Використання води на атомних електростанціях
- Як і інші теплові електростанції, атомна електростанція потребує охолоджувальної води для охолодження і конденсації пари турбіни назад у рідкий стан. Підземні води для охолодження не використовуються, в умовах Естонії підходить морська вода.
- Вода, що забирається з моря і скидається назад у море, не піддається впливу джерел випромінювання і не є радіоактивною.
- Основний вплив охолодження на навколишнє середовище полягає в тому, що температура води, яка скидається назад у море, стає на кілька градусів теплішою.
- Щоб уникнути надмірного негативного впливу на водне середовище, охолоджуючу воду необхідно відводити подалі від берега і на більшу глибину, де нагріта вода краще розсіюється в навколишньому середовищі. Необхідно забезпечити захист водного середовища.
- Навколо Балтійського моря розташовані десятки теплових електростанцій, вплив яких на водне середовище загалом добре відомий.
Майбутня естонська АЕС матиме два контури водяного охолодження
Контур водяного охолодження, що виходить з установки, не є радіоактивним, оскільки не піддається впливу джерел випромінювання.
Перший контур
РЕАКТОР → ТУРБІНА → КОНДЕНСАТОР → РЕАКТОР
Це закрита система, в якій вода циркулює через реактор, перетворюється на пару і конденсується назад у воду, не контактуючи із зовнішнім середовищем. SВода може бути злегка радіоактивною, але оскільки система герметична, вона не може витікати.
Пара, що виходить з реактора, конденсується і повертається в реактор, не виходячи з електростанції.
Другий контур
МОРЕ → КОНДЕНСАТОР → (ГРАДИРНІ) → МОРЕ
Він не контактує з радіоактивними матеріалами і використовує природні водойми (наприклад, море, велику річку або озеро, штучні водойми) як джерело води для охолодження. Вода, яка входить і виходить з другого контуру, не є радіоактивною.
Відповідні ліцензії на будівництво та експлуатацію будуть надані лише за умови ретельного дослідження та демонстрації того, що будівництво та експлуатація заводу та геологічне захоронення відходів не вплинуть на підземні води таким чином, що це поставить під загрозу навколишнє середовище, якість питної води для людей або її доступність.
Чому другий контур не радіоактивний
Атомна електростанція має дві водяні системи або контури. У першому контурі вода циркулює, передаючи теплову енергію від реактора до турбіни. Ця вода слабо радіоактивна, але вона залишається в замкнутому контурі і не контактує з водою, що рухається в другому контурі.
Другий контур охолоджує перший контур наскрізь теплообмінник Мета полягає в тому, щоб перетворити пару, яка пройшла через турбіну і виконала свою роботу, назад в рідку воду, яку можна перекачувати в першому контурі. Другий контур, або система охолодження станції, може бути закрито (наприклад, у випадку градирень); або Відкрито (наприклад, у випадку використання морської води). Закриті системи використовуються там, де кількість води обмежена, наприклад, у внутрішніх районах з сухим кліматом або біля озер і річок далеко від моря. Відкриті системи використовуються, коли кількість води не обмежена - наприклад, всі станції у Фінляндії та Швеції біля моря.
Загалом, охолодження станції можна розглядати як. rадіатор в басейні- всередині циркулює гаряча вода, а навколо неї - прохолодна вода, яка нагрівається лише радіатором і не змішується з гарячою водою в радіаторі.
Радіонукліди в морській воді
Для того, щоб гарантувати, що охолоджуюча вода, яка виходить з АЕС, не містить радіоактивних речовин у небезпечних концентраціях, моніторинг здійснюється як самими станціями під час щоденної експлуатації, так і національними та міжнародними агентствами з моніторингу навколишнього середовища. Ось деякі з основних моментів:
ХЕЛКОМ, Комісія із захисту морського середовища Балтійського моря, об'єднує широкий спектр морських досліджень, включаючи вимірювання різних радіонуклідів у морській воді та донних відкладеннях. Такі дослідження також проводяться національними агентствами з моніторингу навколишнього середовища і, у випадку атомних електростанцій, окремо національними регуляторами ядерної безпеки. Основними радіонуклідами, що контролюються, є цезій, полоній, стронцій і калій. З них цезій і стронцій є переважно антропогенними, в той час як полоній і калій відбуваються природним чином.
Іноді люди також запитують про природні та антропогенні рівні тритію та його вплив. Тритій (ізотоп водню) - це природний, слабко радіоактивний елемент з відносно коротким періодом напіврозпаду, який також виробляється в невеликих кількостях на атомних електростанціях, залежно від типу реактора, що використовується.
Тритій в Балтійському морі, в т.ч. поблизу атомних електростанцій (<5-10 Бк/л) нижче, ніж, наприклад, референтне значення для питної води (100 Бк/л).
Варто зазначити, що в Європейському Союзі діють правила щодо тритію. еталонне значення у питній воді становить 100 Бк/л, але це не вважається межею ризику для здоров'я, а скоріше референтним рівнем для оцінки того, чи можуть бути присутніми інші радіонукліди.
Рекомендований ВООЗ ліміт для тритію у Фінляндії набагато вищий (близько 10 000 Бк/л) [3].0 000 Бк/л) - тому 100 Бк/л - це дуже консервативно.
Джерело: Канада ядерний регулятор
Атомні електростанції не додають значної кількості тритію в навколишнє середовище.
Об'єм і температура охолоджувальної води
Охолодження морською водою (відкритий спосіб)
Якщо для охолодження другого контуру використовується морська вода, то холодну воду набирають з моря, це рухається через конденсатор і повертається в море без змін, але приблизно на 10 градусів тепліше. Таке підвищення температури відповідає екологічним вимогам, а його вплив на морську екосистему є мінімальним і перебуває під постійним моніторингом.
Згідно з температурними вимірами, вода, що скидається з фінської атомної електростанції Ловііса, підвищує температуру морської води приблизно на 1-2,5 градуси за Цельсієм в радіусі 1-2 кілометрів від місця скидання.
Джерело: Фортум
В Естонії це атомна електростанція малої потужності тому теплове навантаження також є меншим.
| Водоємність Балтійського моря: | 21 721 km³ |
| Атомна електростанція качає воду з моря: | 13 – 25 m³/s |
| Атомна електростанція повертається в море: | стільки ж, скільки було закачано |
| Температура води після повернення в море: | 6 - 10 °C вище температури навколишнього середовища |
Охолодження за допомогою градирень (закритий спосіб)
Якщо другий контур охолоджується градирнями, то холодна вода збирається з моря. Близько половини води випаровується в градирнях і повертається в атмосферу у вигляді чистої водяної пари, інша половина повертається в море.
| Водоємність Балтійського моря: | 21 721 km³ |
| Атомна електростанція качає воду з моря: | 0,31 m³/s (0,14 м3/с випаровується) |
| Атомна електростанція повертається в море: | 0,17 m³/s |
| Температура води після повернення в море: | 6 - 10 °C вище температури навколишнього середовища |
Атомні електростанції з охолодженням морською водою в околицях Естонії
Сьогодні навколо Балтійського моря розташовані десятки теплових електростанцій, близько половини з них - атомні. Постійний моніторинг і оцінка впливу охолоджувальної води є частиною щоденної роботи атомних електростанцій, оскільки це один з найважливіших впливів станції на навколишнє середовище. Хорошим прикладом є Веб-сайт, що пояснює вплив охолоджувальної води з заводу Olkiluoto.
| Реактори | Використання морської води м³/сек | Використання морської води м³/рік |
|---|---|---|
|
Ловіса 1 і 2 |
40 м³/с |
1 323 млн м³ |
|
Olkiluoto 1 |
30 м³/с |
946 млн м³ |
|
Олкілуото 2 |
30 м³/с |
946 млн м³ |
|
Olkiluoto 3 |
60 м³/с |
1 890 млн м³ |
Звідки сьогоднішні сланцеві електростанції беруть охолоджуючу воду?
Нарвські електростанції у 2012 році використала 1 300 млн м³ охолоджувальної води з річки Нарва для конденсації котельної пари, яка скидається назад у річку з дещо вищою температурою, не змінюючи складу води.
Електростанція Auvere використовує 520 млн м³ охолоджувальної води. Вода забирається з поверхневих водозаборів у водозабірному каналі Estonian JW (канал Чорна річка) та з Чорної річки. Технологічна та дощова вода, що використовується у виробничому процесі, скидається в Чорну річку.
Джерело: Екологічний дозвіл № KKL_324417.pdf