Атомные станции для электро- и теплоснабжения удаленных и труднодоступных районов (Унитерм).

Зона децентрализованного энергоснабжения занимает около двух третей территории России. На рассматриваемой территории находится большое число мелких изолированных потребителей с нагрузками до 3-5 МВт электрических это более 6000 ДЭС, суммарной установленной мощностью более 3000 МВт и высокими удельными расходами топлива 500-600 г.у.т./кВт.ч. Решение энергообеспечения таких регионов возможно за счет использования АС малой мощности, работающих в течение всего срока службы реакторной установки (РУ) без перегрузки активной зоны, обеспечивающих экологическую чистоту и исключающих распространение ядерных материалов. К таким станциям относится АСММ «Унитерм», предлагаемая НИКИЭТ. Теплогидравлические схемы РУ и АС «Унитерм» предусматривают использование трех взаимосвязанных гидравлических контуров, в последнем из которых размещены все потребители тепловой энергии (турбогенераторная установка и бойлеры системы отопления или технологического пара).

В основу разработки реакторной установки «Унитерм» заложен принцип использования максимально апробированных технических решений, характерных для созданных по проектам НИКИЭТ реакторов интегрального типа (рис.2.4). Реактор объединяет в едином корпусе все элементы системы первого контура: активную зону, промежуточные теплообменники, компенсатор объема, органы регулирования и аварийной защиты. Это позволяет полностью исключить из состава станции неотключаемьие трубопроводы системы первого контура и достичь предельно компактного расположения источников ионизирующего излучения и потенциально опасной рабочей среды теплоносителя первого контура. Конструктивное исполнение реактора обеспечивает охлаждение активной зоны и передачу тепла за счет естественной конвекции теплоносителя первого контура.

В реакторной установке «Унитерм» нет подвижных элементов, перемещаемых при ее работе: циркуляционных насосов, органов регулирования, клапанов и другой оперативной арматуры. Все изменения в режимах функционирования осуществляются под воздействием естественных процессов. Используемые в РУ системы безопасности пассивны, т.е. не требуют для осуществления своих функций внешних энергетических затрат. При срабатывании аварийной защиты активной зоны органы компенсации реактивности вводятся в нее под действием силы тяжести и энергии сжатых пружин. Постоянно действующая автономная система отвода мощности отводит остаточные тепловыделения и расхолаживает установку. Безопасность установки обеспечивается свойствами внутренней самозащищенности РУ и активной зоны, ее низкой напряженностью, наличием пяти барьеров на пути распространения радиоактивных продуктов:

топливная матрицы твэлов; оболочка твэлов; граница первого контура; страховочный корпус; защитная оболочка (контайнмент) РУ. Наиболее привлекательными качествами для «Унитерма» является работа в режиме слежения за нагрузкой и вне зависимости от внешних обстоятельств, таких как короткое замыкание на линии электропередач, полное отключение потребителей от тепла и электричества, отсутствие перегрузки активной зоны в течение 25лет эксплуатации и необходимости иметь хранилище отработанного топлива, воздушное охлаждение систем безопасности и конденсаторов турбин. После выработки установленного срока службы тепловой блок РУ эвакуируется с места размещения и доставляется на специализированное предприятие для разборки и утилизации.

Рис. 2.4. Реактор УНИТЕРМ 1: - бак железоводной защиты; 2 - баллоны хранения газообразных радиоактивных отходов; 3- система подачи жидкого поглотителя; 4 – защитная оболочка; 5 – оболочка противоударной защиты; 6 – теплообменник системы расхолаживания; 7 – парогенерирующий агрегат; 8 – блоки биологической защиты; 9 – хранилище жидких и твердых радиоактивных отходов; 10 – фундамент

Проблемы АЭ

Главной проблемой АЭ является: Безопасность и экономика обращения с радиоактивными отходами. На протяжении многих лет ядерная энергетика считалась самой перспективной, поскольку запасы соответствующих ресурсов очень велики, а их потребление и воздействие на окружающую среду в процессе производства энергии при этом минимальны. Еще одним неоспоримым преимуществом являлось то, что не было необходимости зависеть от ресурсов того или иного региона: транспортировка топлива достаточна простая и не требует больших финансовых затрат.

Но в процессе функционирования атомных электростанций одна за другой постепенно выявлялись экологические проблемы ядерной энергетики.

До определенного времени все экологические проблемы ядерной энергетики сводились к сложностям в утилизации отходов производства станций. Влияние на природу отходов ядерного топлива на сегодняшний день доказано тысячами научных трудов и печальными показателями уже организованных захоронений отработанного топлива. Неизбежной экологической проблемой ядерной энергетики можно считать также тепловое загрязнение вод. По мнению некоторых специалистов, атомные электростанции, «в расчете на единицу производимой электроэнергии», выделяют в окружающую среду больше тепла, чем сопоставимые по мощности ТЭС так как, в процессе деятельности атомная электростанция потребляет огромные массы воды для охлаждения агрегатов. Еще одной экологической проблемой ядерной энергетики является вывод качественных земель под строительство станций, при котором отчуждаются огромные территории.

Так же к недостаткам относятся:

· Большие объемы работ по добыче урана.

· Зависимость от наличия месторождений, их принадлежности и качества.

· Дорогостоящие работы по обогащению и разделению изотопов.

· Малая доля использования в реакторе ядерного топлива.

· Затраты, необходимые для вывода энергоблоков из эксплуатации.

· Облучение персонала атомных станций.

· Необходимость обеспечения сохранности критических ядерных материалов.

Без устранения этих недостатков атомная энергетика не сможет стать гарантом энергобезопасности общества в будущем.