Оптимальные параметры теплоснабжения от АЭС

В связи со сложностью решаемой задачи и необходимостью проведения комплексной оптимизации параметров системы теплоснабжения с АЭС была разработана экономико-математическая модель исследования и программа расчета на ЭВМ, учитывающая технические, экономические, экологические и режимные параметры исследуемого объекта.

Комплексные технико-экономические исследования показали следующее (исследования проводились в 80−90 гг. прошлого века с учетом действовавших в тот период цен на ТЭР прим. ред.).

1. Экономическая конкурентоспособность АЭС как источников теплоснабжения в сравнении с вариантами теплоснабжения от районных котельных на угле, газе, мазуте и АСТ выглядит таким образом.

При удалении АЭС от города на 30−40 км теплоснабжение от нее находится вне конкуренции с любыми из вышеназванных источников. Теплоснабжение от АЭС равноэкономично теплоснабжению от угольных котельных при удалении АЭС от потребителя на 45−50 км и экономичнее, чем теплоснабжение от котельных на газомазутном топливе и АСТ при удалении до 55−75 км.

Увеличение мощности системы ЦТ, повышение температуры теплоносителя в транзитном теплопроводе, затрат на органическое топливо, а также переход на открытую систему теплоснабжения расширяют зону конкурентоспособности АЭС как источника теплоснабжения.

• 2. Оправдан переход на температуру теплоносителя в транзитном теплопроводе от АЭС до 170−200 ^ОС. Вместе с тем пологий оптимум затрат в систему теплоснабжения в зависимости от температуры теплоносителя дает определенную свободу выбора технических решений по использованию станции для теплоснабжения и прежде всего турбины. Оптимальная температура теплоносителя слабо зависит и от расстояния транспорта теплоты. Повышение температуры составляет примерно 0,5 ^ОС на каждый километр увеличения расстояния.
• 3. Если АЭС как источник теплоснабжения подключается к подготовленной тепловой нагрузке, то оптимальное значение часового коэффициента теплофикации а_АЭС находится в пределах 0,5−0,6. Для вновь создаваемых систем теплоснабжения а_АЭс=0,7−0,8.
• 4. Применение однотрубного транспорта теплоты целесообразно в том случае, когда минимально возможная мощность реконструируемых конденсационных турбин или устанавливаемых на АЭС теплофикационных турбин значительно меньше суммарной тепловой нагрузки системы теплоснабжения (города) и соизмерима с нагрузкой ГВС. При однотрубном транспорте теплоты предельное расстояние от АЭС до города может превышать 100 км. Здесь возможны варианты аккумулирования сетевой воды либо ее использования для подпитки смежных районов теплоснабжения города.
• 5. Увеличение числа зон теплоснабжения (числа самостоятельных теплопроводов) от АЭС, т. е. разукрупнение тепловых нагрузок, приводит к уменьшению экономически оправданного расстояния транспорта теплоты в 1,52,7 раза в зависимости от числа транзитных теплопроводов (см. рисунок). В то же время подключение к общему транзитному теплопроводу попутных потребителей слабо влияет на предельное расстояние транспорта теплоты по сравнению с выдачей теплоты по нескольким теплопроводам, что весьма существенно.
• 6. Учет эколого-экономического фактора существенно повышает конкурентоспособность АЭС как источника теплоснабжения. Например, при замещении районных котельных на мазуте и угле экономически предельное расстояние транспорта теплоты от АЭС возрастает на 30−100%.
• 7. Предпочтительным вариантом модернизации турбин АЭС для отпуска теплоты является организация нерегулируемых отборов для многоступенчатого подогрева сетевой воды. Как показали расчеты, оптимальный отбор необходимого количества пара на теплофикацию из проточной части турбин не вызовет значительных колебаний давлений в отборах, не приведет к заметному изменению экономичности работы последних ступеней и мощности турбины. Наиболее простым вариантом модернизации, например, турбины К-500−65/3000 является устройство одного отбора пара после ЦВД. Но при этом существенно снижается мощность турбины.

Возможные варианты приспособления такой турбины для отпуска теплоты в блоке с реактором были проработаны совместно с ХТГЗ и «Гидропроектом» применительно к Курской АЭС при разработке обосновывающих материалов по использованию станции для теплоснабжения. Далее такие проработки были выполнены для Балаковской АЭС.

В то же время, как показали проектные проработки, размещение дополнительного оборудования на действующих АЭС для отпуска теплоты в больших количествах (от турбин или реакторов) является довольно сложным. Поэтому было предложено в проекты новых станций или следующих очередей закладывать компоновочные и технические решения, позволяющие превращать АЭС в АТЭЦ, в том числе за счет установки теплофикационных турбин типа ТК-500 с оптимальными для этих условий работы параметрами отборов и низкопотенциальной части. Площадки для новых АЭС — потенциальных источников теплоснабжения — должны выбираться с учетом выполненных исследований.

атомный теплоснабжение ядерный.