Вплив атомних електростанцій на навколишнє середовище

курсовая работа

- перспективне будівництво в ядерній енергетиці;

- промислове і технологічне забезпечення ЯЕК;

- науково-інженерна і проектно-конструкторська підтримка ЯЕК;

- соціальні і кадрові питання розвитку ЯЕК.

Ключовими напрямами, які визначають основну відмінність можливих сценаріїв розвитку ЯЕК на період до 2030 року і подальшу перспективу, є подовження терміну експлуатації діючих АЕС та перспективне будівництво в ядерній енергетиці.

На сьогодні відсутня вичерпна вихідна інформація, необхідна для однозначного прогнозу можливих термінів продовження експлуатації діючих енергоблоків. Виходячи з попередніх оцінок і світового досвіду експлуатації реакторних установок водо-водяного типу, розроблені 3 сценарії розвитку ЯЕК, що відповідають трьом можливим термінам подовження роботи існуючих енергоблоків на АЕС - на 10-15 років (оптимістичний), на 10 років (базовий) і на 5-10 років (песимістичний) понад проектне значення - 30 років експлуатації.

Терміни введення в експлуатацію нових ядерних енергоблоків для кожного з розроблених сценаріїв визначаються необхідністю покриття дефіциту базових потужностей при знятті з експлуатації існуючих енергоблоків на АЕС та поміркованим обмеженням капіталовкладень і оптимальним графіком їх освоєння.

Виходячи з прогнозу потреб в електроенергії на планований період та оптимізованого балансу розвитку теплової, ядерної та гідроенергетики в Україні (розділ 5), для всіх розроблених сценаріїв розвитку ЯЕК визначено, що середня встановлена потужність АЕС у період до 2030 року і протягом наступних 10 років буде складати близько 14 ГВт .

Динаміка спорудження, експлуатації та зняття з експлуатації ядерних енергоблоків АЕС для 3-х сценаріїв наведена в таблиці 2.1. Динаміка змін встановленої потужності АЕС станом на кінець відповідного року показана на рисунках 2.3-2.5.

Рисунок 2.3 - Встановлена потужність АЕС (оптимістичний сценарій)

Рисунок 2.4 - Встановлена потужність АЕС (базовий сценарій)

Рисунок 2.5 - Встановлена потужність АЕС (песимістичний сценарій)

2.2 Експлуатація діючих АЕС

Роль напряму та основні задачі. Основними задачами з експлуатації діючих АЕС на період до 2030 року і подальшу перспективу є:

- підтримка і підвищення рівня безпеки ядерних енергоблоків;

- підвищення надійності та ефективності діючих АЕС.

Таблиця 2.1 - Динаміка спорудження, експлуатації та зняття з експлуатації Енергоблоків

Оптимістичний сценарій

До 2010

2011-2015

2016-

2020

2021-2025

2026-2030

2031-2035

2036-2040

Діючих блоків*

15

16

16

14

15

12

13

В т.ч. діючих блоків з

продовженим терміном

експлуатації**

1

6

11

8

7

3

2

Введено в експлуатацію

блоків

0

1

0

3

1

4

2

Остаточно зупинено блоків

0

0

1

4

1

6

1

Будується блоків*

1

0

3

2

4

2

0

Базовий сценарій

Діючих блоків**

15

16

17

15

12

14

14

В т.ч. діючих блоків з

продовженим терміном

експлуатації*

1

6

11

7

1

2

2

Введено в експлуатацію

блоків

0

1

1

3

4

3

0

Остаточно зупинено блоків

0

0

1

5

6

1

0

Будується блоків*

1

2

3

4

3

0

0

Песимістичний сценарій

Діючих блоків**

15

16

13

15

12

13

14

В т.ч. діючих блоків з

продовженим терміном

експлуатації*

1

5

7

7

1

2

2

Введено в експлуатацію

блоків

0

1

2

2

4

2

1

Остаточно зупинено блоків

0

1

4

1

6

1

0

Будується блоків*

1

2

3

4

3

0

0

Шляхи підтримки і підвищення рівня безпеки ядерних енергоблоків. Рівень безпеки діючих енергоблоків з реакторними установками типу ВВЕР-440 і ВВЕР-1000 відповідає сучасним принципам безпеки, а досягнутий на АЕС України рівень безпеки порівняний з рівнем для АЕС того ж покоління, які експлуатуються в країнах ЄС та інших країнах з розвиненою ядерною енергетикою. Однак є потенційні можливості подальшого підвищення рівня безпеки вітчизняних АЕС.

У стратегічному плані основним шляхом вирішення цієї задачі є вичерпне фінансове та організаційне забезпечення підтримки і підвищення рівня:

- ядерної і радіаційної безпеки ядерних установок і технологічного устаткування;

- екологічної безпеки обєктів;

- аварійної готовності;

- загальнопромислової безпеки обєктів;

- пожежної безпеки;

- фізичного захисту і дотримання гарантій.

Ядерна і радіаційна безпека. Першочергові завдання з питань ядерної і радіаційної безпеки повязані з реалізацією:

- заходів категорії 3 за класифікацією МАГАТЕ;

- окремих, найбільш вагомих заходів категорії 2 за класифікацією МАГАТЕ;

- заходів, повязаних з аналізом та обґрунтуванням безпеки діючих АЕС;

- заходів, повязаних з переходом на нові норми радіаційної безпеки - НРБУ-97.

Найбільш важливі першочергові завдання з питань ядерної і радіаційної безпеки, які мають бути виконані протягом найближчих 3-5 років, наведені в таблицях 2.2, 2.3. Крім того, до складу першочергових завдань, загальних для всіх діючих АЕС, відносяться:

- розробка звітів з аналізу безпеки (ЗАБ);

- розробка і впровадження програм радіаційного захисту на АЕС.

До середньострокових завдань, виконання яких повинно бути завершене через 5-10 років, відносяться:

- введення ризик-орієнтованих підходів при плануванні, управлінні і регулюванні експлуатації АЕС;

- подальша модернізація інформаційно-аналітичних систем (ІАС) на діючих АЕС;

- впровадження сучасних систем підтримки прийняття рішень, у тому числі систем пред-

- ставлення параметрів безпеки (СППБ) на всіх енергоблоках;

- розробка і впровадження симптомно-орієнтованих інструкцій;

- подальше розширення і поглиблення сфери застосування принципу ALARA у практичній діяльності на АЕС.

Таблиця 2.2 - Першочергові завдання з питань ядерної і радіаційної безпеки діючих ядерних енергоблоків з РУ типу ВВЕР-1000.

Завдання

Найбільш важливі результати

1

Кваліфікація обладнання, систем і елементів, важливих для безпеки

Вимоги, процедури і результати кваліфікації

2

Гарантоване забезпечення проектних характеристик системи управління і захисту (СУЗ)

Відповідність часу падіння органів регулювання (ОР СУЗ) проектним значенням

3

Забезпечення незалежності систем безпеки (СБ) і

аварійного захисту (АЗ)

Відокремлення сигнальних ліній СБ і АЗ

4

Забезпечення і контроль

тепловідбору від активної

зони реакторної установки

Забезпечення роботи в режимі розущільнення теплообмінника автономного контуру ГЦН

Впровадження імпульсно-запобіжних пристроїв компенсатора тиску

Впровадження сигналізатора положення затвору головного клапана на БЩУ

Опосередкований контроль рівня теплоносія в КР

Підігрів води пасивної частини САОЗ

Підвищення мінімальної температури активної частини САОЗ

Заміна теплоізоляції в гермозоні

5

Забезпечення цілісності корпусу реактора (КР) і трубопроводів 1-го контуру

Удосконалення окремих елементів програми зразків-свідків

Впровадження системи періодичного контролю стану металу на внутрішній поверхні КР

Реалізація заходів із захисту від переопресування.

6

Забезпечення безпечної

експлуатації парогенераторів (ПГ)

Заміна запобіжних клапанів ПГ

Модернізація системи продувки ПГ

Впровадження додаткових способів підживлення ПГ від надійних джерел

7

Підвищення надійності контролю параметрів теплоносія 1-го контуру

Додаткові точки контролю концентрації бора в теплоносії

8

Підвищення надійності

електрозабезпечення в режимі нормальної експлуатації та аварійних режимах

Збільшення часу розряду акумуляторних батарей

Заміна вхідних вимикачів на розподільних збірках (РТЗО)

Підвищення надійності резервних дизельних електростанцій (РДЕС)

9

Підвищення надійності

радіаційного технологічного і дозиметричного контролю

Модернізація і реконструкція систем контролю радіаційної безпеки (АКРБ)

Таблиця 2.3 - Першочергові завдання з питань ядерної і радіаційної безпеки діючих ядерних енергоблоків з РУ типу ВВЕР-440.

Завдання

Найбільш важливі результати

1

Кваліфікація обладнання, систем і елементів, важливих для безпеки

Вимоги, процедури і результати кваліфікації

2

Забезпечення і контроль тепловідбору від активної зони реакторної установки

Заміна датчиків-перетворювачів витрат, рівня і тиску в СББ

Реконструкція системи виміру і керування рівнем у компенсаторі тиску

Розробка режимів розхолоджування блоків через блочну редукційну установку скидання пари до конденсатору

Модернізація системи контролю рівня теплоносія в КР

Заміна теплоізоляції в гермозоні

3

Забезпечення безпечної експлуатації парогенераторів (ПГ)

Реконструкція систем планового охолодження і аварійного підживлення ПГ

4

Підвищення надійності контролю параметрів теплоносія 1-го контуру

Заміна нейтронних аналізаторів для виміру концентрації бора-10

5

Підвищення надійності електрозабезпечення в режимі нормальної експлуатації і аварійних режимах

Заміна акумуляторних батарей

Заміна герметичних кабельних проходок 6 кВ і 0,4 кВ

Заміна агрегатів безперебійного забезпечення споживачів 1-й і 2-й груп

6

Забезпечення безпечної експлуатації басейну витримки (БВ) ВЯП

Модернізація облицювання БВ ВЯП

Як свідчить вітчизняний і міжнародний досвід діяльності в сфері використання ядерної енергії, у довгостроковому плані характерною є тенденція до підвищення жорсткості вимог і норм безпеки. У звязку з цим обовязковими довгостроковими завданнями з питань ядерної і радіаційної безпеки є:

- періодична переоцінка безпеки діючих енергоблоків;

- реалізація заходів із забезпечення рівня безпеки, що відповідатиме вимогам і нормам чинної на момент переоцінки нормативно-правої бази;

- поточний моніторинг нових методів і технологій та їх впровадження на АЕС.

- Екологічна безпека. Першочерговими завданнями з питань захисту навколишнього середовища при експлуатації АЕС, які повинні бути виконані протягом найближчих 3-5 років, є наступні:

- удосконалення методик визначення контрольних рівнів радіоактивних викидів і скидів;

- завершення створення автоматизованих систем контролю радіаційної обстановки (АСКРО) у зонах спостереження АЕС;

- забезпечення вірогідного контролю на АЕС викидів і скидів тритію;

- удосконалення вимог і процедур та розробка типового регламенту продувки ставків-охолоджувачів АЕС.

До середньострокових завдань відносяться:

- доповнення, відновлення і уточнення матеріалів оцінки впливів на навколишнє середовище (ОВНС) в складі пакетів проектної документації діючих АЕС;

- удосконалення структури глобального контролю і прогнозу радіаційної обстановки на території країни на основі даних систем ГАММА, АСКРО АЕС і рекомендованого міжнародною спільнотою програмно-методичного комплексу РОДОС.

Довгостроковими завданнями з питань екологічної безпеки діючих АЕС є:

- періодична переоцінка впливів АЕС на навколишнє середовище;

- реалізація заходів із забезпечення рівня екологічної безпеки, що відповідатиме вимогам і нормам чинної на момент переоцінки нормативно-правої бази.

- поточний моніторинг нових методів і технологій і їх впровадження на АЕС.

Аварійна готовність. Найбільш важливими першочерговими завданнями з аварійної готовності діючих АЕС, які мають бути виконані протягом найближчих 3-5 років, є:

- завершення створення пристанційних і галузевого кризових центрів;

- відновлення і розширення запасів матеріальних ресурсів мобілізаційного резерву;

- створення і забезпечення поточного функціонування галузевої групи експертної підтримки прийняття рішень в аварійних ситуаціях;

- створення резервного фонду проектної, конструкторської, технологічної виробничо-технічної документації АЕС в обсязі, необхідному для забезпечення протиаварійних заходів і ліквідаційних робіт.

У середньостроковому і довгостроковому плані основним завданням є подальше удосконалення організаційної структури, документальної бази, матеріально-технічного забезпечення і професійної підготовки персоналу.

Пожежна безпека. Першочерговими завданнями з підтримки і підвищення рівня пожежної безпеки, які мають бути виконані протягом найближчих 3-5 років, є:

- впровадження апаратури контролю вмісту і систем допалювання водню;

- підвищення рівня пожежної безпеки кабельного господарства на діючих блоках;

- впровадження нових засобів протипожежної сигналізації (ППС);

- заміна і розширення числа локалізуючих елементів (протипожежні двері, вентиляційні клапани та ін.).

У середньостроковому і довгостроковому плані обовязковими є:

- періодична переоцінка рівня пожежної безпеки діючих енергоблоків;

- реалізація заходів із забезпечення відповідності досягнутого рівня вимогам і нормам чинної на момент переоцінки нормативно-правої бази;

- поточний моніторинг нових методів і технологій і їх впровадження на АЕС.

Фізичний захист і дотримання гарантій. До першочергових завдань з фізичного захисту і дотримання гарантій на діючих АЕС відносяться:

- удосконалення процедур моделювання подій;

- створення автоматизованої системи технічних засобів фізичного захисту АЕС від погрози ядерного тероризму і несанкціонованого вилучення ядерного матеріалу.

Детальний опис першочергових заходів за вказаними завданнями наведено в “Комплексній програмі модернізації та підвищення безпеки діючих енергоблоків атомних електростанцій”.

У середньостроковому і довгостроковому плані обовязковими завданнями є:

- активна участь у міжнародних і регіональних проектах за проблемами захисту від погрози ядерного тероризму;

- поточний моніторинг нових підходів, методів і технологій та їх впровадження.

Шляхи підвищення надійності та ефективності діючих АЕС. У стратегічному плані основними шляхами підвищення надійності та ефективності діючих АЕС є:

- удосконалення управління, організації і виконання робіт при монтажі, пуско-наладці, експлуатації, обслуговуванні і ремонтах на діючих АЕС;

- підвищення надійності та ефективності обладнання, устаткування, елементів технологічного циклу.

Першочерговими завданнями з удосконалення управління, організації і виконання робіт, які мають бути виконані протягом найближчих 3-5 років, є:

- розробка і впровадження Комплексної програми забезпечення якості на АЕС;

- нарощування централізованого фонду запасних частин;

- створення і підтримка незнижуваного резерву свіжого ядерного палива;

- централізація окремих напрямків і обовязкова уніфікація пуско-налагоджувальних послуг і ремонтного обслуговування.

- впровадження нових систем діагностики технологічного обладнання.

Найважливішим першочерговим завданням з підвищення надійності та ефективності обладнання, систем і елементів технологічного циклу є розробка розгорнутої програми підвищення КВВП діючих АЕС і негайний початок її реалізації. Інші першочергові завдання з підвищення надійності та ефективності, які мають бути виконані протягом найближчих 3-5 років, наведені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 - Першочергові завдання з підвищення надійності та ефективності обладнання, систем і елементів на діючих АЕС

Завдання

Енергоблоки

1

Реконструкція системи аварійного захисту

№№1,2 ПУАЕС

2

Повузлова заміна підсистем АСУ ТП

всі енергоблоки

3

Модернізація окремих елементів 1-го контуру

№№1,2 ПУАЕС

4

Модернізація систем контролю стану і окремих

конструкційних елементів захисних оболонок

всі енергоблоки

5

Реконструкція герметичних кабельних проходок

всі енергоблоки

6

Заміна парогенераторів (ПГ)

№№1,2 ПУАЕС,

№3 РАЕС

7

Модернізація і реконструкція турбогенераторів і

забезпечуючих систем

всі АЕС

8

Удосконалення водно-хімічних режимів 1-го, 2-го контурів (ВХР-1, ВХР-2)

всі АЕС

9

Заміна агрегатів безперервного живлення

всі АЕС

У середньостроковому і довгостроковому плані на період до 2030 року актуальними завданнями з удосконалення управління, організації і виконання робіт є:

- підвищення ефективності паливовикористання шляхом завершення переходу на 4-річний наступного переходу на 5-річний паливний цикл;

- подальше скорочення тривалості планово-профілактичних ремонтів (ППР) при обовязковому виконанні необхідних обсягів і підвищенні якості робіт;

- зниження непланових втрат при виробництві електроенергії на АЕС за внутрішніми та зовнішніми причинами.

Актуальними середньостроковими і довгостроковими завданнями з підвищення надійності та ефективності обладнання, систем і елементів технологічного циклу є:

- поетапне виконання програми підвищення КВВП діючих АЕС;

- удосконалення систем діагностики;

- випереджаюче виконання заходів з модернізації і реконструкції основного і допоміжного технологічного обладнання.

З поетапним виконанням програми в період 2004-2012 рр. прогнозується поступове зростання КВВП діючих АЕС від сьогоденного рівня 75% до 85% у 2012 році. Штатний коефіцієнт (ШК), усереднений для всіх АЕС України, в період 2004-2014 рр. буде поступово знижуватись від сьогоденного рівня 3 чол/МВт до 1 чол./МВт у 2014р.

2.3 Подовження терміну експлуатації діючих АЕС

Роль напряму, основна задача і шляхи її вирішення. Подовження експлуатації діючих АЕС за терміни, передбачені вихідними проектами (30 років), є одним з найбільш перспективних напрямів з погляду окупності капіталовкладень в ЯЕК. Крім того, подовження експлуатації відсуває початок робіт із зняття з експлуатації діючих і будівництва нових потужностей, що забезпечить додатковий запас часу для накопичення необхідних коштів на ці напрями.

Основною задачею за даним напрямом є подовження безпечної експлуатації діючих ядерних енергоблоків на максимально досяжні терміни, виправдані за співвідношенням “витрати - користь”. Обовязковою умовою при рішенні вказаної задачі є виконання всіх вимог і норм з безпеки, захисту населення і навколишнього середовища, в тому числі забезпечення соціально-прийнятного рівня ризику аварійних ситуацій на енергоблоках, експлуатація яких продовжена за терміни, передбачені вихідними проектами.

Обмежуючим фактором при вирішенні основної задачі є наявність елементів АЕС, заміна яких неможлива або вкрай витратна. До таких елементів відносяться: корпус реактора, основні системи управління, захисту і контролю, трубопроводи і тепломеханічне обладнання 1-го контуру, парогенератори, кабельне господарство, будівельні і гідротехнічні споруди та ін.

На сьогодні відсутня вичерпна інформація щодо залишкового ресурсу вказаних елементів, яка б дозволила однозначно визначити оптимальний термін подовження експлуатації діючих АЕС. За сьогоденним розумінням найбільш критичною проблемою є ресурс металу корпусу реактора і зварних швів.

Шляхами рішення основної задачі є:

- визначення залишкового ресурсу і управління старінням елементів, що не підлягають заміні або заміна яких занадто висококоштовна;

- виконання поточних робіт з модернізації і реконструкції з обовязковим врахуванням майбутнього подовження терміну експлуатації діючих АЕС;

- розробка, реалізація підходів і методів обґрунтування безпеки подовження ресурсу;

- своєчасне виконання комплексу організаційних і технічних заходів, необхідних для одержання ліцензії на подальшу експлуатацію.

Завдання з подовження терміну експлуатації діючих АЕС. До першочергових завдань за даним напрямом, які мають бути виконані протягом найближчих 1-3 років, відносяться:

- оперативна розробка галузевого плану дій з подовження експлуатації діючих АЕС України за терміни, передбачені вихідними проектами;

- підготовка техніко-економічного розрахунку і розгорнутої Програми подовження терміну експлуатації діючих АЕС України;

- створення та актуалізація єдиної бази даних щодо ресурсних характеристик елементів;

- розробка і негайний початок реалізації поблочних програм управління старінням елементів, заміна яких неможлива або вкрай витратна;

- розробка і негайний початок реалізації загальногалузевої програми подовження безпечної експлуатації корпусів реакторів (КР).

Середньостроковими завданнями, виконання яких має бути завершене в найближчі 5-10 років, є:

- виконання запланованих організаційних і технічних заходів щодо контролю ресурсних характеристик і управління старінням елементів;

- розробка, впровадження типових методик продовження ресурсу елементів, систем АЕС.

У довгостроковому плані на період до 2030 року і подальшу перспективу основним завданням є своєчасне обґрунтування подовження експлуатації кожного діючого енергоблоку не пізніше, ніж за 3 роки до закінчення проектного терміну експлуатації і завершення всього комплексу робіт до закінчення проектного терміну експлуатації.

Делись добром ;)