☰ Меню
+7 (831) 334-75-40 +7 (800) 222-45-62
Звонок по России бесплатно
Нижегородская область, г. Дзержинск, ул. Гайдара, 75 acs@acs-nnov.ru

Градирни АЭС

Что такое АЭС и как работает?

ТЭЦ, АЭС, различные заводы для охлаждения самых разнообразных аппаратов используют техническую воду. Очень часто вода циркулирует по замкнутому контуру, поэтому необходимо её эффективное охлаждение после того, как она отберет излишнее тепло от охлаждаемых агрегатов. Градирни в технологическом процессе служат именно для этой цели.

Башенные градирни АЭС

Ответьте на 3 вопроса и получите бесплатную консультацию инженера-технолога по градирням

Наш инженер-технолог ответит на все интересующие вас вопросы, приведет примеры из отрасли, а также соберет исходные данные для подбора оборудования и выставления ТКП

Пройти тест

На объектах энергетики объемы водооборотных циклов огромны. Ранее мы писали, для чего требуются градирни на ТЭЦ. Давайте разберемся, как работают охлаждающие установки на АЭС.

Атомная электростанция, или сокращенно АЭС - это ряд технических сооружений, служащих для выработки электроэнергии, получаемой в результате преобразования энергии контролируемой ядерной реакции.

Давайте подробнее разберемся, что же такое атомная электростанция.

Атомные электростанции можно разделить по нескольким критериям:

  1. По типу реактора
  • Реакторы на тепловых нейтронах
  • Реакторы на лёгкой воде
  • Реакторы на тяжёлой воде
  • Реакторы на быстрых нейтронах
  • Термоядерные реакторы
  1. По виду вырабатываемой энергии
  • Электроэнергия
  • Электроэнергия и тепловая энергия

Для получения электроэнергии путем ядерной реакции используются несколько основных радиоактивных веществ – торий, уран, плутоний.

Торий на сегодняшний день не используется как топливо на АЭС, его сложно переработать в тепловые элементы, а дальнейшая переработка очень дорогая.

Плутониевое топливо не применяют в атомной энергетике ввиду того, что это вещество с очень сложным составом, система полноценного и безопасного его применения до сих пор не разработана.

Сегодня в качестве активного элемента используют только уран.

Добывается он несколькими способами:

1. Открытым способом в карьерах

Добыча урана в карьере

2. Закрытым способом в шахтах

Добыча урана в шахте

3. Подземным выщелачиванием, при помощи бурения шахт

Подземное выщелачивание урана

Самые распространенные способы - карьерный и шахтный. Выщелачивание, хотя и наиболее экологичный и безопасный, менее распространен.

Самые крупные месторождения урана расположены в Австралии, Казахстане, России и Канаде.

В разных странах и разных месторождениях эффективность добычи этого радиоактивного металла может сильно отличаться. Например, в России, в среднем, из одной тонны руды получают около 1,5 килограмм урана.

Для того, чтобы уран стал топливом, он проходит сложный путь.

Для преобразования добываемого урана в топливо, отвечающее требованиям ядерного реактора, нужны еще несколько шагов: преобразование во фторид урана (UF6), его обогащение и изготовление специальных тепловыделяющих элементов (твэлов).

Сначала при помощи химических реакций добытый оксид урана преобразуют во фторид урана.

На следующем этапе происходит его обогащение - повышается содержание изотопа U-235. Для реакции деления в реакторе требуется увеличить это значение. Для этого существует два основных метода - газодиффузионный и метод газового центрифугирования.

Первый используется только в США, Франции и КНР.

В остальных странах, в том числе Канаде, Казахстане, России, применяется второй способ - центрифугирования.

Затем, из обогащенного урана получают новое соединение - диоксид урана, который под действием высоких температур формуют в небольшие таблетки.

Перед размещением урановых таблеток в реакторе, они укладываются в особые металлические трубки из сплавов циркония — ТВЭЛы. Их соединяют в пучки, которые образуют ТВС – тепловыделяющие сборки.

Именно такие ТВС и служат топливными элементами для АЭС.

В одном ядерном реакторе одновременно работают около 10 миллионов урановых таблеток.

Ядерный реактор

На АЭС протекают три последовательных  процесса  преобразования энергии. Сначала ядерная энергия переходит в тепловую. Далее тепловая преобразуется в механическую. Затем последняя становится электрической.

Из чего состоит атомная электростанция, спросите вы? Атомная электростанция представляет собой комплекс зданий с размещенным в них технологическим оборудованием. Основным является главный корпус, где находится реакторный зал. Здесь располагается сам реактор, бассейн выдержки ядерного топлива, перегрузочная машина (для транспортировки топлива). За процессом пристально следят операторы с блочного щита управления.

Основным элементом реактора является активная зона, расположенная в бетонной шахте.  В любом реакторе в обязательном порядке есть система управления и защиты, позволяющая осуществить выбранный режим протекания управляемой цепной реакции деления. Кроме того, есть система аварийной защиты – для немедленного прекращения реакции в случае аварийной ситуации.

Во втором здании размещается турбинный зал – здесь находятся парогенераторы и сама турбина. Далее по технологической цепочке следуют конденсаторы и высоковольтные линии электропередач, уходящие за пределы площадки  станции.

Также на территории располагаются корпус для перегрузки и хранения в специальных бассейнах отработавшего ядерного топлива. Кроме того, на станциях находятся градирни, пруды-охладители, брызгальные бассейны.

Подобрать вентиляторную градирню

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП вентиляторной градирни для вашего производства и гарантированную скидку

Отправить заявку

Действующие в России АЭС

В общей сложности на 11 АЭС России эксплуатируются 37 энергоблоков суммарной установленной мощностью свыше 29,5 ГВт.  Доля выработки электроэнергии атомными станциями в России составляет около 20% от всего производимого электричества. При этом в Европейской части страны доля атомной энергетики достигает 30%, а на Северо-Западе – 37%.

Балаковская АЭС

Располагается близ г. Балаково, Саратовская область. Относится к числу крупнейших и современных предприятий энергетики России, обеспечивая четверть производства электроэнергии в Приволжском федеральном округе. Она оснащена реакторами ВВЭР (водо-водяные энергетические реакторы корпусного типа с обычной водой под давлением). Станция является признанным лидером по многим показателям. Она признавалась лучшей АЭС России в 1995, 1999-2000, 2003, 2005-2009, 2011-2014 и 2016-2017 годах.

Белоярская АЭС

Находится близ г. Заречный Свердловской области. Это первая АЭС большой мощности в истории атомной энергетики страны, и первая с реакторами разных типов на площадке. Именно на Белоярской АЭС эксплуатируется  самый мощный энергоблок в мире с реактором на быстрых нейтронах БН-800, который может работать на МОКС-топливе, позволяет повторно использовать отработавшее ядерное топливо вместо его хранения.

Билибинская АЭС

Располагается недалеко от г. Билибино, Чукотский автономный округ. Станция производит около 50% электроэнергии, вырабатываемой в регионе. В настоящий момент на АЭС эксплуатируются три уран-графитовых канальных реактора типа ЭГП-6 установленной электрической мощностью 12 МВт каждый. Станция вырабатывает как электрическую, так и тепловую энергию, которая идет на теплоснабжение Билибино.

Калининская АЭС

Располагается близ  г.Удомля Тверской области. В составе Калининской атомной станции четыре действующих энергоблока с водо-водяными энергетическими реакторами ВВЭР-1000 мощностью 1000 МВт (эл.) каждый. Калининская АЭС вырабатывает 70% от всего объема электроэнергии, производимой в Тверской области, и обеспечивает электроэнергией большинство промышленных предприятий Тверской области. Благодаря своему географическому расположению, станция осуществляет высоковольтный транзит электроэнергии и выдает мощность в Единую энергосистему Центра России, и далее по высоковольтным линиям — в Тверь, Москву, Санкт-Петербург, Владимир и Череповец.

Кольская АЭС

Находится в 200 км к югу от г. Мурманска на берегу озера Имандра, является основным поставщиком электроэнергии для Мурманской области и Карелии. В эксплуатации находятся четыре энергоблока с реакторами типа ВВЭР-440 проектов В-230 (блоки № 1 и № 2) и В-213 (блоки № 3 и № 4). Генерируемая мощность — 1760 МВт. В июле 2018 года Ростехнадзор выдал лицензию на продление эксплуатации блока № 1 Кольской АЭС до июля 2033 года. В декабре 2019 года была выдана лицензия на продление работы энергоблока № 2 еще на 15 лет.

Курская АЭС

Курская АЭС расположена на левом берегу реки Сейм, в 40 км юго-западнее Курска. На ней эксплуатируются четыре энергоблока с реакторами РБМК-1000 (уран-графитовые реакторы канального типа на тепловых нейтронах) общей мощностью 4 ГВт (эл.). В настоящее время ведется строительство станции замещения – Курской АЭС-2. Она будет укомплектована инновационными реакторами ВВЭР-ТОИ.

Ленинградская АЭС

Место расположения -  Ленинградская область, недалеко от г.Сосновый Бор.

Ленинградская АЭС - крупнейший производитель электрической энергии на Северо-Западе России. Станция обеспечивает более 50% энергопотребления Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Она была первой в стране станцией с реакторами РБМК-1000.

Нововоронежская АЭС

Станция находится близ г. Нововоронеж Воронежской области. Первая в России АЭС с реакторами типа ВВЭР. Каждый из пяти реакторов станции является прототипом серийных энергетических реакторов. Инновационный энергоблок № 1 поколения 3+ Нововоронежской АЭС-2 был введен в промышленную эксплуатацию в феврале 2017 года. Он имеет улучшенные технико-экономические показатели, обеспечивает абсолютную безопасность при эксплуатации, и полностью соответствует «постфукусимским» требованиям МАГАТЭ. Особенностью таких энергоблоков является большая насыщенность пассивными (способными функционировать даже в случае полной потери электроснабжения и без вмешательства оператора) системами безопасности. Именно этот российский энергоблок стал первым в мире атомным энергоблоком нового поколения «3+», сданным в промышленную эксплуатацию.

Ростовская АЭС

Ростовская АЭС расположена на берегу Цимлянского водохранилища, в 13,5 км от Волгодонска. Она является одним из крупнейших предприятий энергетики Юга России. Станция обеспечивает 46% производства электроэнергии в регионе. Ростовская АЭС – первая в новейшей истории, где было возрождено так называемое «поточное строительство», обеспечивающее как соблюдение директивных сроков строительства, так и максимально эффективное использование материальных и денежных ресурсов.

Смоленская АЭС

Место расположения – рядом с г. Десногорск Смоленской области. Смоленская АЭС — одно из ведущих энергетических предприятий региона, ежегодно она выдает в энергосистему страны порядка 20 млрд. киловатт часов электроэнергии (около 13% энергии, вырабатываемой на АЭС России и более 80% от того, что производят энергопредприятия Смоленской области). Она состоит из трёх энергоблоков с реакторами РБМК-1000. В 2007 году станция первой среди АЭС России получила сертификат соответствия системы менеджмента качества международному стандарту ISO 9001:2000. В 2009 г. Смоленская АЭС получила сертификат соответствия системы экологического менеджмента требованиям национального стандарта ГОСТ Р ИСО 14001-2007 и была признана лучшей АЭС России по направлению «Физическая защита».

Плавучая атомная теплоэлектростанция

Находится в Чукотском автономном округе, г. Певек. Единственная в мире плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) состоит из береговой инфраструктуры и плавучего энергоблока (ПЭБ) «Академик Ломоносов», оснащенного двумя судовыми атомными реакторами типа КЛТ-40С. Электрическая мощность станции - 70 МВт. В мае 2020 года состоялся ввод станции в промышленную эксплуатацию.

 

Зачем на АЭС градирни?

Чтобы понять, как же работает такая станция, более подробно рассмотрим АЭС на двухконтурном водо-водяном энергетическом реакторе (ВВЭР).

Энергия, которая получается в активной зоне реактора при ядерной реакции, передаётся теплоносителю первого контура.

Далее теплоноситель поступает в теплообменник - в нашем случае это парогенератор, где вода второго контура вскипает от его энергии.

Полученный при этом пар направляется на турбины, которые вращают электрогенераторы. После этого пар, потеряв часть энергии, попадает в конденсатор, где охлаждается огромным количеством воды, приходящей как раз из башенной градирни.

Схема работы АЭС

Теплоносителем в реакторе может служить не только вода, но и другие вещества, например расплавленный натрий или газ.

При этом может меняться общее количество контуров в зависимости от типа реактора.

Реакторы РБМК (Реактор Большой Мощности Канального типа) используют один водяной контур, а реакторы БН (реактор на Быстрых Нейтронах) — уже два натриевых и один водяной.

Т.к. для конденсации пара требуется очень большое количество охлаждающей воды, то на АЭС чаще всего используют испарительные башенные градирни. Из-за своих гигантских размеров они часто являются самой заметной частью АЭС.

Особенности градирен АЭС

Многие рекорды в мире градирен связаны именно с АЭС. Так, башенная градирня с рекордом высоты, установленная в России, работает на Нововоронежской АЭС-2. Её "рост" составляет внушительные 172,5 метра. Для сравнения, высота Биг Бена в Лондоне - всего 96 метров. Больше интересных фактов про эти огромные охлаждающие установки вы можете узнать, прочитав статью «Интересные факты о градирнях».

Устройство башенных градирен, даже таких огромных, какие используются на атомных электростанциях, не сильно отличается от остальных. В них устанавливается то же самое технологическое оборудование, например:

  • ороситель - служит для обеспечения соприкосновения воздушной и водной сред, при котором происходит охлаждение жидкости до требуемых параметров
  • водоуловитель – предназначен для уменьшения уноса капель воды из градирни
  • водораспределительная система – равномерно распределяет жидкость по всей площади водоохлаждающей установки

Поток воздуха, необходимый для эффективного охлаждения оборотной воды, создается за счет естественной тяги, благодаря разнице давлений внизу и наверху установки. В сущности, градирни выполняют ту же функцию, что и водоемы – рассеивают в атмосферу избыточное тепло, выделяющееся при охлаждении воды. Но при этом контур является замкнутым, что значительно улучшает экологический аспект - охладительные установки снижают тепловую нагрузку на водоемы, которые ранее входили в процесс охлаждения технологического оборудования.

Заказать вентиляторную градирню для вашего производства вы можете по телефону 8-800-222-45-62 или отправив запрос на почту acs@acs-nnov.ru

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис”. Дата публикации 10.07.2018
У Вас есть вопросы?

Заполните онлайн опросные листы Перейти в раздел

Вы можете отправить заявку в свободной форме

Очистные сооружения

Заполнить. Скачать