WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 17 |

Через дымовые трубы электростанций в атмосферу поступают: летучая зола и частицы недогоревшего пылевидного топлива (унос), сернистый и серный ангидрид, окислы азота и газообразные продукты неполного сгорания, а при сжигании мазута, кроме того, соединения ванадия, cоли натрия, частицы сажи, удаляемые с поверхностей нагрева при их обдувке. В золе некоторых видов топлива содержатся также мышьяк, свободная двуокись кремния, свободная окись кальция и др.

При сжигании природного газа вредные примеси представлены, в основном, окислами азота и в меньшей степени сажей.

Например, в США в 1968 году от сжигания на электростанциях и в котельных угля, природного газа, нефти выброс в атмосферу окислов азота составил около 6 млн. т.; выброс сернистого ангидрида электростанциями составил в 1970 г. около 19 млн. т. В СССР в 1970 г. выброс золы, пыли и сажи от основных электростанций составил около 8 млн. т. и окислов серы около 11 млн. т.

Парогенератор производительностью 950 т/ч на АШ выбрасывает в атмосферу около 63 т. окислов азота в сутки.

Образование вредных веществ зависит от разных причин. В общем случае, это функция вида топлива, способа его сжигания, конструкции топок, горелочных и золоулавливающих устройств. Например, количество сернистого газа зависит от содержания серы в топливе, количество окислов азота от способа сжигания топлива, конструкции горелочных устройств, температуры в топочной камере и избытка воздуха.

Количество выбрасываемой золы зависит от зольности топлива и эффективности золоулавливающих устройств.

Примеси, заключающиеся в дымовых газах загрязняя атмосферный воздух, оказывают при определённых концентрациях весьма вредное влияние на человеческий организм и растительный мир, а также увеличивают износ меха низмов, интенсифицируют процессы коррозии металлов, разрушающее действуют на строительные конструкции зданий и сооружений.

Для оценки воздействия выбросов на человека вводится понятие предельно допустимой концентрации (ПДК), т.е. такой концентрации, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного воздействия, не снижает работоспособность, не влияет на самочувствие или настроение. При косвенном действии учитывается влияние вредных веществ на микроклимат и зеленые насаждения.

Перечни вредных для человека веществ и их ПДК регулярно публикуются Госкомитетом РФ по охране окружающей среды в изданиях "Перечень и коды веществ загрязняющих атмосферный воздух". Издания эти, как правило, выходят не реже 1 раза в 2 года. Перечень вредных веществ содержит более 1500 единиц и постоянно возрастает.

В таблице 2.1. приведен ряд вредных веществ, содержащихся в дымовых выбросах, а также, для сравнения, ряд токсичных для человека веществ, не имеющих отношения к выбросам электростанций. Данные взяты из «Перечня…», 1998 г., СПб Таблица 2.1.

ПДК, мг/мКласс опасНаименование вещества ности максимально- среднеразовая суточная Угольная зола ТЭС 2 0,05 0,Диоксид азота (NO2 ) 2 0,085 0,Оксид азота ( NO ) 3 0,15 0,Сажа 3 0,15 0,Сернистый ангидрид (SO2 ) 3 0,5 0,Мазутная зола ТЭС ( в пересчёте 2 0,на ванадий) Зола сланцевая 3 0,3 0,Оксид углерода (СО) 4 5,0 3,Бенз(а)пирен 1 1·10-Пятиокись ванадия (V2O5) 1 0,3·10-Сероводород 2 0,Хлор 2 0,1 0,Фенол 2 0,01 0,Бензин (нефтяной, малосерни4 5,0 1,стый) Для защиты населения от вредных выбросов при проектировании электростанций предусматривается отделение их от жилых районов санитарнозащитными зонами, протяжённость которых определяется количеством выбросов и розой ветров так, чтобы концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе не превышала допустимой (ПДК).

Это обеспечивается установкой эффективных золоуловителей (для TЭC на угле) и сооружением дымовых труб большой высоты, создающих более благоприятные условия для рассеивания дымовых газов.

Согласно принятой в 70-е годы (в СССР) методике геометрическая высота трубы определяется по формуле:

mAM F n SOH = ;[м] CПДК VT где СПДК - предельно допустимая максимальная концентрация вредного вещества; мг/мА - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания (для центральной европейской части РФ А = 120, для севера и северозапада европейской территории РФ, Урала, Украины А = 160, для центральной Сибири, Казахстана и Средней Азии - А = 200);

F - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние скорости осаждения примесей под действием силы тяжести (при расчёте концентрации SOF=1, при расчёте концентрации золы F=2;

M - суммарный выброс вредных примесей (SO2) из всех труб одинаковой высоты;

m - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние скорости выхода газов из трубы ( m=1 при W= 10-15 м/с; m=0,9 при W= 20-15 м/с; m=0,при W = 30 – 35 м/с;

n - количество труб одинаковой высоты;

V - суммарный объём выбрасываемых из труб газов, м3/с;

Т - разность температур выходящих из трубы газов и окружающего воздуха, величина Т определяется по климатологическому справочнику для летнего времени в дневные часы.

Определяющей величиной при выборе высоты дымовой трубы является секундный выброс SO2 и золы. Выброс SO2 определяется по формуле:

np M = 39bУ S N; [г/с] SOВыброс золы определяется по формуле:

P QH M = 10В(АР + q4 ) (1-зу ); [г/сек] З ун 32.где: by – удельный расход топлива на электростанции, г/кВт-час;

N – мощность электростанции, МВт; Sпр - сернистость топлива в %;

q4 - потеря теплоты с механическим недожогом, %;

QPH - низшая теплота сгорания, МДж/кг ; АР - зольность топлива в % ун - доля золы топлива, уносимая из топки; В - расход топлива, кг/сек ;

зу - КПД золоуловителя.

Если в районе сооружения электростанции имеются предприятия с аналогичными по составу выбросами, то высота дымовой трубы корректируется по формуле:

CПДК H '= H, CПДК - СФ где: Сф - существующая (фоновая) концентрация вредного вещества.

При совместном наличии в выбросах ТЭС сернистого ангидрида и окислов азота их комбинированное действие рассчитывается с учётом влияния обоих компонентов. Общая концентрация их смеси, выраженная в долях ПДК каждого при изолированном их действии, согласно требованиям не должна превышать 1 :

CSO2 CNOx + 1, CПДКSO2 CПДКNOx где: СSO2 и СNox – соответственно концентрации сернистого ангидрида и окислов азота;

СПДКSO2 и СПДКNOx – соответственно предельно допустимые их концентрации.

2.3. Дезактивационные и вентиляционные установки АЭС 2.3.1. Радиоактивные загрязнения и дезактивация отходов Оборудование одноконтурных и первого контура двухконтурных АЭС работает в условиях наличия радиоактивности. Это приводит к радиоактивным загрязнениям как внутренних поверхностей оборудования, так и поверхности помещений, где оно расположено. Основным источником радиоактивного загрязнения являются продукты коррозии и эрозии, газы, дефекты в твэлах. Радиоактивные продукты коррозии появляются как за счёт коррозии конструкционных и реакторных материалов, находящихся в активной зоне реактора, так и за счёт продуктов коррозии контура циркуляции при выпадении их в теплоноситель и прохождении через активную зону.

В процессе работы реактора радиоактивность теплоносителя определяется в основном газовой радиоактивностью азота-16, кислорода-19 азота-13 и других. Газовая радиоактивность является короткоживущей и после останова реактора быстро спадает и радиоактивность оборудования в основном определяется отложениями продуктов коррозии.

Таким образом, в процессе работы АЭС образуются твёрдые, жидкие и газообразные радиоактивные отходы, требующие перед удалением их со станции дезактивации.

Под дезактивацией понимают удаление и обезвреживание радиоактивных отходов.

В качестве основной характеристики эффективности дезактивации принят коэффициент дезактивации.

kg=AH/AK, где АН - начальная активность дезактивируемого объекта;

АК - конечная его активность.

Дезактивация твёрдых радиоактивных отложений связана, в первую очередь, с удалением из контура отложений радиоактивных продуктов коррозии.

Опыт эксплуатации АЭС показывает, что радиоактивные нуклиды продуктов коррозии, попадающие в теплоноситель разносятся по контуру и 40-50 % из них в результате сорбционно-диффузионных процессов внедряются в окисную плёнку на поверхностях оборудования и трубопроводов, около 40 % их откладывается механически в местах с малыми скоростями теплоносителя и в застойных зонах (щелях, тупиковых участках и т.д.) и небольшая часть, 10-20%, выносится из контура с продувочной водой и организованными и неорганизованными протечками.

Дезактивация оборудования в сборе - это всегда процесс химической очистки оборудования с применением реагентов. Дезактивации может подвергаться как весь контур, так и отдельные его части. Циркуляция отмывочного раствора осуществляется специальными насосами.

Для дезактивации съёмного оборудования (задвижки, насосы и др.), инструментов используются специальные ванны. Для удаления окисных плёнок с дезактивируемого оборудования необходимо применять реагенты с реализацией окислительно-восстановительных реакций. Для этого поверхности попеременно обрабатываются щелочными и кислотными растворами с применением водных промывок после каждого этапа. Применяемые реагенты зависят от состава удаляемых отложений и конструкционного материала, на котором они отложились. Для дезактивации с использованием аустенитных нержавеющих сталей нельзя применять реагенты, содержащие хлориды, например, соляную кислоту. Хлор-ион вызывает коррозионное растрескивание аустенитных сталей.

Дезактивация обычно проводится в несколько циклов. Наиболее распространённой является технология дезактивации с применением на первом этапе 2-4% едкого калия (КОН) с 0,2-0,4% перманганата калия (КМnO4) и по 0,5-1% щавелевой кислоты (Н2С2О4) с добавками лимонной кислоты на втором этапе. Время дезактивации - 1-3 ч при температуре раствора 85-100 °С. В последние годы для дезактивации широкое применение находят композиции с комплексонами, например, соли этилендиаминтетрауксусной кислоты и лимонная кислота. Для дезактивации больших поверхностей (баков, стен помещений и др.) применяют пароэмульсионный метод. В качестве дезактивирующего раствора используют щавелевую кислоту концентрацией 20г/кг, поверхностно-активное вещество ОП-7 концентрацией 5г/кг и гексафосфат натрия 5г/кг. Раствор в виде паровой эмульсии наносится на стенки с помощью специальных пистолетов, к которым подводится пар с давлением 0,8-1,2 МПа.

Дезактивационные растворы после дезактивации являются жидкими радиоактивными отходами и, в свою очередь, требуют их дезактивации.

В общем случае жидкими радиоактивными отходами на АЭС являются:

продувочные воды реактора, организованные и неорганизованные протечки теплоносителя реакторного контура, вода бассейнов выдержки и перегрузки, дре нажи, трапные и обмывочные воды, дезактивационные растворы, воды прачечных и душевых, продувочная вода парогенераторов. Жидкие радиоактивные отходы подразделяются на высоко активные (с активностью выше 10-4 Ки/л) и слабоактивные (менее 10-4 Ки/л). Существует много способов обезвреживания жидких радиоактивных отходов. Наибольшее распространение получили метод ионного обмена и термический метод (упаривание). Дезактивация жидких радиоактивных отходов опирается на два основных принципа: раздельная дезактивация вод, различающихся по радиоактивности и физико-химическим показателям, и возможно полный возврат очищенных вод в цикл АЭС. Очистка продувочных вод реакторов и парогенераторов осуществляется на ионннообменных фильтрах с полным возвратoм очищенной воды в цикл. Эти установки более компактны и проще в эксплуатации по сравнению с выпарными аппаратами.

Выпарные аппараты дают наиболее высокий коэффициент очистки, но для их работы требуется постоянный расход пара из отборов турбины. Это является прямой энергетической потерей для цикла. Для уменьшения расхода пара на выпарные аппараты их выполняют многоступенчатыми, что значительно осложняет обстановку. По этой причине выпарные аппараты для очистки продувочных вод не применяются.

Жидкие радиоактивные отходы протечек, дренажей, трапных и обмывочных вод и другие собираются в баках "грязного" конденсата. Для их обработки используются одноступенчатые выпарные аппараты с дополнительной очисткой полученного конденсата на ионообменных фильтрах.

Хранилища жидких радиоактивных отходов (ХЖО) рассчитываются на лет работы АЭС. При захоронении жидких отходов должно быть полностью исключено распространение радиоактивности в окружающую среду. Для упрощения хранения жидких радиоактивных отходов производят их отвержение (методами битумирования, цементирования, стеклования).

Газообразные радиоактивные отходы появляются в результате работы систем вентиляции, особенно в период перегрузки реактора. Кроме того, на АЭС существует множество технологических сдувок из надводных пространств баков "грязного" конденсата, баков-барботёров, баков - ХЖО и др. для удаления выделившихся из воды радиоактивных газов. Выбрасывать в атмосферу воздух, содержащий радиоактивные газы, в основном инертные газы и йод запрещено, необходима их предварительная дезактивация. При выдержке радиоактивных газов в результате вторичных распадов образуются новые стабильные или нестабильные нуклиды, часто в виде аэрозолей.

Поэтому установки для дезактивации в своем составе должны содержать аэрозольные фильтры.

Применяют два способа дезактивации газов: выдержку их в ёмкостях - газгольдерах и очистку в адсорбционных установках. Давление в газгольдерах 0,8-1,0 МПа. Время выдержки газов в газгольдерах определяется временем распада Хе. После выдержки газы через аэрозольные фильтры выбрасываются в вентиляционную трубу. Газгольдеры устанавливают с резервом (обычно два рабочих и два резервных).

Радиоактивные газы можно дезактивировать путём адсорбции их на твёрдых материалах. Для этого газы предварительно осушают, затем охлаждают до температуры 10-15 °С и направляют в адсорбер. Адсорбер заполняется активированным углем в зёрнах. Чем ниже температура очищаемого газа, тем выше коэффициент очистки. Некоторые схемы очистки газов в адсорберах снабжаются холодильными машинами для более глубокого охлаждения газа (до -70 °С). Коэффициент очистки при этом возрастает в десятки раз.

2.3.2. Вентиляционные установки АЭС На АЭС все помещения подразделяются на зону строгого режима и зону свободного режима. В свою очередь, помещения зоны строгого режима подразделяются на помещения постоянного обслуживания, с периодическим обслуживанием и необслуживаемые.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 17 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.