CC BY
35
МИКА, ЭКОЛОГИЯ НАЛЬНЫЕ А ЭНЕРГЕТИК
Е
ГИЯ И
тшп
УДК 621.311.22
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ ГАЗОАЭРОЗОЛЬНЫХ
ВЫБРОСОВ НА АЭС
В.Б. ГРУЗДЕВ, Н.Д.ЧИЧИРОВА
Казанский государственный энергетический университет
В настоящей статье сделан краткий обзор применения принципиально нового осушителя технологического газа в системе подавления активности на Ленинградской АЭС.
Технологические системы АЭС сконструированы и эксплуатируются таким образом, чтобы свести к минимуму утечку в окружающую среду радиоактивных веществ. Однако обеспечить полную изоляцию образующихся на АЭС радионуклидов от биосферы не удается: любая атомная электростанция является источником поступления радиоактивных веществ в окружающую среду.
Количество и состав газоаэрозольных выбросов радионуклидов в атмосферу зависят от многих факторов: типа реактора, его мощности, продолжительности эксплуатации, эффективности газо- и водоочистки и т.п.
В свою очередь газоаэрозольные выбросы можно разделить на технологические выбросы - это газы, поступающие из системы очистки теплоносителя, парогазовая смесь от эжекторов конденсаторов паровых турбин и другого технологического оборудования атомной электростанции, например бассейнов выдержки отработавшего ядерного топлива, и выбросы, связанные с вентиляцией как бытовых, так и производственных обслуживаемых и не обслуживаемых помещений.
Газоаэрозольные выбросы проходят дополнительно сложную систему очистки, необходимую для снижения их активности, а затем выбрасываются в атмосферу через станционную вентиляционную трубу. Система очистки выбросов состоит из аэрозольных фильтров и установки понижения активности (УПАК).
В УПАК входят специальные емкости (газгольдеры выдержки), куда закачиваются газоаэрозольные выбросы и где происходит временная задержка радионуклидов, в течение которой происходит их распад или выбросы пропускаются через фильтры-адсорберы, заполненные активированным углем.
Основные нуклиды, определяющие активность газоаэрозольных выбросов, -это радиоактивные благородные газы (изотопы Кг, Хе, Аг41), изотопы I, Н3 (Тритий), С14, а также некоторые продукты деления и активации в виде аэрозолей. Следует отметить, что газоаэрозольные выбросы на АЭС с реакторами типа РБМК (реактор большой мощности канальный) на порядок выше, чем на АЭС с реакторами типа ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор).
После чернобыльских событий в России на всех АЭС были проведены массовые и дорогостоящие технические мероприятия по повышению ядерной и
© В. Б. Груздев, Н.Д. Чичирова Проблемы энергетики, 2006, № 1-2
технологической безопасности АЭС, при этом требования государственных и надзорных органов стали более жесткими, особенно к экологическому состоянию окружающей среды.
В 2001 году на Ленинградской АЭС (ЛАЭС), где установлены одноконтурные энергоблоки с реакторами типа РБМК, было внедрено устройство системы осушки газоаэрозольных выбросов с применением термоэлектрического осушителя (ТЭО) [1, 2].
Принцип работы ТЭО основан на применении холодильного эффекта Пельтье: влажный горячий газ, двигаясь по трубопроводу, конденсируется при контакте его с охлажденной поверхностью трубопровода, на внешней стенке которого установлены термоэлектрические блоки ТЭО, работающие в режиме холодильника. Выделившееся при этом тепло отводится от горячих концов ТЭО проточной водой, а конденсат выводится наружу.
При опытно-промышленных испытаниях в течение десяти месяцев перед вводом термоэлектрического осушителя в постоянную эксплуатацию в составе УПАК энергоблока №4 ЛАЭС были достигнуты следующие результаты работы:
1) объем очищаемого газа снизился до 220 - 330 м3/час (вместо расчетных 500 - B00 м3/час, т.к. удалена влага из газа);
2) температура газа на входе в ТЭО составила 2B - 3B оС;
3) температура газа на выходе из ТЭО составила минус 17 - 21 оС;
4) расход охлаждающей воды составил 45 - B5 м3/час;
5) температура охлаждающей воды составила 7 - 25 оС.
В результате анализа выбросов инертных радиоактивных газов (ИРГ) после УПАК при интенсивном охлаждении всего потока газа время задержки ИРГ на угольных адсорберах УПАК составило:
• по изотопам Kr - 27 часов (вместо 16 часов без ТЭО);
• по изотопам Хе - 3B суток (вместо 14 суток без ТЭО).
Таким образом, время задержки ИРГ в системе УПАК четвертого энергоблока Ленинградской АЭС увеличилось в 1,7 - 2,7 раза, что привело к снижению активности выбрасываемых газов в окружающую АЭС атмосферу с 5 - 10 Кюри/сутки до 2,0 Кюри/сутки, что благотворно сказалось на экологической обстановке вокруг ЛАЭС.
Выводы
Опытно-промышленная эксплуатация ТЭО на УПАК ЛАЭС показала возможность глубокого охлаждения и осушки технологического газа, что привело к значительному уменьшению общего обводненного газового потока и к повышению срока задержки ИРГ в УПАК энергоблока. Также было установлено, что даже кратковременное прекращение подачи охлаждающей воды на ТЭО не приводит к резкому снижению производительности УПАК, как это наблюдалось при работе водяных рекуперативных теплообменников до внедрения ТЭО, что особенно важно в аварийных ситуациях на энергоблоке. Внедрение ТЭО позволило демонтировать несколько водяных охладителей, работающих на морской воде, и тем самым устранить источник дополнительного обводнения газа при неплотности трубной системы водяных охладителей. ТЭО не требует постоянного эксплуатационного контроля, т.к. не имеет вращающихся или других механизмов. Практический опыт эксплуатации ТЭО в течение четырех лет в составе УПАК энергоблока № 4 Ленинградской АЭС может быть рекомендован для эффективного использования его возможностей и свойств в других технологических системах электростанций, а также для промышленных
© Проблемы энергетики, 2006, № 1-2
производств, где требуется с минимальными затратами получить высокий коэффициент осушки или охлаждения газовых потоков.
Summary
In persisting article is presented synopsis of the using in principal new dewatering technological gas in system of the suppression to its activities on Leningrad AES.
Литература
1. ЛАЭС станет безопаснее». Эко-хроника.- СПб.- № 2.- 2002.- C.12-14.
2. Пат. 39282 Российская Федерация, МПК U1 7B 01D 53/26, H01 L 23/38.29.07.2004.
Поступила 12.01.2006
© Проблемы энергетики, 2006, № 1-2
