охлаждающей системы.

Примечание — Перед отведением воды в водоем-охладитель нагретая вода может подаваться для дополнительного охлаждения на градирни или брызгальные бассейны.

5.3.3 Для охлаждающих оборотных систем технического водоснабжения характерно добавление воды в систему подпиточной воды для восполнения безвозвратных потерь.

5.3.4 Оборотные системы могут быть открытыми и закрытыми.

5.3.5 Для оборотных систем водоснабжения объем допустимого забора (изъятия) исходной воды в зависимости от типа источника водоснабжения (водного объекта) принимается равным объему безвозвратных потерь либо объему подпитки.

Конкретный порядок определения объема забора (изъятия) воды из водных объектов при производстве электрической энергии на АС приведен в разделе 6.

6 Определение объема забора (изъятия) воды для разных типов охлаждающих систем водоснабжения АС

6.1 Атомные станции осуществляют водопользование на основании договора (лицензии) водопользования [1] для забора (изъятия) водных ресурсов из поверхностных водоемов, а также использования акватории водных объектов, в том числе для рекреационных целей.

6.2 Объемы допустимого забора (изъятия) водных ресурсов (лимиты водопользования) отражаются в договоре (лицензии) водопользования [1].

Примечание — Объем допустимого забора (изъятия) водных ресурсов W измеряется в кубических метрах (м 3 ).

6.3 Нормы водопотребления и водоотведения устанавливаются на стадии проектирования АС в зависимости от принятой системы водоснабжения.

6.4 Количество охлаждающей воды и безвозвратные потери зависят от принятой схемы технического водоснабжения и определяются в соответствии с [2].

6.5 В связи с изменением водохозяйственной обстановки, экологического и санитарно-эпидемиологического состояния водных объектов объемы допустимого забора (изъятия) водных ресурсов могут пересматриваться. Изменения должны вноситься в договор водопользования.

6.6 Для охлаждающих прямоточных систем водоснабжения договор (лицензия) водопользования должен содержать объем допустимого забора (изъятия) водных ресурсов , м 3 , равный объему охлаждающей воды для отвода тепла в теплообменном оборудовании АС.

, (1)

где — объем воды для охлаждения теплообменного оборудования, м 3 .

6.7 Для охлаждающих оборотных систем водоснабжения, использующих для охлаждения водоемы-охладители руслового и озерного типов, договор (лицензия) водопользования должен содержать объем допустимого забора (изъятия) исходной воды, , м 3 , равный объему безвозвратных потерь воды.

, (2)

где — объем безвозвратных потерь воды, м 3 .

6.7.1 Безвозвратные потери воды для водоемов-охладителей руслового и озерного типов , м 3 , складываются из потерь воды на естественное и дополнительное испарения с зеркала водохранилища за счет отвода охлаждающей воды.

, (3)

где — потери воды на естественное испарение, м 3 ;

— потери воды на дополнительное испарение, м 3 .

6.7.2 Для водоемов-охладителей озерного типа дополнительные потери воды на естественное испарение учитываются на величину прироста площади водного зеркала в результате строительства плотины.

6.7.3 Для водоемов-охладителей руслового типа дополнительные потери воды на естественное испарение определяются как разность испарения с водной поверхности и испарения с суши, занятой водохранилищем.

6.8 Для охлаждающих оборотных систем водоснабжения, которые используют для охлаждения водоемы-охладители отсечного и наливного типов, договор (лицензия) водопользования должен содержать объем допустимого забора (изъятия) водных ресурсов , м 3 , равный сумме объемов продувочной воды, фильтрации воды через ограждающую дамбу и воды для восполнения безвозвратных потерь.

, (4)

где — объем продувочной воды, м 3 ;

— объем воды за счет фильтрации через ограждающую дамбу, м 3 ;

— объем безвозвратных потерь воды, м 3 .

Безвозвратные потери воды для водоемов-охладителей наливного и отсечного типа , м 3 , складываются из потери воды на естественное испарение и дополнительное испарение за счет отвода охлаждающей воды:

, (5)

где — потери воды на естественное испарение м 3 ;

— потери воды на дополнительное испарение, м 3 .

6.9 Для охлаждающих оборотных систем водоснабжения, которые используют для охлаждения мокрые градирни и брызгальные бассейны, договор (лицензия) на водопользование должен содержать объем допустимого забора (изъятия) водных ресурсов , м 3 , равный объему подпиточной воды, необходимой для восполнения безвозвратных потерь.

, (6)

где — объем безвозвратных потерь воды, м 3 .

Безвозвратные потери воды , м 3 , складываются из потерь воды на испарение и капельный унос с градирен и брызгальных бассейнов и объема подпиточной воды, необходимой для замены воды в системе технического водоснабжения при ее продувке:

, (7)

где — потери воды на испарение, м 3 ;

— потери воды за счет капельного уноса, м 3 ;

— объем продувочной воды, м 3 .

6.10 Для охлаждающих оборотных систем водоснабжения с использованием сухих градирен договор (лицензия) водопользования должен содержать объем допустимого забора (изъятия) водных ресурсов, равный объему подпиточной воды для восполнения безвозвратных потерь.

6.11 При использовании разных типов охлаждающих систем (прямоточная и оборотная) на одной АС объем допустимого забора (изъятия) исходной воды определяется по каждой системе водоснабжения отдельно.

7 Критерии рационального использования воды

7.1 Эффективность использования воды зависит от системы технического водоснабжения.

7.2 Эффективность использования воды может быть оценена тремя показателями в совокупности [3]:

— коэффициентом использования охлаждающей воды в оборотной системе;

— коэффициентом использования забранной исходной воды;

— коэффициентом безвозвратного потребления и потери воды.

7.2.1 Техническое совершенство системы водоснабжения оценивается коэффициентом использования охлаждающей воды в оборотной системе.

Коэффициент использования охлаждающей воды в оборотной системе P _об , в процентах, исчисляется отношением объема использования оборотной воды к сумме объема воды, циркулирующей в системе охлаждения, и объема исходной воды, используемой в системе охлаждения.

, (8)

где — объем используемой охлаждающей воды в оборотной системе, м 3 ;

— объем водопотребления исходной воды в системе охлаждения, м 3 .

7.2.2 Рациональность использования забранной исходной воды оценивается коэффициентом использования исходной воды.

Коэффициент использования K _и исчисляется отношением разности водопотребления исходной воды и водоотведения к объему водопотребления исходной воды в системе охлаждения.

, (9)

где — объем забора исходной воды в системе охлаждения, м 3 ;

— объем водоотведения, м 3 .

7.2.3 Коэффициент безвозвратного потребления и потери воды P _пот , в процентах, оценивается отношением разности водопотребления исходной воды и водоотведения к сумме объемов исходной воды, забираемой для охлаждения в систему, и оборотной воды, циркулирующей в системе охлаждения.

, (10)

где — объем водопотребления исходной воды в системе охлаждения, м 3 ;

— объем водоотведения, м 3 ;

— объем используемой оборотной воды в системе охлаждения, м 3 .

Приложение А
(справочное)

Схемы охлаждающих систем водоснабжения АС

А.1 Прямоточная система охлаждения

Принципиальная схема прямоточной системы охлаждения представлена на рисунке А.1 .

Вода из поверхностного водного объекта по подводящему каналу поступает к насосной станции, затем по водоводам циркуляционными насосами подается в теплообменное оборудование АС. Вода, нагретая в теплообменном оборудовании, поступает для охлаждения по отводящему каналу в поверхностный водный объект.

На действующих АС с прямоточной системой охлаждения используются следующие поверхностные водные объекты:

— озеро (Кольская АЭС);

— река (первая очередь Нововоронежской АЭС);

— морской залив (Ленинградская АЭС).

В состав гидротехнических сооружений действующих прямоточных систем охлаждения АС входят:

— водозаборные и водосбросные сооружения;

— водопроводящие сооружения (каналы, трубопроводы);

— регулирующие сооружения (сифонные колодцы, дюкеры);

— дамбы (берегоукрепляющие, ограждающие);

Рисунок А.1 — Принципиальная схема прямоточной системы технического водоснабжения на поверхностном водоеме-охладителе (энергоблоки №№ 1, 2 Нововоронежской АЭС, Кольская и Ленинградская АЭС)

А.2 Оборотная система охлаждения

Вода из водоема-охладителя по подводящему каналу поступает к насосной станции, затем по водоводам подается в теплообменное оборудование АС. Нагретая вода по отводящему каналу поступает в водоем-охладитель для охлаждения. Охлажденная вода снова поступает на водозаборные сооружения АС.

В состав гидротехнических сооружений действующих оборотных систем охлаждения АС входят:

— водозаборные и водосбросные сооружения;

— водопроводящие сооружения (каналы, трубопроводы, циркуляционные водоводы);

— регулирующие сооружения (сифонные колодцы, дюкеры);

— дамбы (берегоукрепляющие, ограждающие, струенаправляющие, струераспределительные);

— градирни и брызгальные бассейны;

— водоподпорные сооружения (гидроузлы, дамбы).

А.2.1 Водоем-охладитель руслового типа

Принципиальная схема оборотной системы охлаждения с водоемом-охладителем руслового типа представлена на рисунке А.2 .

А.2.1.1 Водоем-охладитель руслового типа образован с помощью гидроузла на реке. Гидроузел включает плотину и водосброс.

А.2.1.2 Водоем-охладитель оснащен струенаправляющей дамбой для равномерного распределения нагретой воды по акватории и струераспределительной дамбой для повышения охлаждающей способности воды.

А.2.1.3 Водоподпорным сооружением является гидроузел.

А.2.1.4 Режим регулирования водоема-охладителя — сезонный (попуск на гидроузле).

А.2.1.5 Подпитка водоема-охладителя осуществляется за счет речного стока.

Рисунок А.2 — Принципиальная схема оборотной системы технического водоснабжения с водоемом-охладителем руслового типа (Белоярская и Смоленская АЭС)

А.2.2. Водоем-охладитель озерного типа

Принципиальная схема оборотной системы охлаждения с водоемом-охладителем озерного типа представлена на рисунке А.3 .

А.2.2.1 Водоем-охладитель озерного типа представляет собой зарегулированную систему из озер.

А.2.2.2 Водоподпорным сооружением является гидроузел.

А.2.2.3 Для регулирования уровня воды в озерах предназначен гидроузел на реке, вытекающей из озера.

А.2.2.4 Подпитка водоема-охладителя осуществляется впадающими в озера ручьями.

Рисунок А.3 — Принципиальная схема оборотной системы технического водоснабжения с водоемом-охладителем озерного типа (Калининская АЭС)

А.2.3 Водоем-охладитель отсечного типа

Принципиальная схема оборотной системы охлаждения с водоемом-охладителем отсечного типа представлена на рисунке А.4 .

А.2.3.1 Водоем-охладитель отсечного типа образован путем отсечения мелководной части водохранилища ограждающими дамбами.

А.2.3.2 Водоем-охладитель оснащен струенаправляющей дамбой — для равномерного распределения нагретой воды по акватории.

А.2.3.3 Водоподпорным сооружением является гидроузел.

А.2.3.4 Режим регулирования водоема-охладителя — поверхностный водосброс.

А.2.3.5 Подпитка водоема-охладителя осуществляется насосами подпитки.

А.2.4. Водоем-охладитель наливного типа

Принципиальная схема оборотной системы охлаждения с водоемом-охладителем наливного типа представлена на рисунке А.5 .

А.2.4.1 Водоем-охладитель наливного типа может быть образован ограждающей дамбой с напорными откосами.

А.2.4.2 Водоем-охладитель оснащен струенаправляющей дамбой для равномерного распределения нагретой воды по акватории и (или) струераспределительной дамбой.

А.2.4.3 Водоподпорным сооружением является дамба с напорными откосами.

А.2.4.4 Для регулирования водоема-охладителя используется сифонный водосброс, и (или) система продувки и (или) перепускной шлюз.

А.2.4.5 Подпитка водоема-охладителя осуществляется насосами подпиточной воды.

А.2.5. Оборотная система охлаждения с сухими (мокрыми) градирнями

Принципиальная схема оборотной системы охлаждения с сухими градирнями представлена на рисунке А.6 .

А.2.5.1 Водохранилище может быть образовано в русле реки (ручья).

А.2.5.2 Водоподпорным сооружением является грунтовая плотина.

А.2.5.3 Подпитка системы происходит из водохранилища.

А.2.5.4 Техническая вода проходит через теплообменное оборудование АС, нагревается и затем охлаждается в воздушно-радиаторных охладителях (сухие градирни) или мокрых градирнях.

Рисунок А.4 — Принципиальная схема оборотной системы технического водоснабжения с водоемом-охладителем отсечного типа (Балаковская, Волгодонская АЭС)

Рисунок А.5 — Принципиальная схема оборотной системы технического водоснабжения с водоемом-охладителем наливного типа (энергоблок № 5 Нововоронежской АЭС, Курская АЭС)

Рисунок А.6 — Принципиальная схема оборотной системы технического водоснабжения охлаждения с сухими градирнями (Билибинская АЭС) и аналогичная схема с мокрыми градирнями энергоблоков №№ 3, 4 Нововоронежской АЭС на реке Дон

Приложение Б
(справочное)

Краткая характеристика систем технического водоснабжения действующих АС

Б.1 Балаковская АЭС (рисунок А.4)

Техническое водоснабжение Балаковской АЭС осуществляется по оборотной схеме из наливного водоема-охладителя отсечного типа, образованного отсечением мелководной части Саратовского водохранилища (река Волга) ограждающей дамбой.

Водонапорным сооружением служит дамба, отсекающая водоем-охладитель от Саратовского водохранилища.

Водоем-охладитель оснащен струенаправляющей дамбой для равномерного распределения нагретой воды по акватории.

Объем забранных водных ресурсов (подпитка) расходуется на компенсацию потерь воды за счет естественного и дополнительного испарения с зеркала водоема-охладителя и фильтрации через тело ограждающей дамбы.

Подпитка водоема-охладителя осуществляется из Саратовского водохранилища (река Березовка в зоне подпора).

Б.2 Белоярская АЭС (рисунок А.2)

Техническое водоснабжение Белоярской АЭС осуществляется по оборотной схеме с использованием водоема-охладителя руслового типа, созданного на реке Пышма.

Водоем-охладитель оснащен струенаправляющей дамбой для равномерного распределения нагретой воды по акватории.

Объем забранных водных ресурсов расходуется на компенсацию потерь воды за счет естественного и дополнительного испарения с зеркала водоема-охладителя.

Подпитка водоема-охладителя осуществляется за счет речного стока.

Б.3 Билибинская АЭС (рисунок А.6)

Техническое водоснабжение Билибинской АЭС осуществляется по оборотной схеме с использованием сухих градирен.

Водоподпорным сооружением является грунтовая плотина.

Объем забранных водных ресурсов расходуется на восполнение безвозвратных потерь.

Подпитка системы технического водоснабжения осуществляется из специально созданного водохранилища на ручье Б. Поннеурген.

Б.4 Волгодонская АЭС (рисунок А.4)

Техническое водоснабжение Волгодонской АЭС осуществляется по оборотной схеме с использованием водоема-охладителя отсечного типа, образованного отсечением глухой плотиной мелководной части Цимлянского водохранилища.

Забор воды осуществляется из Цимлянского водохранилища.

Для поддержания постоянного уровня воды служит плотина.

Водоем-охладитель оснащен струенаправляющей дамбой для равномерного распределения нагретой воды по акватории.

Объем забранных водных ресурсов расходуется на компенсацию потерь воды за счет фильтрации, продувки водоема-охладителя и потерь воды на дополнительное и естественное испарение с зеркала водоема-охладителя.

Подпитка пруда-охладителя осуществляется из Цимлянского водохранилища.

Б.5 Калининская АЭС (рисунок А.3)

Техническое водоснабжение Калининской АЭС осуществляется по оборотной схеме с использованием водоема-охладителя озерного типа, образованного на базе природных озер Удомля и Песьво, зарегулированных плотиной на реке Съежа, вытекающей из системы озер.

Забор воды осуществляется из озера Удомля, сброс — в озеро Песьво и озеро Удомля.

Для поддержания постоянного уровня воды служит гидроузел на реке Съежа.

Струенаправляющая дамба предотвращает прямое попадание нагретой воды в исток реки.

Объем забранных водных ресурсов расходуется на компенсацию безвозвратных потерь за счет естественного и дополнительного испарения из водоема-охладителя; на испарение и капельный унос с градирен и брызгальных бассейнов.

Дополнительные потери воды на естественное испарение рассчитывают по величине прироста площади водного зеркала при строительстве плотины.

Подпитка озер осуществляется за счет впадающих в них речек и ручьев.

Б.6 Нововоронежская АЭС (рисунки А.1, А.5 , А.6)

В техническом водоснабжении энергоблоков Нововоронежской АЭС применяются прямоточная и оборотная схемы.

Забор воды осуществляется из реки Дон.

Техническое водоснабжение для первого и второго энергоблоков осуществляется по прямоточной схеме водоснабжения с отведением подогретой воды в реку Дон.

Объем забранных водных ресурсов используется для охлаждения пара в конденсаторах турбин и на восполнение потерь оборотных систем водоснабжения третьего, четвертого и пятого энергоблоков за счет дополнительного испарения в водном объекте, фильтрации, продувки.

Объем забора исходной воды определяется по расходомерам, установленным на береговой насосной станции энергоблоков первой очереди.

Техническое водоснабжение третьего и четвертого энергоблоков осуществляется по оборотной схеме с использованием для охлаждения воды семи башенных градирен.

Объем забранных водных ресурсов определяется величиной подпитки, равной величине продувки, и объемом воды на компенсацию безвозвратных потерь воды за счет испарения и капельного уноса с градирен.

Подпитка осуществляется из прямоточной системы водоснабжения первого и второго энергоблоков.

Техническое водоснабжение пятого энергоблока осуществляется по оборотной схеме с использованием водоема-охладителя наливного типа.

Водоем-охладитель оснащен струенаправляющей дамбой для равномерного распределения нагретой воды по акватории и струераспределительной (водораспределительной) дамбой для повышения охлаждающей способности воды.

Объем забранных водных ресурсов расходуется на компенсацию потерь воды на фильтрацию, продувку и за счет естественного и дополнительного испарения с зеркала водоема-охладителя.

Подпитка водоема-охладителя осуществляется из системы оборотного водоснабжения третьего и четвертого энергоблоков.

Б.7 Кольская АЭС (рисунок А.1)

Техническое водоснабжение Кольской АЭС осуществляется по прямоточной схеме из природного озера Имандра.

Объем забранных водных ресурсов расходуется для охлаждения пара в конденсаторах турбин и другого теплообменного оборудования АС.

Объем забора исходной воды для энергоблоков определяется исходя из производительности насосов, установленных на береговой насосной станции.

В зимнее время часть нагретой воды после энергоблоков направляется на обогрев водозабора (аванкамер) блочных насосных станций по оборотной схеме. После обогрева аванкамер вода направляется в подводящий канал.

Таким образом, в зимний период общий объем исходной воды будет равен разности объемов воды, забираемой на охлаждение в теплообменном оборудовании АС, и оборотной воды, используемой для обогрева аванкамер.

Всего в течение года через конденсаторы турбин Кольской АЭС проходит около 12% воды озера Имандра.

Б.8 Курская АЭС (рисунок А.5)

Техническое водоснабжение Курской АЭС осуществляется по оборотной схеме с использованием водоема-охладителя наливного типа, специально созданного в левобережной пойме реки Сейм.

Для поддержания постоянного уровня воды служит ограждающая дамба с напорными откосами.

Водоем-охладитель оснащен струенаправляющей дамбой для равномерного распределения нагретой воды по акватории.

Объем забранных водных ресурсов расходуется на компенсацию потерь на фильтрацию и за счет естественного и дополнительного испарения с зеркала водоема-охладителя.

Сооружение для продувки расположено на левом берегу отводящего канала, но оно на практике не используется, так как достаточный водообмен осуществляется за счет фильтрации воды через ограждающую дамбу.

Подпитка водоема-охладителя осуществляется насосами подпиточной воды из реки Сейм.

Б.9 Ленинградская АЭС (рисунок А.1)

Техническое водоснабжение Ленинградской АЭС осуществляется морской водой по прямоточной схеме из Копорской губы Финского залива.

Объем забранных водных ресурсов расходуется на охлаждение пара в конденсаторах турбин и другого теплообменного оборудования АС и компенсацию потерь воды за счет дополнительного испарения в водном объекте.

Объем забора исходной воды для энергоблоков определяется исходя из производительности насосов, установленных на береговой насосной станции.

В зимнее время часть нагретой воды после энергоблоков направляется на обогрев водозабора (аванкамер) блочных насосных станций по оборотной схеме. После обогрева аванкамер вода направляется в подводящий канал.

Таким образом, в зимний период общий объем исходной воды будет равен разности объемов воды, забираемой на охлаждение теплообменного оборудования АС, и оборотной воды, используемой для обогрева аванкамер.

Б.10 Смоленская АЭС (рисунок А.2)

Техническое водоснабжение Смоленской АЭС осуществляется по оборотной схеме с использованием водоема-охладителя руслового типа, созданного на реке Десна.

Для поддержания постоянного уровня воды служит земляная плотина на реке Десна.

Равномерное распределение нагретой воды по акватории водоема-охладителя осуществляется двумя отводящими каналами с использованием существующего рельефа местности.

Объем забранных водных ресурсов расходуется на компенсацию потерь за счет естественного и дополнительного испарения с зеркала водоема-охладителя.

Потери воды на естественное испарение рассчитывают по величине прироста площади водного зеркала при строительстве плотины.

Подпитка водоема-охладителя осуществляется за счет речного стока.

Библиография

[1] Федеральный закон от 03.06.2006 № 74-ФЗ Водный кодекс Российской Федерации

[2] Методика расчета норм и нормативов водопотребления и водоотведения на АЭС, утверждена Минатомэнергопромом СССР, 1990 г.

[3] Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности, Стройиздат, 1982 г.

Источник