Атмосфера

н₂о со co₂so₂

«.^ч' / Электро-Теплота."Шум-магнитные,

J І І \ **_ п/1 ТІЛ ъ

Теплота ПарН,0

Рис.7.3. Схема взаимодействия ТЭС и окружающей среды _v >

Таблица 7.5. Усредненные показатели загрязнения атмосферы тепловыми электростанциями, г/кВт • час

Одним из факторов воздействия угольных ТЭС на окружающую среду являются отходы системы складирования, транспортировки, пылеприготов-ления и золоудаления. Удаляемые из топки зола и шлак образуют золо- шла­коотвалы на поверхности земли.

В паропроводах от парогенератора к турбоагрегату (7), как и в корпусах и ресиверах турбогенератора, происходит передача теплоты окружающему воз­духу. В конденсаторе (К), а также в системе регенеративного подогрева пита­тельной воды, включающей регенеративные водоподогреватели (РВП), кон-денсатные (КН) и питательные насосы (ПН), теплота конденсации и переох300 Экология городов

лаждения конденсата воспринимается охлаждающей водой, подаваемой цир­куляционными насосами (ЦН). Преобразование механической работы в элек­трическую энергию в электрогенераторе (Г) также сопровождается потерями, которые в конечном счете преобразуются в теплоту, передаваемую атмосфер­ному воздуху. Работа вращающихся механизмов, смесительных аппаратов, трансформаторов связана с акустическим воздействием на окружающую сре­ду, а работа трансформаторных подстанций (777), линий электропередач (ЛЭП), как и всех электрических машин, связана с воздействием электромагнитных полей и выделением тепла в окружающую среду.

Особую группу вод, используемых ТЭС, составляют охлаждающие воды, забираемые из водоемов на охлаждение поверхностных теплообменных аппа­ратов — конденсаторов паровых турбин, водо-, масло-, газо- и воздухоохлади­телей. Эти воды вносят в водоем большое количество тепла. Из конденсаторов турбин отводится приблизительно до двух третей всего количества тепла, полу­чаемого при сгорании топлива, что намного превосходит сумму тепла, отводи­мого от других охлаждаемых теплообменников. Поэтому с охлаждением кон­денсаторов связывают обычно так называемые "тепловые зафязнения" водо­емов сбросными водами ТЭС и АЭС. О количестве тепла, отводимого с охлаждающей водой отдельных электростанций, можно судить по установлен­ным энергетическим мощностям. Средний расход охлаждающей воды и коли­чество отводимого тепла, приходящиеся на 1000 МВт мощности, составляют для ТЭС соответственно 30 м³/с и 4500 Гдж/ч, а для АЭС с турбинами насы­щенного пара среднего давления — 50 м³/с и 7300 Гдж/ч.

Кроме конденсаторов турбоафегатов, потребителями охлаждающей воды являются маслоохладители (МО). Остальные потребители технической воды (си­стемы золо- и шлакоудаления, химводоочистки, охлаждения и промывки обору­дования) потребляют около 7% общего расхода воды. В то же время именно эти потребители воды являются основными источниками примесного зафязнения. При промывке поверхностей нафева котлоафегатов серийных блоков ТЭС мощ­ностью 300 МВт образуется до 10 000 м³ разбавленных растворов соляной кисло­ты, едкого натра, аммиака, солей аммония, железа и других веществ.

Один из компонентов, загрязняющих окружающую среду, — это шумо­вое воздействие. Энергетическое оборудование, как правило, является источ­ником значительного шума. Однако основные источники шума, такие как паровые котлы, турбины, генераторы, редукционно-охладительные устрой­ства, расположены внутри помещения ТЭС. Поэтому они, как правило, не оказывают значительного влияния на прилегающую к ТЭС территорию. От оборудования, расположенного вне главного корпуса, шум может распрост­раняться за пределы территории станции. Это обстоятельство, характерное для всех типов электростанций, наибольшее значение имеет для ТЭЦ, кото­рые расположены обычно в городском массиве. Их влияние на районы жи­лой застройки может оказаться существенным. Источниками постоянного шума, оказывающими существенное воздействие на окружающий район, яв­ляются тягодутьевые машины, газораспределительные пункты, трансформа­торы, фадирни, места забора воздуха из атмосферы и на выбросы из дымо­вых труб, особенно периодические продувки пара в атмосферу.

Раздел 7. Энергетические объекты городов 301

7.5.2. Взаимодействие АЭС и окружающей среды

Особенностью атомной энергетики является небольшой расход ядерного топлива, обеспечивающий выделение огромного количества энергии (тепла). Для АЭС мощностью 1 млн кВт требуется в сутки всего 3 кг U²³⁵ вместо 7100 т.у.т., как для ТЭС такой же мощности.

Главное различие между ТЭС и АЭС заключается в том, что в схеме по­следней вместо котла, работающего на органическом топливе, имеется атом­ный реактор, а также парогенератор особой конструкции. Остальное обору­дование, а следовательно, и воздействие этой части АЭС на окружающую среду, не отличается от оборудования ТЭС: паровая турбина, электрический генератор, конденсатор, водяной насос и пр.

На рис. 7.4 представлена обобщенная схема воздействия АЭС на окружа­ющую природную среду. Выделение энергии в процессе регулируемой цеп­ной реакции деления атомов урана, тория и плутония происходит в ядерном реакторе (Р), в его активной зоне. Почти вся энергия ядерной реакции пере­дается теплоносителю. Прямой выход радиоактивных отходов в окружающую среду предотвращается многоступенчатой системой радиационной защиты, действующей как в условиях нормальной эксплуатации, так и при аварийных ситуациях. При нормальной эксплуатации АЭС радиоактивность контура ядерного реактора обусловлена активизацией продуктов деления и проник­новением их в теплоноситель. Наведенной активности подвергаются практи­чески все вещества, взаимодействующие с радиоактивными излучениями.

В схемах АЭС предусматриваются необходимые устройства для сбора ак­тивных веществ и удаления их в виде газообразных, жидких или твердых отходов. Жидкие отходы содержат радиоактивные изотопы стронция, цезия, водорода и других элементов. Суммарное расчетное значение радиоактивно­сти жидких отходов блока АЭС с легководным реактором мощностью 1000 МВт составляет около 10¹² с""¹ (30 Ки/год по продуктам деления). Радио­активность жидких и газообразных выбросов у разных АЭС отличается на несколько порядков, но в подавляющем большинстве случаев суммарные выбросы значительно ниже предельно допустимых уровней (ПДУ).

Систематические наблюдения за воздействием АЭС на водную среду при нормальной эксплуатации не обнаружили существенных изменений естествен­ного радиоактивного фона. При установленных допустимых уровнях воздей­ствия ядерной энергетики на гидросферу и существующих методах контроля сбросов действующие типы ядерных энергетических установок не представ­ляют собой угрозы нарушения локальных и глобальных равновесных процес­сов в гидросфере и ее взаимодействия с другими составляющими географи­ческой оболочки Земли.

В соответствии с Правилами ядерной безопасности АЭС МАГАТЭ проекты всех систем и компонент АЭС, влияющих на ядерную безопасность, должны содержать подробный анализ всех возможных отказов составных элементов с выделением опасных отказов и оценку их последствий. С учетом распростране­ния выбросов при авариях на АЭС устанавливаются санитарно-защитные зоны.

Экология городов

Атмосфера

Литосфера

Рис. 7.4. Схема взаимодействия АЭС и окружающей среды

*р.о. — радиоактивные отходы

Все другие виды воздействий АЭС на гидро- и литосферу, не связанные с радиоактивностью (влияние системы водоснабжения, подводящих и отво­дящих каналов, фильтров), качественно не отличаются от аналогичных воз­действий ТЭС. Основное тепловыделение АЭС в окружающую среду, как и на ТЭС, происходит в конденсаторах паротурбинных установок. Однако удель­ные тепловыделения в охлаждающую воду у АЭС больше, чем у ТЭС, вслед­ствие значительного удельного расхода пара. Это определяет большие удель­ные расходы охлаждающей воды. В связи с чем почти на всех новых АЭС предусматривается установка градирен, в которых теплота отводится непо­средственно в атмосферу. Затем охлаждающая вода поступает в пруд-охлади­тель. Это водоем обособленного водопользования, предназначенный для обес­печения замкнутой системы водоснабжения АЭС.

Потребление воздуха на АЭС определяется потребностями разбавления загрязняющих выбросов и обеспечения нормальных условий жизнедеятель­ности персонала. Расход воздуха на АЭС с тепловыми реакторами оценивает­ся в пределах 15—20 • 106 м³/год на 1 МВт установленной мощности.

Наиболее сложной экологической проблемой при эксплуатации АЭС яв­ляется захоронение крупнотоннажных радиоактивных отходов, образующих­ся при демонтаже элементов оборудования, обладающих радиоактивностью, по окончании срока их службы или по другим причинам, а также отработан­ного ядерного топлива. Предусматривается несколько вариантов захороне­ния оборудования: помещение всех загрязненных радиоактивностью элемен­тов в шахтные выработки; захоронение только наиболее загрязненных наве­денной радиоактивностью элементов с повторным использованием остальных

Раздел 7. Энергетические объекты городов

по назначению; периодическая дезактивация оборудования на месте с захо­ронением концентрированных отходов и смывов.

Дальнейшее развитие атомной энергетики Украины связано с созданием на территории страны постоянного хранилища крупнотоннажных радиоак­тивных отходов.