Атомная электростанция

Газотурбинная установка - тепловой двигатель, рабочее тело в котором остается газообразным во всех точках теплового цикла; состоит из турбин, компрессоров, устройств подвода теплоты, объединенных общей гидромеханической системой [6].

Газотурбинная установка в составе комбинированной АЭС предназначена для выработки электроэнергии и перегрева пара в сепараторе-пароперегревателе путем использования теплоты уходящих газов. Безопасная эксплуатация ГТУ заключается в обеспечении оптимальных условий как для персонала, так и для оборудования, в результате чего газовая турбина работает на номинальных параметрах в базовом или полупиковом и пиковом режимах.

При пуске и останове, а также во время работы турбоустановок лица, за исключением эксплуатационного персонала, не находятся на площадках вблизи люков, лазов, а также около фланцевых соединений и арматуры производящего пуск, останов или обслуживание агрегатов.

Температура поверхности изоляции турбоагрегата по СН 245-71 при температуре теплоносителя 1300°С должна быть не более 55°С. Изоляция рассчитана на поверхностную температуру 50°С при температуре воздуха в рабочей зоне. Все горячие поверхности турбоустановок и паропроводов, расположенные вблизи маслопроводов и против их фланцевых соединений изолированы и обшиты листовой сталью или алюминием для предохранения изоляции от пропитывания маслом.

Опасные участки внешних маслопроводов высокого давления заключены в специальные короба из листовой стали. Дно короба имеет уклон для стока масла к находящейся под контролем персонала специальной сбросной трубе достаточного сечения, направленной в дренажный канал. Крышка короба достаточно плотная, а сам короб при капитальных ремонтах проверяется на плотность заполнением водой. Маслопроводы, расположенные вне короба, отделены от горячих поверхностей металлическими защитными экранами, а их фланцы и другие места соединений (тройники, стыковые швы и пр.) -- заключены в специальные кожухи со сливом масла из них в безопасное место. Кожухи фланцевых соединений охватывают фланцы, сварные швы и участок трубы длиной 100--120 .мм от шва.

Полы помещения турбинного цеха содержаться сухими и чистыми. Пролитое масло немедленно насухо вытирается.Курение на ремонтных площадках категорически запрещается. На все время ремонта по согласованию с пожарной охраной отведены специальные обеспеченные урнами места для курения.

Испытание автомата безопасности производиться под непосредственным руководством начальника цеха или его заместителя, наблюдающего за скоростью вращения ротора турбины по тахометру. Остальной персонал, участвующий в испытании расставлен следующим образом; один - непосредственно у автомата безопасности, второй - у стопорного клапана, третий - у главной паровой задвижки. Перед проверкой автомата безопасности увеличением скорости вращения производится ручное выключение при номинальной скорости вращения с проверкой посадки стопорного клапана. Если при проверке автомата безопасности скорость вращения ротора турбины повысилась до уровня нормальной установки автомата, а автомат не сработал, турбина немедленно останавливается ручным выключением. При отказе ручного выключения турбина останавливается быстрым закрытием главной пусковой задвижки (байпаса).[4]

Подвальные помещения паровых турбин мы делаем просторными и хорошо освещенными. Все находящиеся в этих помещениях части (конденсаторы, насосы, трубы и пр.) расположены так, чтобы их можно было удобно и безопасно обслуживать. Газовпускные (стопорные) клапаны газовых турбин плотно запираются, которые установлены непосредственно на патрубке турбины. Пред пуском газовой турбины она прогревается газом при пониженной температуре настолько чтобы исключалась термической деформации металла. Газовые турбины снабжены, помимо обыкновенного регулятора, вторым «регулятором безопасности», сразу прекращающим доступ газа в случае опасного увеличения скорости вращения турбины. Отработавшие газы ГТУ удаляются в атмосферу через достаточно высокую дымовую трубу. Для уменьшения шума, производимыми выхлопными газами объем глушителя, если последний не имеет специальной конструкции, выполнен не менее 5 кратного объема рабочего хода цилиндра.

12. КОМПОНОВКА ГЛАВНОГО КОРПУСА

12.1 Общие сведения

Компоновка - это взаимное расположение в строительных конструкциях здания отдельных агрегатов, связанных между собой единым технологическим процессом. Наибольшее внимание уделяется компоновке главного корпуса. Под главным корпусом понимается здание, в котором располагается основное технологическое оборудование - реактор, парогенераторы, турбины, конденсаторы, электрогенераторы и все вспомогательное оборудование, непосредственно связанное с ними.

Компоновка главного корпуса подчинена основному гигиеническому принципу подразделения на зоны. В составе зоны строгого режима главного корпуса имеются помещения необслуживаемые, в которых разрешается только периодическое пребывание людей во время работы реактора. Компоновка главного здания должна предусматривать вход в помещения зоны строгого режима только через санпропускник. Для прохода после останова реактора из полуобслуживаемых помещений в необслуживаемые имеется санитарный шлюз. Для доставки материалов, оборудования, приборов и инструментов в зону строгого режима предусматривают отдельные входы и транспортные въезды с механизированной разгрузкой.

В главном корпусе к зоне строгого режима относят: центральную часть зала с реактором и смонтированным на нем оборудованием, шахты перегрузки и выдержки, а также помещения, в которых располагают оборудование и проходят трубопроводы контура радиоактивного теплоносителя. В эту же зону входя помещения, где проводят работы, связанные с вскрытием загрязненного оборудования или сопровождающиеся периодическим загрязнением радиоактивными веществами.

К зоне свободного режима относят операторские щитовые и другие помещения, предназначенные для постоянного пребывания людей. Здесь влияние ионизирующей радиации на обслуживающий персонал за шестичасовой рабочий день не превышает допустимых норм. Машинный зал двух- и трехконтурных АЭС считается зоной свободного режима, а одноконтурных (т.е. с подачей радиоактивного пара) - зоной строгого режима. Вход в помещения зоны свободного режима предусматривают через бытовые помещения обычного типа.

Удельная кубатура здания (м3/кВт) - один из показателей совершенства компоновки. Увеличение единичной мощности основных агрегатов станции способствует снижению этого значения.

Каркас главного здания, воспринимающий все нагрузки от оборудования и передающий их на фундаменты, обычно выполняют в сборном железобетоне. Глубина залегания и размеры фундамента определяются свойствами грунта и нагрузками от оборудования с учетом монтажных нагрузок. Колонны каркаса здания устанавливают с шагом 6 или 12 м в продольном направлении; в поперечном - расстояние между колоннами определяется пролетом помещения. Через каждые 48-96 м предусматривают температурные швы. Для устойчивости здания в продольном направлении колонны соединяют между собой балками, в поперечном направлении устойчивость обеспечивается ригелями, по верху которых укладывают ребристые плиты, образующие межэтажные перекрытия. Кровельные перекрытия делают из специальных плит, уложенным по фермам. Стеновое заполнение между колоннами выполняют из железобетона или армопенобетонных панелей.

Для уменьшения требуемого количества строительных материалов (в особенности дефицитных), сокращения сроков строительства и удешевления строительной части станции площадь и периметр стен, а также высота и объем главного здания должны быть минимальными. Это достигается прежде всего компактным расположением оборудования, сокращающим длину всех соединительных трубопроводов и облегчающим обслуживание однотипичного оборудования.

К началу выполнения основных монтажных работ строительные работы должны быть сделаны в максимальном объеме. Одновременно со строительством монтируют оборудование, требующее больших монтажных проемов, - корпус аппарата, парогенераторы, опоры ГЦН, компенсатор объема, мостовые краны и др. Для монтажа оборудования, не проходящего в люки и двери, в строительных конструкциях предусматривают временные монтажные проемы.

Выбор типа главного здания и компоновка оборудования в нем оказывают большое влияние на надежность и экономичность работы электростанции, на удобства эксплуатации, условия труда персонала, а также позволяют полностью механизировать и автоматизировать производственные процессы. Компоновка оборудования в главном здании АЭС должна предусматривать и обеспечивать:

1) надежную, безаварийную и безопасную эксплуатацию оборудования и выполнение специальных санитарных норм проектирования и эксплуатации АЭС;

2) удобство эксплуатации с наименьшим числом эксплуатационного персонала;

3) возможность проведения ремонтных работ в короткие сроки с высоким качеством;

4) удобство монтажа оборудования и механизацию всех основных работ;

5) наиболее целесообразную связь между цехами главного здания с другими объектами станции, а также с подъездными путями.

Удовлетворение большей части этих требований наилучшим образам обеспечивается при соблюдении для компоновки оборудования логической последовательности технологической схемы станции. При этом однотипные элементы располагают так, чтобы обеспечивалась легкость ориентации и правильность действий эксплуатационного персонала, особенно в аварийной обстановке. Взаимное размещение связанных между собой устройств и оборудования должно предупреждать возможность нарушения технологического процесса.

Особое значение при компоновке приобретает доступность оборудования и относящихся к нему коммуникаций для ремонта, с чем связано также продуманное расположение проходов, лестниц, площадок и подъемно-транспортных устройств. Для монтажа и ремонта оборудования устанавливают грузоподъемные механизмы (мостовые краны, электротали и др.). В машинный зал и реакторных цех вводят железнодорожный путь широкой колеи для транспорта тяжелых частей оборудования, как это показано на чертеже. В главном здании предусматривают грузовые и пассажирские лифты для подъема на верхние этажи, а также необходимые емкости для соответствующих запасов питательной воды и конденсата и другие баки, необходимые для надежности технологического процесса электростанции.

Важным объектом, располагаемым в главном здании, является блочный щит управления (БЩУ). Размещение на нем наглядной схемы оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры для всех параметров основных установок блока, организация рабочих мест и их освещенность должны обеспечивать четкое и легкое управление технологическим процессом. С учетом важности его функционирования на случай возникновения пожара на БЩУ на АЭС сооружается резервный щит управления (РЩУ), который не следует располагать вблизи БЩУ.

В непосредственной близости к обслуживаемым агрегатам должна быть обеспечена допустимая (невысокая) температура воздуха. Это необходимо учитывать при компоновке и особенно при трассировке паропроводов.

При расширении АЭС целесообразно принимать для последующих очередей принципиально такую же компоновку, как и для первой, так как эксплуатация однотипного оборудования проще и потому надежнее. Однако сохранение тех же решений, что и для первой очереди, целесообразно только в том случае, если основное оборудование используется не только того же типа, но и той же единичной мощности.

12.2 Компоновка машинного зала

Оборудование турбинного цеха размещают на двух уровнях: наверху - обычно турбину, генератор и возбудитель, внизу - конденсаторы, циркуляционные насосы, регенеративные подогреватели. В конце машинного зала оставляют монтажный проем, позволяющий вести ремонтные и монтажные работы внизу (на уровне отметки земли). Конденсационное и вспомогательное оборудование может обслуживаться тем же краном, что и турбогенераторы. Для монтажа и ремонта турбогенераторов машинный зал должен быть оборудован мостовыми кранами с грузоподъемностью, соответствующей весу статора генератора или самой тяжелой части турбины, поднимаемой при ремонте, если монтаж статора генератора производится специальным приспособлением.

Машинный зал может быть с продольным расположением турбин относительно его длины. Продольное расположение выполняют только «цугом», т.е. один турбогенератор за другим. Встречное продольное расположение турбин, т.е. размещение с регулирующими органами, обращенными друг к другу, не применяют, так как вспомогательные устройства каждых двух турбин при этом будут иметь зеркальное, а не одинаковое расположение, что может вызвать ошибки эксплуатационного персонала.

Основные размеры машинного зала - высота, длина и пролет (ширина). Длина и пролет зависят от числа и мощности турбин. Для одних и тех же исходных условий при продольном размещении турбин длина машинного зала больше, а пролет меньше, чем при поперечном расположении. Уменьшение пролета упрощает строительные конструкции, уменьшает массу и размеры мостового крана, улучшает освещенность. При поперечном размещении сокращается длина паропроводов из реакторного (или реакторно-парогенераторного) цеха к головному цилиндру турбины. Расположение паровпуска в сторону реакторного зала, а генератора в сторону фасадной стены машинного зала обеспечивает удобство вывода токопроводов к повышающим трансформаторам.

Верхний этаж машинного зала называют обычно турбогенераторным, нижний - конденсаторным, так как в основном он занят конденсаторами. В связи с необходимостью температурных расширений выхлопного патрубка турбины, соединенного с корпусом конденсатора, последний опирается обычно на пружинные опоры.

В верхней части конденсаторного помещения, непосредственно под площадками турбогенератора прокладывают основные паропроводы, подводящие свежий пар к турбине. Компоновка вспомогательного оборудования (взаимное расположение питательных насосов и подогревателей высокого давления, распределительных паровых коробок и паровпускных органов турбины, подогревателей низкого давления по отношению к фланцам патрубков отбора пара из турбины и других агрегатов) делается с учетом удобства трассировки и компенсирующей способности соединительных трубопроводов.

Оборудование, связанное с внешними выходами (циркуляционные насосы, подогреватели и насосы сетевой воды и т.п.), устанавливают у наружной стены машинного зала. Размещение подогревателей регенеративной системы зависит от расположения турбогенераторов установки.

Для обслуживания вспомогательного оборудования, установленного в Конденсаторном помещении, используют мостовой кран машинного зала, причем снимают соответствующие металлические площадки у турбогенераторов. Через конденсаторное отделение |tpo-ходит также фундамент турбогенераторов. Высота его (отметка площадки обслуживания возле генератора) определяется в основном размерами конденсатора: в зависимости от мощности турбогенераторной установки она составляет 7-12 м. Высота установки мостового крана, а следовательно, и высота всего машинного зала определяются возможностью транспортировки оборудования на монтажную площадку, а также требуемым пространством для выемки трубок вертикальных теплообменных аппаратов.

Верхний и нижний этажи машинного зала у каждой турбины соединяют системой металлических лестниц. В турбогенераторном помещении со стороны паровой турбины для ее обслуживания размещают рабочую площадку с тепловыми щитами и приводами основной арматуры трубопроводов и некоторыми вспомогательными устройствами. Со стороны электрического генератора оставляют свободное место для электрических выводов генератора, выемки его ротора и установки газового охлаждения.

Для больших выходных площадок проточной части турбины подвальное расположение конденсаторов приводит к значительному изменению проходных сечений для пара при его поступлении в конденсатор. Наибольшие выходные площади турбины характерны для мощных тихоходных машин. Для таких условий может оказаться целесообразным отказ от подвального расположения конденсаторов и переход к боковому расположению. При этом сечения для входа пара в конденсатор существенно увеличиваются. Компоновочно появляется возможность размещения боковых конденсаторов на двух отметках. При этом каждая часть бокового конденсатора получается более компактной, а включение их последовательно по охлаждающей воде позволяет при прежнем вакууме второго по ходу воды конденсатора получить в первом по ходу воды и, следовательно, в целом для конденсатора более глубокий вакуум в тех же пределах температур охлаждающей воды.

12.3 Компоновка реакторного и реакторно-парогенераторного цехов

Компоновку реакторно-парогенераторного цеха двухконтурных АЭС с ВВЭР выполняют внутри герметичной защитной железобетонной оболочки. Для реактора ВВЭР-1000 диаметр цилиндрической части 47,7 м, высота 67,5 м. В верхней части она перекрыта сферическим куполом. Оболочка обеспечивает совместно с другим оборудованием радиационную защиту в период МПА и биологическую защиту в нормальной эксплуатации. Внутри защитной оболочки герметичных помещений не делают, а сооружают биологическую защиту в основном из железобетона. К ней относятся круговая железобетонная стена толщиной 1-1,5 м между реактором и парогенераторами, перекрытия, стены бассейна выдержки.

Корпус реактора двухконтурной АЭС располагается в железобетонной шахте, герметично отделяющей его от остального оборудования и являющейся не только биологической защитой, но и фундаментом для корпуса. Заглубление реактора, применявшееся ранее, в современных компоновках не используется. Это существенно ускоряет и удешевляет строительство, так как не требует рытья котлована. Кроме того, снимается влияние грунтовых вод как в период строительства, так и эксплуатации, когда грунтовые воды могут проникать в боксы, создавая дебалансовые воды и необходимость их дезактивации. Гидроизоляция становится безнапорной, исключаются работы по дренажу основания.

Для проведения перегрузки топлива между крышкой и верхним защитным колпаком реактора как продолжение шахты реактора образуется бассейн перегрузки. В связи с необходимостью съема крышки корпуса для целей перегрузки в реакторно-парогенераторном цехе необходимы мостовой кран и резервирование места, на которое опускается снятая крышка. Второй кран меньшей грузоподъемности используется для всех остальных операций.

13. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Расположение всех сооружений атомной электростанции на отведенной ей промышленной площадке называется генеральным планом АЭС. Составление генерального плана АЭС должно решаться как взаимосвязанное со всеми техническими решениями по отдельным элементам станции, с учетом компоновки главного корпуса и с учетом особенностей выбранной площадки для строительства.

Основные требования к выбору места строительства АСЭ диктуются стремлениями уменьшить стоимость строительства и способствовать повышению экономичности и надежности эксплуатации. Расположение станции должно быть согласовано с перспективным планом развития района.

Целесообразно любую электростанцию располагать в центре электрических нагрузок, которые ей надлежит покрывать. Это не всегда удается, особенно для гидростанций. Для тепловых электростанций на органическом топливе приходится считаться с близостью к району добычи топлива, особенно когда идет речь о низкокалорийных углях. Атомные станции свободны от этого требования, и в этом одно из преимуществ.

При выборе места строительства любой тепловой электростанции, в том числе и атомной, необходимо считаться с близостью и удобством использования источника технического водоснабжения. Особенно это важно для конденсационных электростанций, в конденсаторе которых конденсируется значительная часть пара, поступающего в турбину. Так как турбины насыщенного пара, характерные для атомных электростанций, требуют значительно большего расхода циркуляционной воды, то для АЭС условия, связанные с техническим водоснабжением, играют иногда решающую роль при выборе места строительства. Обязательное условие - незатопляемость территории при любом уровне паводковых вод. Совершенно необходима простая и удобная связь с железной дорогой, пользоваться которой придется как при строительстве (подвоз строительных материалов и оборудования), так и в процессе эксплуатации (доставка свежего, вывоз отработавшего ядерного горючего и т.п.).

Любой мощной атомной электростанции предстоит работать в электрической системе, поэтому площадка для строительства должна обеспечивать удобный вывод высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП). Площадку и ее размеры выбирают с учетом возможного расширения АЭС, т.е. исходя из размещения оборудования полной мощности станции, а не только первой очереди строительства. Причем некоторые сооружения строят, исходя из полной мощности станции, а другие - с учетом возможного их расширения при минимальной стоимости их и максимальном удобстве эксплуатации. По размерам площадку выбирают достаточной для рационального по условиям технологического процесса размещений всех необходимых зданий и сооружений. Рельеф местности должен быть ровным, не требующим планировочных работ, с минимальным поверхностным стоком (уклон 0,005 - 0,01).

Затраты на отчуждение земель под строительство электростанции (снос жилых поселков, лесных и сельскохозяйственных угодий) допускаются минимальными, причем в первую очередь следует использовать не колхозные земли, а земли Госфондов. Недопустимо расположение предполагаемой площадки в районе залегания полезных ископаемых или распространения оползней и осыпей, а в вечной мерзлоте станции следует строить только на скальных основаниях. Для обоснованного выбора площадки проводятся топогеодезические изыскания, инженерно-геологические работы (изучение режима грунтовых вод и исследования состава и строение пород), а также гидрологические и метеорологические изыскания (дебит и уровни источника водоснабжения, паводковые режимы и др.); изучается естественная радиационная обстановка в районе размещения АЭС для последующего сопоставления с ней дальнейших по уровню радиации, наблюдаемой при эксплуатации АЭС.

Стремление максимально защитить население от воздействия повышенно радиации при возникновении на АЭС максимальной проектной аварии побудило защитные мероприятия, предусмотренные проектом самой АЭС, дополнить нормированием минимального расстояния до ближайшего населенного пункта: до 25 км при численности населения до 300 000 человек и до 40 км при численности населения 1 млн. и более. На основе опыта эксплуатации электростанций можно ожидать в дальнейшем сокращения требуемых расстояний от АЭС до городов, что сделает более перспективным строительство теплофикационных атомных электростанций.

При выборе площадки для строительства следует отдавать предпочтение участкам с глубоким стоянием грунтовых вод с мощными слоями глинистых и суглинистых водоупорных грунтов. Уровень грунтовых вод предпочтителен не менее чем на 1,5 м ниже дна подземных емкостей, заполняемых радиоактивными отходами. В противном случае сооружение таких хранилищ удорожается за счет необходимости производства сложных гидроизоляционных работ.

Атомную станцию располагают с подветренной стороны по отношению к ближайшему населенному пункту. Участок, отводимый для АЭС, должен хорошо проветриваться, поэтому при изысканиях следует особое внимание обращать на ветровой режим. Вокруг АЭС создаются санитарно-защитная зона и зона наблюдения, размеры которых устанавливаются по согласованию с органами санитарного надзора с учетом конкретных условий площадки.

В санитарно-защитной зоне располагают здания и сооружения подсобного и обслуживающего назначения: пожарные депо, прачечные, помещения охраны, гаражи, склады (за исключением продовольственных), столовые для обслуживающего персонала, административные и служебные здания, здравпункты, ремонтные мастерские, транспортные сооружения, сооружения технического водоснабжения и канализации, временные и подсобные предприятия строительства и т.д. В пределах санитарно-защитной зоны исключается проживание населения и расположения школ, но допустимы выпас скота и размещение сельхозугодий.

Вокруг пункта подземного хранения жидких радиоактивных отходов устанавливают дополнительную санитарно-защитную зону, ширину которой выбирают, исходя из местных гидрогеологических условий, количества и состава удаляемых жидких отходов. В пределах этой зоны запрещается использовать поверхностные и подземные воды для хозяйственно-питьевого и сельскохозяйственного водоснабжения.

Территория промышленной площадки АЭС и ее жилого поселка должна быть озеленена, а безрельсовые пути в их пределах - заасфальтированы. Кроме того, необходимо предусматривать устройства или механизмы для периодической обмывки транспорта и подъездных путей. При размещении производственных зданий и сооружений промышленную площадку станции условно разделяют на «чистую» зону и зону возможного загрязнения. Эти зоны должны четко отделяться друг от друга, причем предусматриваются устройства для дозиметрического контроля и обмывки транспортных средств и путей сообщения между зонами.

В зоне возможного загрязнения располагают главное здание, хранилища радиоактивных отходов, спецводоочистку, газгольдеры выдержки, мастерские для ремонта оборудования, загрязнение которого возможно. Эти здания должны находиться с подветренной стороны по отношению к другим строениям; административные помещения и столовую для эксплуатационного и ремонтного персонала располагают в «чистой» зоне промышленной площадки; хозяйственно-питьевое и производственное водоснабжение разделяют. Связи между зданиями осуществляются с помощью проходных тоннелей и закрытых эстакад, чтобы обеспечить удобный проход персонала по всей площадке АЭС.

Для удаления и обезвреживания жидких отходов, не содержащих радиоактивных веществ, сооружают хозяйственно-фекальную и производственно-ливневую канализации. Кроме того, предусматривают специальную канализацию для радиоактивных стоков, включающую в себя собственно технологическую (трапные воды, растворы после дезактивации контура теплоносителя, воды «активного» дренажа, сбросы из системы теплоносителя и др.), а также стоки от спецпрачечной, очистных устройств. Жидкие радиоактивные отходы попадают в очистные сооружения, имеющиеся как в отдельных помещениях, так и в зданиях реакторов. Трубопроводы с активными жидкостями прокладывают изолированно от других коммуникаций для локализации возможных аварий и ликвидации их без нарушения нормальной эксплуатации. Прокладка этих трубопроводов должна предусматривать возможного быстрого обнаружения утечек. Трубопроводы спецканализации малоактивных растворов (до 10-5 Ки/кг) можно укладывать непосредственно в грунт с устройством колодцев через каждые 40-50 м по длине. Если грунт водонасыщен, то эти трубопроводы укладывают в каналах (лотках) с надежной гидроизоляцией, предотвращающей проникновение раствора в грунт. Каналы (лотки) снабжают устройствами для обнаружения и ликвидации протечек. Все эти коммуникации строят с уклоном в сторону их опорожнения.

Для строительства АЭС рекомендуется площадка прямоугольной формы. Генеральный план промышленной площадки обосновывает удобное взаимное расположение всех наземных зданий и подземных инженерных сооружений с учетом организации внутриплощадочного транспорта (автомобильного и железнодорожного). На генеральном плане должны быть размещены: главное здание станции, распределительное устройство, повысительная подстанция, хим-водоочистка, административно-бытовой корпус, подсобные здания (мастерские, склады, гараж и т.п.) и проложены коммуникации водопроводов и канализаций, а также подъездные железнодорожные и автомобильные пути.

Мощности АЭС в настоящее время принимаются большими - 4-6 млн. кВт. Поэтому атомные электростанции строят очередями, но генеральный план составляют на полную мощность.

При использовании оборотного водоснабжения на генеральном плане предусматривается место для расположения охладителей для блоков, следующих после первой очереди. Расстояние между градирнями должно быть при расположении в одном ряду равным 0,5 диаметра градирни, а между рядами градирен - 0,77 диаметра. Необходимо выдерживать и расстояние от брызгальных бассейнов и градирен до всех зданий станции и особенно до открытого распределительного устройства. Обычно в зависимости от сила господствующих ветров их направления все основные сооружения отдаляют от градирен на 20-40 м, а подстанцию - на 40-60 метров. Для брызгальных бассейнов эти цифры увеличивают соответственно до 60-100 и 60-120 метров. Если эти условия не будут соблюдены, то возможен занос в сооружения водяных паров и капельной влаги, которые могут нарушить эксплуатацию и вызвать аварию в зимних условиях, создав наледи на оборудовании и линиях электропередач.

Все здания размещают с учетом пожарных норм, с обеспечением подъезда к ним. Железнодорожные подъезды к главному корпусу подведены как со стороны машинного зала, так и со стороны реакторного помещения. Маслохозяйство и азотно-кислородную станцию для большей пожарной безопасности размещают на окраинах промышленной площадки с расстояниями от ближайших сооружений 20-30 метров. Их здания сооружаются на полную мощность АЭС.

Главный корпус станции располагают на расстоянии не менее 20 м от любого из зданий. Всю территорию АЭС огораживают. Расстояние от ограды должно быть не менее 6 м до любого из сооружений АЭС, кроме брызгального бассейна, для которого оно увеличивается до 20 метров. Кроме того, при сооружении следующих очередей эксплуатируемая часть должна отделяться от строящейся, причем расширение АЭС должно быть организовано так, чтобы не снижать надежности и безопасности работы действующих блоков.

К началу эксплуатации электростанции в соответствии с проектом на территории станции должны быть закончены и такие работы, как планировка, благоустройство и озеленение соответствующей части территории; устройства для организованного отвода ливневых вод от зданий, сооружений с территории; автомобильные дороги, пожарные проезды и подъезды со всеми устройствами на них. дренажные и канализационные системы, хозяйственный, питьевой и пожарный водопроводы, средства тушения пожаров, санитарно-бытовые устройства, канализация и отопление; сети наружного освещения. Скрытые под землей водопроводы канализационные и теплофикационные устройства, газопроводы, а также подземные кабели в местах, не имеющих постоянных сооружений, для ориентира должны иметь на поверхности земли специальные указатели.

Важным при проектировании генерального плана АЭС является вопрос о том, сколько блоков и сколько очередей размещать в главном корпусе АЭС. В начале развития АЭС в одном здании главного корпуса размещалось несколько блоков, например, 1, 2, 3 и 4-й энергоблоки Нововоронежской АЭС. Габариты здания при этом получались меньше, соединительные коммуникации - короче.

Однако при совместном расположении блоков в одном здании усложняется эксплуатация в период строительства других блоков, хуже разворот работ для строящегося блока. Сооружение главных корпусов для каждого блок увеличивает размер площадки АЭС и длину коммуникаций. Но большие удобства такого решения как для сооружения и монтажа, так и для эксплуатации привели к тому, что оно считается предпочтительным, тем более единичные мощности современных блоков АЭС стали очень большими - 1 млн. и 1,5 млн. кВт. Для АЭС с РБМК-1000 сомкнуто строятся только два блока с расположением между ними спецводоочистки, обслуживающей оба блока, и расположением на ней вентиляционной трубы. Для АЭС с ВВЭР-1000 каждый блок имеет отдельный главный корпус со своей вентиляционной трубой, а СВО всех блоков (кроме СВО-1 и СВОЗ) сооружаются в отдельном здании, общем для всех блоков.

Габариты сооружений самой АЭС показаны сплошными линиями; пунктирными линиями показаны сооружения, действующие в период монтажа и демонтируемые после его завершения. АЭС сооружается четырьмя очередями, каждая мощностью 1000 МВт с реакторами ВВЭР-1000. Главный корпус 1 состоит из двух частей для размещения в них реакторного и турбинного цехов. Стены этих двух частей в процессе строительства не сомкнуты для прохода между ними крана, располагаемого вне здания, что создает удобство для строительства и монтажа. Герметичная защитная цилиндрическая оболочка реакторного отделения имеет квадратную обстройку, в которой располагаются вспомогательные устройства. На обстройке размещена вентиляционная труба 2 блока. Для всех блоков сооружен единый корпус спецводоочистки 3 со своей наземной вентиляционной трубой 4. Мощность ее невелика, и она может выполняться как металлической, так и железобетонной. Открытая установка трансформаторов 5, примыкающая к главному корпусу со стороны машзала, соединена с открытым распредустройством 6, из которого вырабатываемая АЭС электроэнергия передается в энергосистему через ЛЭП. Распредустройст-во имеет свое обособленное ограждение. В непосредственной близости от главного корпуса в отдельном здании расположена дизель-генераторная станция 7, в которой каждый из ее трех агрегатов (по числу каналов СОБ) вместе со всем вспомогательным оборудованием размещен в самостоятельной строительной ячейке, отделенной от соседней противопожарной стеной.

Каждый блок имеет свою насосную станцию 8 для подачи из водохранилища в главный корпус охлаждающей воды по подводящему каналу 9 и отводу ее из корпуса обратно в водохранилище по каналу 10. Также на генплане показана струенаправляющая дамба, препятствующая смешению теплой и холодной воды.

Техническая вода, охлаждающая воду промконтура, имеет отдельный от водохранилища охладитель - брызгальные бассейны 11, расположенные в большом удалении от открытой подстанции. Каждый бассейн обслуживает один главный корпус. Предусмотрены два резервных бассейна для возможности отключения и очистки работающих бассейнов.

На АЭС имеется единый вспомогательный корпус 12, в котором располагается механические мастерские и химводоочистка с отдельно вынесенным складом сухих солей 18.

Азотно-кислородная станция 13 размещена в отдельном здании для большей пожарной безопасности. То же относится и к объединенному мазуто-маслохозяйству 14, вблизи от которого расположены пожарные депо 21 и небольшая пускорезервная котельная ./5, работающая на мазуте. Ее используют для пусковых операций, но в особо холодные периоды пар может подаваться в пиковые подогреватели сетевой воды.

При проведении химических предпусковых очисток получается большое количество нерадиоактивных вод. Для их отстоя предусмотрен шламоотвал 19. За пределы площадки вынесены канализационные очистные сооружения 22, располагаемые вблизи водохранилища.

На генплане показаны также ограждение территории АЭС и железнодорожные пути, умеющие двусторонние въезды в каждый главный корпус.

Монтажная площадка непосредственно примыкает к территории АЭС. Она рассчитана на сооружение также и жилого поселка.

14. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Расчет технико-экономических показателей АЭС производится на основе данных, полученных при выборе тепловой схемы станции, основного оборудования АЭС, энергетических характеристик реактора, турбины и другого оборудования.

Общий расход теплоты на турбоустановку для выработки электроэнергии:

, где

УПк-коффициент, учитывающий отклонение к-го параметра от номинального значения, %.

Удельный расход теплоты на выработку электроэнергии без учета собственных нужд:

Удельный расход теплоты нетто турбинного отделения

, где

, -расход теплоты и электроэнергии на собственные нужды.

КПД турбинного отделения брутто и нетто

КПД турбинного отделения брутто и нетто

, .

Количество теплоты, отпускаемого от реактора в течение года

, где

-расход теплоты на собственные нужды реактора, %

КПД АЭС нетто, с учетом энергии ,затрачиваемой на собственные нужды

, где

-доля мощности, расходуемая на собственные нужды АЭС, %.

Удельный расход выгоревшего ядерного топлива

Общий расход ядерного топлива

Удельные капиталовложения

;

Удельные приведенные затраты на 1 кВт установленной мощности

Удельные приведенные затраты на 1 кВт·ч отпущенной электроэнергии

Себестоимость электроэнергии, отпускаемой с шин электростанции

Топливная составляющая себестоимости

;

Составляющая себестоимости условно-постоянных расходов

Показатель фондоотдачи АЭС

, где

Цээ-неизменная цена на электроэнергию, Цээ=0,04 у.е./кВт·ч

Коэффициент использования установленной мощности

,

где Ni, -номинальная и средняя мощность АЭС.

.

Сводная таблица технико-экономических показателей выбранного варианта

15. БЕЗОПАСНОСТЬ АЭС. ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ

15.1 Безопасность ядерных энергетических установок

Общие сведения. Под безопасностью АЭС понимается ее способность обеспечить защиту обслуживающего персонала, населения и окружающей среди от радиационного воздействия как при нормальной эксплуатации, так и при возможных отклонениях от нормального режима вплоть до аварий.

В современном мире человек подвергается воздействию самых различных источников излучения, начиная с естественного фона и заканчивая различными бытовыми устройствами (например, телевизор, монитор и т.д.).

В год человек получает дозу радиоактивного облучения, равную 0,4 бэр []. Установлено, что такая доза фонового радиоактивного облучения безопасна для человека. Международная комиссии по радиационной защите на основе данных о действии радиации па человека и с большим коэффициентом запаса установила предельно допустимую дозу облучения, равную 5 бэр в год для лиц, работающих с источниками радиоактивного излучения и предельную дозу 0,5 бэр в год для населения, проживающего вблизи АЭС. Такие дозы в настоящее время приняты большинством стран, где работают и сооружаются ядерные энергоустановки. Это позволяет обеспечить высокую степень безопасности и свести к минимуму риск, связанный с гибелью человека от радиации.

Единицы активности ионизирующего излучения. Ионизирующее излучение действует на человеческий организм, непосредственно пронизывая клетки человеческого тела у-квантами или частицами (б, в и нейтронами). Биологическое действие нейтронов, б-, в-, г-излучення заключается в ионизации атомов элементов, входящих в состав молекул, которые образуют клетки живого организма. В результате происходит разрушение клеток и накопление в организме продуктов распада. Вызванное этим процессом заболевание носит название лучевой болезни.

Как уже указывалось, для количественной оценки активности радиоактивного вещества используется беккерель. Один беккерель равен активности элемента, при которой в течение одной секунды происходит одни распад.

В дозиметрии ионизирующего излучения по-прежнему широко, используется биологический эквивалент рентгена (бэр). Это количество любого вида излучения, поглощенного и ткани организма, эквивалентное по своему биологическому действию одному рентгену г-излучения.

Доза излучения, отнесенная к единице времени, называется мощностью дозы (бэр/с).

Источники ионизирующего излучения могут находиться как вне, так и внутри организма человека. Соответственно выделяют внешнее облучение и внутреннее. Кроме того, различают общее облучение и местное. В первом случае это суммарное облучение организма под действием внешних и внутренних источников излучений. Во втором -- облучение части организма.

С учетом воздействия получения на организм было введено понятие предельно допустимой дозы (ПДД). Это годовой уровень облучения персонала, не вызывающий при равномерном накоплении дозы в течение 50 лет обнаруживаемых современными методами неблагоприятных изменений в состоянии здоровья как самих облучаемых, гак и их потомства.

Проникновение внутрь организма радиоактивных веществ приводит в ряде случаев к значительным накоплениям нх в той или иной части тела или отдельном органе человека. При этом создается местный...