Zašto neke nuklearne elektrane nemaju rashladne tornjeve?

 

 

 

I.Metoda hlađenja određuje potrebu za rashladnim tornjevima

 

Osnovni zahtjev za hlađenje nuklearne elektrane je ispuštanje otpadne topline izduvne pare iz parnih turbina. Rashladni sistemi su klasifikovani u tri tipa:jednom-kroz hlađenje, zatvorena{0}}petlja recirkulacijskog hlađenja, ivazdušno hlađenje. Rashladni tornjevi se koriste samo u zatvorenim-recirkulacijskim sistemima za hlađenje.

 

 

 

2. Zatvorena-petlja recirkulirajuće hlađenje (potrebni su rashladni tornjevi)

 

Nuklearne elektrane u unutrašnjosti, ograničene ograničenim vodnim resursima, usvajajucirkulirajuća voda + rashladni toranjnačin rada. Cirkulirajuća voda apsorbira toplinu u kondenzatorima i zatim se pumpa u rashladne tornjeve radi disipacije topline i smanjenja temperature kroz isparavanje, prije nego što se vrati za ponovnu upotrebu, čime se izbjegava rasipanje vode. Projekti nuklearne energije u unutrašnjosti (npr. neke nuklearne elektrane u unutrašnjosti u Europi i Sjedinjenim Državama) moraju biti opremljeni rashladnim tornjevima kao standardnom konfiguracijom.

 

3. Sistem zračnog hlađenja (nisu potrebni tradicionalni rashladni tornjevi)

 

Neke elektrane u aridnim regijama usvajaju direktno ili indirektno hlađenje zrakom, gdje se rasipanje topline postiže direktnim ili indirektnim kontaktom između zraka i opreme za izmjenu topline. Ova metoda ne uključuje gubitke isparavanjem i ne zahtijeva rashladne tornjeve, ali ima nižu efikasnost izmjene topline i zahtijeva veće površine izmjene topline i veću potrošnju energije ventilatora.

.

II. Ključni uticaj geografskih uslova i uslova izvora vode

 

1.Prednosti obalnih/riječnih{1}}susjednih lokacija

 

Obilna morska i riječna voda može zadovoljiti zahtjeve za unos i ispuštanje vode jednom-kroz hlađenje, eliminirajući potrebu za rashladnim tornjevima. Trenutno su sve operativne nuklearne elektrane u Kini smještene uz obalu, tako da se rashladni tornjevi uglavnom ne postavljaju.

 

2. Ograničenja kopnenih/vodnih{1}}oskudnih područja

 

Regije u unutrašnjosti suočavaju se sa otežanim vodosnabdijevanjem. Jednom kada je-kroz hlađenje ograničeno propisima o zaštiti okoliša i ograničenjima količine vode, zatvaranje-recirkulacijskog hlađenja postaje obavezan izbor, a rashladni tornjevi tako postaju standardna komponenta. Na primjer, nuklearne elektrane u unutrašnjosti Sjedinjenih Država i Francuske opremljene su velikim hiperboloidnim rashladnim tornjevima.

.

 

 

III. Razlike u tipovima reaktora i rashladnim tečnostima

 

Dizajn sistema za hlađenje varira u različitim tipovima reaktora, a neki tipovi reaktora inherentno ne zahtijevaju tradicionalne rashladne tornjeve.

 

Reactor Type	Rashladna tečnost	Karakteristike hlađenja	Zahtjevi rashladnog tornja
Reaktor vode pod pritiskom (PWR)	Voda{0}}pod visokim pritiskom	Primarne i sekundarne petlje su odvojene; sekundarna petlja zahtijeva hlađenje izduvne pare	Nije potrebno za priobalna postrojenja koja koriste jednokratno-kroz hlađenje; potrebno za biljke u unutrašnjosti koje koriste zatvorenu{1}}petlju hlađenja
Reaktor s kipućom vodom (BWR)	Voda	Rashladna tečnost direktno ključa da bi stvorila paru; izduvna para treba da se kondenzuje	Nije potrebno za priobalna postrojenja koja koriste jednokratno-kroz hlađenje; potrebno za biljke u unutrašnjosti koje koriste zatvorenu{1}}petlju hlađenja
Brzi reaktor{0}}hlađeni natrijumom	Tečni natrijum	Tečni metal nudi visoku efikasnost izmene toplote; nije potrebno hlađenje isparavanjem	Uglavnom nisu potrebni tradicionalni rashladni tornjevi
Visokotemperaturni gasni-reaktor sa hlađenjem	Helijum	Hlađenje plinom sa odvođenjem topline kroz izmjenjivače topline	Nisu potrebni tradicionalni rashladni tornjevi
Reaktor rastopljene soli na bazi torija{0}}a	Rastopljena sol	Hlađenje rastopljenom soli; dizajn sistema ne zahtijeva isparavanje vode za odvođenje topline	Nisu potrebni tradicionalni rashladni tornjevi

 

 

 

 

IV.Razmjena{0}}između zaštite okoliša i ekonomskih faktora

 

1.Ekološka usklađenost

Nakon -hlađenja mora zadovoljiti ekološke standarde u pogledu temperature ispusne vode i termičkog zagađenja. Obalna područja imaju velike kapacitete vodnih tijela, što olakšava ispunjavanje zahtjeva za usklađenost. Recirkulacijsko hlađenje zatvorene{3}}kopnene petlje kontrolira ispuštanje topline kroz rashladne tornjeve u skladu sa ekološkim propisima.

 

 

2.Ekonomija

Jedno-kroz hlađenje ima niske kapitalne troškove izgradnje i operativne troškove, ali podliježe ograničenjima izvora vode. Zatvoreno-recirkulacijsko hlađenje zahtijeva izgradnju rashladnih tornjeva, što uključuje velika kapitalna ulaganja, ali je pogodno za-područja sa nedostatkom vode. Sistemi za hlađenje zraka-štede vodu, ali troše veliku energiju ventilatora, što dovodi do viših dugoročnih operativnih troškova-.

                                                

Posebni scenariji i optimizacija dizajna

 

1. Nuklearne energetske instalacije (brodovi/podmornice)

Zbog ograničenog prostora, usvojeni su kompaktni sistemi hlađenja (npr. morska voda jednom-kroz hlađenje u kombinaciji sa-izmjenjivačima topline visoke efikasnosti) bez instaliranih rashladnih tornjeva.

 

2.Mali modularni reaktori (SMR)

Neki dizajni imaju integrisano hlađenje ili hlađenje vazduhom, pojednostavljujući sistem i eliminišući potrebu za velikim rashladnim tornjevima.

 

U zaključku, da li je nuklearna elektrana opremljena rashladnim tornjevima, to je sveobuhvatna odluka zasnovana na metodama hlađenja, geografskim uslovima, dizajnu reaktora i ekonomskim faktorima. Obalni jednokratni-sistemi za hlađenje, specijalni tipovi reaktora (npr. brzi reaktori-hlađeni natrijumom, reaktori sa hlađenjem na visokoj{5}temperaturi-) i sistemi za hlađenje zraka ne zahtijevaju tradicionalne rashladne tornjeve, dok unutrašnji zatvoreni{7}}reaktori moraju biti opremljeni recirkulacijskim rashladnim sistemima. Sa širenjem nuklearne energije na unutrašnjost i{9}}oskudna područja, primjena rashladnih tornjeva će postati sve raširenija. U međuvremenu, tehnologije vazdušnog hlađenja i novi tipovi reaktora takođe pokreću diverzifikaciju razvoja sistema hlađenja.