Ядерная энергетика

Физика
Элементы квантовой механики
Молекулярные спектры
Полупроводники
Ядерная физика конспект
Решение задач по ядерной физике
Физика атомного ядра и частиц
Примеры решения задач
Оптическая физика
Физика элементарных частиц
Законы радиоактивного распада
Задачи по теме Законы радиоактивного распада
Взаимодействие нейтронов с ядрами
Задачи на ядерные реакции
Деление и синтез ядер
Кинематика примеры задач
Электротехника
Общий курс
Теоретические основы электротехники
Расчет электрической цепи
Трехфазные цепи
Электрические машины и трансформаторы
Электрические двигатели и генераторы
Математика
Кратные интегралы
Векторный анализ
Аналитическая геометрия
Курс лекций математического анализа
ТФКП
Атомная энергетика
АЭС России
Развитие энергетики России
Курсовые по энергетике
Ядерные реакторы
РБМК
ВВЭР
Атомные реакторы на быстрых нейтронах
Физика ядерного реактора
Аварийные ситуации на АЭС
Повышение безопасности АЭС
Проблема снижения выбрасов АЭС
Системы контроля на атомной станции
Экологическая политика
Атомные батареи
Ядерные двигатели
Авария на ЧАЭС
Термоядерный синтез
Термоядерный реактор
Тепловая энергетика
Паровой котел
Тепловые станции
Системы теплоснабжения
Экологические проблемы в теплоэнергетике
Экологический аспект
Электрофильтры
Регенеративные методы
Математическое моделирование экологических систем
Ядерное оружие
Полигон Новая земля
История создания
Информатика
Архитектура ЭВМ
Операционная система
Вычислительные комплексы
Начертательная геометрия
Курс лекций
Практикум по решению задач
Геометрическое черчение
Инженерная графика
Каталог графических примеров

 

Проблема теплового загрязнения

Локальное тепловое загрязнение окружающей среды. Основное количество тепловой энергии на ТЭС и ТЭЦ поступает в окружающую среду на стадии конденсации пара, около 50-55% от тепловой энергии, выделяемой при сгорании топлива. На АЭС эта величина ещё больше и составляет для ВВЭР (водо-водяных реакторов) 65-68% от общей тепловой энергии, вырабатываемой в реакторе. В настоящее время наиболее распространённым хладоагентом при конденсации пара на ТЭС и АЭС является вода системы технического водоснабжения (СТВС). При прямоточной СТВС теплота конденсации передаётся проточной воде рек или озёр. При организации замкнутых СТВС тепло передаётся циркуляционной воде, охлаждаемой в замкнутых прудах-охладителях или градирнях.

При организации прямоточных СТВС во избежание необратимых экологических изменений в водоёмах и в соответствии с санитарными нормами, повышение температуры водоёмов не должно превышать 5оС в зимнее время и 3оС летом. Эти нормы могут быть выдержаны, если удельная нагрузка на водоём не будет превышать 12-17 кДж/м3 сбрасываемой тепловой энергии. Это накладывает серьёзные ограничения на возможности использования прямоточных СТВС, которые являются, с экономической точки зрения, самыми дешёвыми. Анализ водного баланса Европейской части РФ показывает, что в данном районе возможности применения прямоточной СТВС практически исчерпаны.

При организации оборотной СТВС с охлаждением воды в градирнях практически всё тепло, забираемое водой при конденсации пара, передаётся атмосферному воздуху. Однако в связи со значительным испарением воды в градирнях, эти системы нуждаются в постоянной подпитке свежей водой. На АЭС, имеющих оборотные СТВС с градирнями, на каждые 1000 МВт мощности станции требуется 0,8-1,2 м3 воды каждую секунду. Помимо этого, недостаточно изучено влияние градирен на микроклимат и атмосферные явления. Организация оборотных СТВС возможна и при естественном охлаждении воды в прудах-охладителях. В последнее время для этих целей на новых электростанциях широко используются акватории существующих водохранилищ комплексного назначения. При этом, в целях экономии земельных и водных ресурсов и предотвращения влияния сбросного тепла на гидробиологический режим водохранилища, акватория, используемая для охлаждения, отделяется от остального водохранилища ограждающей дамбой. В настоящее время около 80% действующих ТЭС и АЭС имеют оборотные СТВС, причём около 56% всех электростанций оборудованы системами с водохранилищами-охладителями, 22% оборудованы градирнями и только 22% электростанций имеют прямоточные СТВС.

Проводятся работы по совершенствованию и применению воздушно-конденсационных установок охлаждения (ВКУ). Подобные установки используются, например, на Билибинской АЭС. При низких температурах окружающего воздуха ВКУ работает очень надёжно, однако в летнее время при температуре воздуха выше 25-27оС работа энергоблока с номинальной мощностью оказывается невозможной, именно это и высокая стоимость ВКУ сдерживают их широкое распространение. 

Глобальное тепловое загрязнение, вызывающее нарушение устойчивости биосферы Земли. Особую роль в нарушении устойчивости биосферы играет непрерывный рост производства и потребления энергии, а любое ее использование в конечном итоге приводит к рассеиванию и появлению на поверхности Земли дополнительных источников тепла.

Загрязнение атмосферы, водной среды и поверхности (суши) различными токсичными веществами безусловно оказывает пагубное влияние на биосферу, но эти процессы более управляемы. Уже существующие технические средства позволяют решать большинство этих проблем (вопрос в цене и времени). Потерю же тепла, рассеивание можно уменьшить, но избежать невозможно, этому препятствуют законы природы.

Многолетние  метеорологические наблюдения достоверно показывают, что на территориях, испытывающих большую антропогенную нагрузку, и в прилегающих к ним районах климатические и погодные условия за последние 100 лет изменились значительно. К тому же наблюдается рост опасных гидрометеорологических явлений (рис.15.21).

Рис. 15.21. Рост суммарного числа случаев опасных гидрометеорологических явлений за 1991 – 2005 гг.

 Если рассмотрение глобального потепления только в качестве последствия антропогенной деятельности вызывает ряд возражений (и справедливых, например, по геоклиматическим причинам), то локальные изменения климата и погоды безусловно в большинстве случаев являются результатом техногенной нагрузки.

Суммарная мощность всех антропогенных источников энергии в настоящее время около 1010 кВт.  Эта величина составляет ничтожную часть энергии, излучаемой от Солнца, и энергии движения и вращения Земли, но она уже сопоставима (0,1%) с энергией процессов, осуществляющихся на планете, в атмосфере и океане и обуславливающих разнообразие климата и погоды на земном шаре. Мощность потока солнечной энергии достигающей земной поверхности составляет около 1013 кВт.

Все крупномасштабные явления на поверхности Земли (мощные циклоны, извержения вулканов, процесс глобального фотосинтеза), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1% от энергии солнечного излучения, попадающего на поверхность планеты. Выход энергии за это значение может привести к существенным аномалиям - резким климатическим отклонениям,  переменам в характере растительности (и биоты в целом), крупным лесным и степным пожарам и т.д.

Прогноз развития мирового энергопотребления показывает, что уже к 2040 г. суммарная мощность антропогенных источников достигнет 1% от энергии Солнца на поверхности Земли, а это уже чревато серьёзным нарушением глобального экологического равновесия.

Проблема усугубляется ещё тем, что большая часть  энергии производится путём сжигания ископаемого органического топлива (уголь, нефть, газ) с образованием значительного количества «парниковых» газов (в основном  СО2), которые сами влияют на глобальное потепление.

Известно также, что мощности тепловых потоков, выделяемых промышленными и городскими агломерациями, уже влияют на локальное изменение циркуляции атмосферы (в том числе изменяя температуру воздуха и количество осадков).

В основном подобные явления со временем и расстоянием от источника затухают, а их энергия рассеивается. Но может вступить в действие и обратная связь. В этом случае возникает самоподдерживающаяся цепная реакция, и незначительное событие может послужить толчком, который, обладая триггерным эффектом, приведёт в действие явления значительно большего, по сравнении с ним, масштаба. Так многие климатологи считает, что глобальное потепление может приводить к учащению ураганов или, по крайней мере, к возрастанию их интенсивности. Таким образом, может создаться положительная обратная связь: возникновение урагана будет способствовать формированию новых ураганов. Имеются серьёзные наблюдения в поддержку этого утверждения.

На главную