Предотвращение миграции радиоактивности.

Перекрестное загрязнение.

Основными проблемами во избежание перекрестного загрязнения являются предотвращение миграции радиоактивности из ядерного реактора в продукт когенерации и предотвращение попадания агрессивных химических веществ и загрязняющих веществ в реакторную систему в результате промышленных процессов. Связь ядерного источника тепла с любым применением тепла промышленного процесса в основном может быть осуществлена двумя способами: либо с передачей тепла через промежуточный контур теплопередачи из реактора в промышленный процесс, либо с передачей тепла непосредственно от тепла (ядерного качества). замена компонента в первичном контуре в химический процесс. Первый, как правило, предпочтителен из-за преимуществ безопасности и эксплуатационной гибкости, таких как выбор независимой теплопередающей жидкости. В такой схеме, один или несколько замкнутых контуров могут быть включены в так называемую установку преобразования между первичным теплоносителем реактора и конечным пользователем, чтобы исключить любую возможность обмена материала между ядерным и пользователем растения.

Проблемой нормальной работы ядерного реактора является тритий, который в основном образуется в активной зоне реактора во время тройного деления и захвата нейтронов на боре (управляющие стержни) или бериллии (вторичные исходные стержни). В случае высокотемпературных реакторов большая часть трития осаждается внутри графита активной зоны или удаляется с помощью оперативной системы очистки теплоносителя. Промежуточный цикл может поддерживаться при немного более высоком давлении, чем в первичной системе или в цепях промышленного процесса, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение (трития и других радионуклидов с ядерной стороны или химических веществ со стороны процесса, поступая в промежуточный цикл через любой небольшая поверхностная утечка в нем). Запорные клапаны также установлены вдоль промежуточного контура, чтобы изолировать ядерную или химическую установку от любого случайного разрыва, обнаруженного в контуре.

Но из-за своего небольшого размера некоторое количество трития может проникать сквозь поверхность и попадать в промежуточный контур теплопередачи, где он может снова захватываться и удаляться. В таком случае загрязнение трития промышленными продуктами может быть незначительным (то есть ниже предела чувствительности измерения), как показывает опыт эксплуатации ядерных теплоцентралей и опреснительных установок.

Смягчение специфических особенностей приложения

Соединение с ядерным реактором должно учитывать особенности применения и особенности безопасности. В случае когенерации на площадке - в связи с необходимостью размещения ядерной установки вблизи технологической установки - безопасность комбинированной системы открыта для нового класса событий, включая воздействие на ядерную установку от любого взрывчатого или токсичного вещества. материал от промышленных химических процессов. При водородной когенерации термохимических процессов с использованием HTGR изучались выброс, дисперсионный транспорт и взрыв водородного облака в атмосфере, чтобы оценить требуемое минимальное расстояние разделения, чтобы избежать какого-либо риска для систем безопасности атомной станции. Кроме того, случайное выделение технологических материалов, включая диоксид серы, триоксид серы и серную кислоту, было исследовано для оценки соответствующих расстояний разноса, необходимых для защиты помещения оператора ядерного реактора от распространения токсичных газов. Общая схема подключения ядерного реактора к установке промышленного пользователя.

Управление тепловыми помехами и обеспечение резервного копирования

Хотя изменение выходной тепловой мощности в соответствии с потребностью в тепле промышленной установки повлияет на выработку электроэнергии на АЭС, такие изменения в тепловой потребности допускаются в пределах предела возможности отслеживания нагрузки ядерной установки и не влияют на безопасную работу реактора, если Когенерационная установка спроектирована как обычная, а не ядерная промышленная установка, как это обычно бывает.

Кроме того, в режиме когенерации активное охлаждение активной зоны ядерного реактора обеспечивается теплообменной установкой вместо обычного теплоотвода (море, река, градирня) АЭС. Любой сбой этого охлаждения (разрыв трубопровода, дефекты теплообменника и т. Д.) Повлияет на эффективность охлаждения АЭС. В этом случае приоритет должен всегда отдаваться АЭС с немедленным переходом от когенерации к автономной электрической работе без отключения ядерного реактора. В некоторых случаях преобразовательные и промышленные предприятия предлагают альтернативный радиатор для АЭС. Их огромная теплоемкость позволяет чрезвычайно длительный льготный период для любой ситуации, в которой ядерная система требует внешнего охлаждения. Следовательно, установка когенерации может даже повысить уровень безопасности АЭС. С другой стороны, в случае остановки АЭС тепло и электроэнергия могут быть предоставлены промышленным пользователям с помощью резервных источников тепла и энергии, таких как обычная ТЭЦ, которая является частью преобразовательной установки.

ЛИЦЕНЗИРОВАНИЕ

Подача пара и высокая температура тепла промышленного процесса АЭС обычно подразумевается необходимость иметь ядерную установку вблизи промышленного процесса из-за технико-экономических характеристик передачи пара или тепла. Для дизайна и выбора места могут быть использованы следующие общие рекомендации:

Для данного давления подачи пара удельная стоимость энергии передачи пара увеличивается с расстоянием и уменьшается с пропускной способностью и давлением на входе;
Затраты на передачу пара снижаются при уменьшении давления подачи пара;
Использование компрессоров в системе передачи пара, как правило, неэкономично;
Тепло в виде горячей воды может быть доставлено примерно до 150 км с заявленной потерей в 2%.

Необходимость размещения ядерного объекта рядом с промышленными предприятиями и, возможно, населенными пунктами, предполагает необходимость дополнительных соображений по поводу лицензирования и общественного признания. Потенциальные проблемы включают в себя:

Требования к дополнительным функциям безопасности;
Необходимость разработки планов безопасного и упорядоченного останова производственного процесса, а также укрытия или эвакуации персонала промышленного объекта в случае аварии;
Необходимость в подробных планах публичного уведомления, укрытия или эвакуации в случае аварии;
Дополнительные требования к государственному образованию и программам, чтобы стимулировать общественное признание.

Конкретные требования будут определяться такими факторами, как тип реактора, характер промышленного процесса, расстояния до промышленного объекта и населенных пунктов, а также преобладающее отношение общественности. Новое поколение реакторов меньшего размера с пассивной защитой может, по крайней мере, частично смягчить вышеуказанные проблемы .

Интегрированная ядерная система должна быть спроектирована и эксплуатироваться в соответствии с требованиями норм безопасности МАГАТЭ и в соответствии с требованиями национальных регулирующих организаций. Система также должна соответствовать национальным и международным стандартам, нормам и радиологическим ограничениям.

ЗАИНТЕРЕСОВАННОСТЬ

Большинству отраслей необходимо полагаться на надежное и экономичное энергоснабжение, чтобы гарантировать непрерывную и надежную работу своих технологических установок. Обеспечение безопасности поставок путем диверсификации первичных энергоносителей станет более важной целью, так как будет ограничивать влияние потребления энергии на окружающую среду.

Подача тепла в отрасли должна быть надежной. Требования к надежности крупных промышленных пользователей обычно близки к 100%. Такие высокие уровни могут быть обеспечены только сочетанием высоконадежных источников тепла и наличия резервных мощностей. Последнее легче реализовать, используя несколько производственных установок, которые являются относительно небольшими по сравнению с требуемой мощностью, или подавая пар в виде относительно небольшого побочного продукта из группы вырабатывающих электроэнергию реакторов .

Когенерация должна быть приоритетной среди заинтересованных сторон. Промышленность, владеющая и эксплуатирующая ТЭЦ, может пожелать обеспечить свою потребность в тепле, прежде чем производить и продавать излишки электроэнергии во внешнюю сеть. Порядок качества продукции может измениться для независимого производителя электроэнергии, обслуживающего пиковые потребности в электроэнергии для коммунальных предприятий при продаже непикового тепла для перерабатывающих отраслей.

Возможность крупномасштабного внедрения систем распределения тепла, пара и электричества, поставляемых из централизованного ядерного источника тепла (многоцелевого энергетического центра), может привлечь и обслуживать потребителей различного типа, сосредоточенных в так называемых индустриальных парках.

Из-за гораздо более длительного срока службы атомных станций по сравнению с химическими установками промышленных процессов, реакторы, изначально построенные для обеспечения энергией некоторых конкретных промышленных применений, скорее всего, будут иметь несколько других применений в течение срока их службы.

Продолжение следует.