Защо някои атомни електроцентрали нямат охладителни кули?

 

 

 

I.Методът на охлаждане определя необходимостта от охладителни кули

 

Основното изискване за охлаждане на ядрената електроцентрала е отвеждането на отпадната топлина на отработената пара от парните турбини. Охладителните системи се класифицират в три типа:веднъж-през охлаждане, затворен-контур на рециркулационно охлаждане, ивъздушно охлаждане. Охладителните кули се използват само в рециркулационни охладителни системи със затворен-контур.

 

 

 

2. Рециркулиращо охлаждане със затворен -контур (необходими са охладителни кули)

 

Вътрешните атомни електроцентрали, ограничени от ограничените водни ресурси, приематциркулационна вода + охладителна куларежим. Циркулиращата вода абсорбира топлината в кондензаторите и след това се изпомпва към охладителни кули за разсейване на топлината и намаляване на температурата чрез изпаряване, преди да се върне обратно за повторна употреба, като по този начин се избягва загубата на вода. Вътрешните ядрени енергийни проекти (напр. някои вътрешни ядрени електроцентрали в Европа и Съединените щати) трябва да бъдат оборудвани с охладителни кули като стандартна конфигурация.

 

3. Система за въздушно охлаждане (не са необходими традиционни охладителни кули)

 

Някои електроцентрали в сухите райони приемат директно или непряко въздушно охлаждане, където разсейването на топлината се постига чрез директен или непряк контакт между въздуха и топлообменното оборудване. Този метод не включва загуби от изпарение и не изисква охладителни кули, но има по-ниска ефективност на топлообмен и изисква по-големи топлообменни площи и по-висока консумация на енергия от вентилатора.

.

II. Ключово въздействие на географските условия и условията на водоизточниците

 

1.Предимства на крайбрежни/речни-локации

 

Изобилието от морска и речна вода може да отговори на изискванията за прием и изпускане на вода за еднократно-охлаждане, елиминирайки необходимостта от охладителни кули. Понастоящем всички действащи атомни електроцентрали в Китай са разположени по крайбрежието, така че охладителните кули обикновено не се инсталират.

 

2. Ограничения на вътрешни/водни-райони

 

Вътрешните региони са изправени пред затруднено водоснабдяване. Еднократното-охлаждане е ограничено от наредбите за опазване на околната среда и ограниченията за обема на водата, което прави рециркулационното охлаждане със затворен-контур задължителен избор и по този начин охладителните кули стават стандартен компонент. Например всички вътрешни атомни електроцентрали в Съединените щати и Франция са оборудвани с големи хиперболоидни охладителни кули.

.

 

 

III. Разлики в типовете реактори и охлаждащите течности

 

Конструкциите на охладителната система варират в различните типове реактори и някои типове реактори по своята същност не изискват традиционни охладителни кули.

 

Тип реактор	охлаждаща течност	Охлаждащи характеристики	Изискване за охладителна кула
Воден реактор под налягане (PWR)	Вода под високо{0}}налягане	Първичните и вторичните контури са разделени; вторичният контур изисква охлаждане на отработената пара	Не се изисква за крайбрежни инсталации, използващи-еднократно охлаждане; изисква се за вътрешни инсталации, използващи охлаждане-затворен цикъл
Реактор с кипяща вода (BWR)	вода	Охлаждащата течност директно кипи, за да генерира пара; отработената пара трябва да се кондензира	Не се изисква за крайбрежни инсталации, използващи-еднократно охлаждане; изисква се за вътрешни инсталации, използващи охлаждане-затворен цикъл
Бърз реактор с натриево{0}}охлаждане	Течен натрий	Течният метал предлага висока ефективност на топлообмен; не се изисква изпарително охлаждане	Обикновено не са необходими традиционни охладителни кули
Реактор с-високотемпературно{1}}охлаждане	Хелий	Охлаждане на газ с разсейване на топлината чрез топлообменници	Не са необходими традиционни охладителни кули
Реактор-за разтопена сол на основата на торий	Разтопена сол	Охлаждане на разтопена сол; дизайнът на системата не изисква изпаряване на вода за разсейване на топлината	Не са необходими традиционни охладителни кули

 

 

 

 

IV.Компромис-между опазването на околната среда и икономическите фактори

 

1. Екологично съответствие

Веднъж{0}}охлаждането трябва да отговаря на екологичните стандарти по отношение на температурата на изпускателната вода и топлинното замърсяване. Крайбрежните райони имат голям капацитет на водните тела, което улеснява изпълнението на изискванията за съответствие. Охлаждането с рециркулация на затворен -континентален контур контролира отделянето на топлина през охладителни кули, за да отговаря на екологичните разпоредби.

 

 

2.Икономика

Еднократното-охлаждане се отличава с ниски разходи за капитално строителство и оперативни разходи, но е обект на ограничения на водоизточниците. Рециркулационното охлаждане със затворен-контур изисква изграждането на охладителни кули, което включва големи капиталови инвестиции, но е подходящо за-райони с недостиг на вода. Системите за въздушно охлаждане пестят-вода, но консумират много енергия на вентилатора, което води до по-високи дългосрочни-оперативни разходи.

                                                

Специални сценарии и оптимизация на дизайна

 

1.Ядрени енергийни инсталации (кораби/подводници)

Поради ограниченото пространство се приемат компактни системи за охлаждане (напр. еднократно-охлаждане с морска вода, комбинирано с високо-ефективни топлообменници) без инсталирани охладителни кули.

 

2. Малки модулни реактори (SMR)

Някои проекти приемат интегрирано охлаждане или въздушно охлаждане, опростявайки системата и елиминирайки нуждата от големи охладителни кули.

 

В заключение, дали една ядрена електроцентрала да бъде оборудвана с охладителни кули е цялостно решение, основано на методите на охлаждане, географските условия, конструкцията на реактора и икономическите фактори. Крайбрежните системи за еднократно{1}}охлаждане, специалните типове реактори (напр. бързи реактори с натриево-охлаждане, реактори с високо-температурно газово-охлаждане) и системите за въздушно охлаждане не изискват традиционни охладителни кули, докато рециркулационните охладителни системи с-вътрешен затворен цикъл трябва да бъдат оборудвани с охладителни кули. С разширяването на ядрената енергия във вътрешни и-водни райони, приложението на охладителните кули ще стане по-широко разпространено. Междувременно технологиите за въздушно охлаждане и новите типове реактори също стимулират диверсификацията на разработката на охладителните системи.