Альтернативная энергетика и энергосбережение

Для обсуждения.

Как назвать эту штуку - не знаю.

1. Выбираем место с большим суточным перепадом температуры не очень далеко от океана.
2. Выкапываем канал (систему каналов) и соединяем его с океаном, например, трубопроводом.
3. Прикрываем канал от солнца системой отражателей солнечной эл. станции.
4. Отработанным теплоносителем станции подогреваем воду у дна канала.

Ночью горячая вода в канале начинает интенсивно испаряться, увлажняя и подогревая окружающее пространство. На границе теплого купола пар конденсируется в туман (дождь) и выпадает на землю. Одновременно вода в канале охлаждается к следующему дневному циклу.

Дополнительно к благоприятной климатической зоне получаем фабрику рассола, из которого можно добывать что-нибудь полезное.

В британских водах Северного моря в течение двух следующих лет появятся гигантские ветротурбины, каждая из которых может затмить по размерам знаменитое колесо обозрения – «Лондонский Глаз».

Мощность каждой турбины размером более чем 500 футов (175 м) в высоту и диаметром 475 футов (145 м) составит 10 мегаватт.

У турбин будут три огромные лопасти, каждая из которых весит более 30-ти тонн. Они будут очерчивать круги более чем на 100 футов шире, чем 400-футовый диаметр «Лондонского Глаза». При этом глава проекта Билл Грэйнджер, технический менеджер британского подразделения американской компании Clipper Windpower, не видит причины, почему оффшорные турбины не должны стать еще большими.

Проект получил название Britannia. Наиболее вероятное местоположение ветроэлектростанции - Блайт (Blyth) графства Нортумберленд, на отмели Доггер-банка в Северном море, на северо-восточном побережье страны.
Ожидается, что ветряки обеспечат электроэнергией 10 000 домов и за время эксплуатации позволят сэкономить около двух миллионов баррелей нефти, пишет "The Daily Telegraph".

В сооружение турбин (включая строительство фабрики по производству лопастей) фирма Clipper Windpower Marine инвестирует 44 млн фунтов стерлингов. Также проект получит еще 5 млн фунтов от местного регионального агентства по вопросам развития One North East.

Одной из самых больших технических проблем, которую предстоит решить команде проекта Britannia, — как справиться с усталостью металла, вызванной вращением лопастей. Но руководитель проекта Билл Грейнджер полагает, что технические препятствия не смогут ограничить размер и, соответственно, мощность ветротурбин: "Турбины станут вырабатывать больше, чем 10 мегаватт, я уверен. Насколько больше? Я не знаю"

http://energyland.ru…nate-48906

Цитата: Dobryak от 22.06.2010 12:17:35"Турбины станут вырабатывать больше, чем 10 мегаватт, я уверен. Насколько больше? Я не знаю"

Хороши разработчики  ;D А провода какие ставить?
А вообще, они молодцы. На ворованные со всего мира деньги строят турбины, которые при современном деньгоисчислении не могут быть окуплены в разумные сроки. Ну и что, зато они независимы от сторонней энергии.
А долги? Ну что долги, мы, типа, всем должны, а что такого? Будем отдавать. Но понемногу. А сейчас нету денег. Не дадите газ? Ну и хрен с вами, у нас ветряки есть. Ну да, построили в долг, ну отдадим.. loop )

Цитата: problemsolver от 22.06.2010 22:22:58
Хороши разработчики  ;D А провода какие ставить?
А вообще, они молодцы. На ворованные со всего мира деньги строят турбины, которые при современном деньгоисчислении не могут быть окуплены в разумные сроки. Ну и что, зато они независимы от сторонней энергии.
А долги? Ну что долги, мы, типа, всем должны, а что такого? Будем отдавать. Но понемногу. А сейчас нету денег. Не дадите газ? Ну и хрен с вами, у нас ветряки есть. Ну да, построили в долг, ну отдадим.. loop )

Существуют серийные высоковольтные силовые кабели на 110Кв, при сечении 1200 мм^2, мощность  в 10Мвт, можно транспортировать на несколько км с потерями не более 5 % (норма).
Уверен, что для таких установок сделают спецкабель на более высокое напряжение, с несколькими жилами + резервные, так что проблем с транспортировкой уже дано нет.

На счет остального - полностью не согласен, без дискуссии!!!

Изобретена батарея, работающая на картофеле

http://www.lol.org.u…p?id=94528

Необычное открытие сделали израильские ученые: они объявили о создании электрической батареи на основе вареного картофеля. Теперь создатели необычного источника энергии предлагают эту батарею миллионам жителей развивающихся стран.

Сообщение о создании «картофельной» батареи появилось на сайте компании Yissum Research Development Co. Там же утверждается, что полученное с помощью такой батареи электричество в 5-50 раз дешевле получаемого традиционным способом и в шесть раз экономичнее керосиновой лампы.

Потенциальными потребителями своего изобретения разработчики считают население развивающихся стран. Основными элементами батареи являются цинковые, медные электроды и кусок картофеля, и если до использования в электролизе картофель отварить, то мощность устройства возрастет на порядок.

Теперь компания распространила пресс-релиз, в котором сообщается, что технология будет безвозмездно предоставлена экономически отсталым регионам.

Цитата: TEMIR от 28.06.2010 13:51:56
Изобретена батарея, работающая на картофеле
http://www.lol.org.u…p?id=94528
Необычное открытие сделали израильские ученые

Я уж подумал, что британские  :D
Если не ошибаюсь, я такие опыты делал по книжке Войцеховского Радиоэлектронные игрушки. (Кстати, в сети есть она в djvu) А может, это ложная память, и все было описано в Юном технике  :)

Цитата: Чукча от 06.05.2008 23:37:07
В качестве перспективных источников тепла  особо стоит обратить внимание на технологию использования низкопотенциального тепла земли (тепловые насосы)
Технология используется для систем отопления сравнительно недавно, в основном, в странах Скандинавии.

Первые опыты по использованию тепловых насосов для городского отопления инженер Ощепков (AFAIR) ставил ещё в 50-е годы прошлого века в Ленинграде (качал тепло из Невы)

Цитата: foton от 25.06.2010 10:59:21
Существуют серийные высоковольтные силовые кабели на 110Кв, при сечении 1200 мм^2, мощность  в 10Мвт, можно транспортировать на несколько км с потерями не более 5 % (норма).

Побойтесь Бога... Какие 1200 мм2 ?

S=10000 кВА
Uл=110 кВ
Iф=S/(1.73хUл)=10000/(1.73х110)=52А

1200 мм2 для 52А и "нескольких километров" - слишком жирно...
Может нескольких сотен км?  :)

Цитата: elePhanty от 29.06.2010 19:43:40
Первые опыты по использованию тепловых насосов для городского отопления инженер Ощепков (AFAIR) ставил ещё в 50-е годы прошлого века в Ленинграде (качал тепло из Невы)

Первые - где? В Питере?

Вообще-то холодильники были изобретены заметно раньше
Среди идей инженера были совершенно завиральные -

ЦитатаОднако главная идея П.К.Ощепкова в решении проблемы непосредственного использования тепловой энергии окружающей среды состоит в создании и применении несимметричных для электронов потенциальных барьеров в сверхтонких металлических и полупроводниковых системах, способных под воздействием окружающей среды создать организованную электродвижущую силу, которую можно будет использовать во внешних цепях... - http://www.psj.ru/sa…p?ID=10986

Малые АЭС... да удалые

(длинный текст по частям, Часть 1)


30 июня 2010 г. в Санкт-Петербурге на ОАО «Балтийский завод» состоялся спуск на воду плавучего энергоблока (ПЭБ) «Академик Ломоносов» для первой в мире плавучей атомной станции (ПАТЭС). А осенью в Свердловской области пройдут экспертные слушания по сооружению подземной АЭС с аналогичным реактором. Таким образом, 2010 год в России отмечен сразу несколькими важными шагами в реализации перспективного направления энергетики – атомных станций малой мощности.

Большое семейство малых

Тема атомных станций малой мощности (АСММ) сохраняет актуальность вот уже более полувека. Они не только имеют свою рыночную нишу, но в ряде случаев призваны стать практически незаменимыми источниками энергоснабжения.

АСММ подразделяются на мобильные и стационарные, а также наземные, подземные и плавучие. Их близкими «родственниками» выступают многочисленные двигатели на «атомной тяге»: от нашедших широкое применение гражданских, военно-морских и космических до экспериментальных бронетанковых объектов и железнодорожных локомотивов, так и не переросших опытно-конструкторскую стадию. Оба направления основываются на полезных особенностях атомного энергоисточника: компактность, длительность работы на небольшом объеме топлива, высокая удельная мощность. А опыт эксплуатации атомных двигателей служит подспорьем в создании малых АЭС.

То, что в этой области работают сразу несколько серьезных конструкторских организаций («ОКБМ Африкантов», НИКИЭТ, ФЭИ, ИАТЭ, ОКБ «Гидропресс», РНЦ «Курчатовский институт»), не только формирует полезную конкурентную среду, но и подчеркивает экономическую значимость и хорошие перспективы АСММ.

Сравнительная экономика

Чем выше установленная мощность энергоблока – тем экономичнее выработка 1 квт•ч. Естественно, в разумных пределах: верхнюю границу устанавливают трудности в изготовлении и транспортировке оборудования, наличие или пропускная способность линий электропередачи и критерии резервирования генерирующих мощностей (резерв в энергосистеме должен покрывать отключение самого мощного энергоблока).

Однако почти две трети территории России находятся вне зоны централизованного энергоснабжения. Это удаленные малонаселенные пространства, но именно они во многом представляют стратегическую ценность как по сосредоточению запасов полезных ископаемых, так и в оборонном значении. Их энергоснабжение осуществляется от автономных источников, чаще всего на органическом топливе, завоз которого в труднодоступные районы «влетает в копеечку». Например, в пределах республики Саха (Якутия) энергетическая система разорвана на несколько маломощных изолированных участков, и себестоимость выработки электроэнергии превышает этот показатель для электростанций «Большой земли» более чем в 10 раз.

АСММ, базирующаяся в таком районе, конечно, проиграет по себестоимости электроэнергии энергоблоку-гигаваттнику (но его здесь строить нерентабельно: такое количество энергии не найдет спроса), зато выиграет у традиционного энергоисточника на органическом топливе: по оптимистичным расчетам, электроэнергия может подешеветь на 30%.



Требования к АСММ

География применения АСММ предъявляет специфические требования к ним.

АСММ или ее крупные функциональные блоки должны позволять удобную и безопасную транспортировку на большое расстояние. Они должны быть изготовлены на заводе практически «под ключ», с минимальным объемом строительно-монтажных работ на месте. АСММ должны обладать высокой надежностью, безопасностью и минимальными потребностями в управлении и техническом обслуживании на месте применения. Желателен как можно больший период работы до перегрузки ядерного топлива. Причем перегрузка эта целесообразна опять-таки в заводских условиях. Ядерные и радиационные материалы должны быть локализованы внутри АСММ, без возможности несанкционированного доступа к ним и их попадания в окружающую среду. Причем, согласно требованиям МАГАТЭ, уровень обогащения ядерного топлива должен быть ниже «оружейного» рубежа в 20%. Возвращаясь на завод для перегрузки топлива и техобслуживания, АСММ должна увезти внутри себя все радиоактивные отходы и использованное ядерное топливо, оставив за собой «зеленую лужайку» или чистый водоем.


Конструкторские усилия

С 60-х по 80-е годы прошлого века конструкторы не оставляли попыток поставить малую АЭС на гусеницы или колеса.

В 1961-1965 гг. прошел полевые испытания опытный образец так называемой «ТЭС-3». Ее составляли четыре гусеничных самоходных транспортера на усиленной базе тяжелого танка Т-10 (с дополнительными катками и более широкими гусеницами). На двух транспортерах были смонтированы водо-водяной реактор и парогенератор, а на двух других размещались турбогенератор с электрической частью, системы управления и обеспечения работы станции, электрическая мощность которой составляла 1,5 МВт.

В середине 1980-х годов в Белоруссии был практически готов колесный вариант малой АЭС «Памир», базирующийся на шасси МАЗ-537 «Ураган». Являясь объектом двухцелевого назначения, он был предназначен для работы в широком диапазоне температур, поэтому конструкторы применили газоохлаждаемый реактор. Четыре автофургона, соединенные газовыми шлангами высокого давления, составляли малую АЭС электрической мощностью 0,6 МВт – этого вполне хватало для обеспечения работы спасателей в районе стихийного бедствия или питания радара ПВО, оставшегося без штатного энергоснабжения в военное время. Но Чернобыльская авария закрыла проект, а уже готовые «Памиры» отправились «под нож».


Все проекты наземных самоходных АЭС имели неустранимые проблемы, не оставившие им шанса на широкое внедрение.
Во-первых, невозможность обеспечения качественной защиты от излучения реактора из-за его большого веса и ограниченной грузоподъемности транспорта. Реакторный блок «ТЭС-3» весил 90 т, «Памира» - 60 т, но даже это не обеспечивало необходимой радиационной безопасности. В месте развертывания «ТЭС-3», например, приходилось делать земляной вал, отгораживая им реакторный и парогенераторный транспортеры.

Во-вторых, жесткие ограничения по габаритам реактора и компактности активной зоны вынуждали применять высокообогащенное ядерное топливо «оружейного» качества, что шло вразрез с международными нормами о нераспространении ядерного оружия.

В-третьих, было затруднительно обеспечить защиту самоходных наземных АСММ как от дорожных аварий, так и от террористов.

Малые АЭС... да удалые

(длинный текст по частям, Часть 2)


Атомная дрезина

Что не под силу колесным или гусеничным шасси, способен увезти железнодорожный эшелон. По проекту блочно-транспортабельная АТЭЦ с быстрым натриевым реактором и газотурбинной установкой БН-ГТ-300 занимает 7 вагонов, перемещается по железной дороге, устанавливается под легко возводимым капониром и готова к работе. Она обеспечивает потребителей как электрической, так и тепловой энергией широкого диапазона параметров – от промышленных до коммунальных.

«Железнодорожный» вариант обеспечивает лучшую радиационную защиту и легкость в обеспечении эксплуатации: по мере выработки топлива заменяется и отправляется на завод только один «реакторный» вагон.

Недостаток такой АСММ фактически один: районы применения станций обычно не имеют железнодорожного сообщения с «большой землей».

Одноразовые станции


В последнее время появились проекты АСММ, рассчитанные на «оседлость»: они точно так же почти полностью монтируются «под ключ» на заводе, доставляются к месту работы и устанавливаются стационарно. Одной загрузки ядерного топлива им должно хватать на весь жизненный цикл: 25-30 лет. Остальные критерии – надежность, безопасность, недоступность для посторонних, нераспространение ядерных материалов, минимум управления и обслуживания и т.д. – такие же, как и для стационарных АЭС. По окончании жизненного цикла такая АСММ демонтируется и вместе с накопленными радиоактивными отходами и использованным топливом увозится на завод – либо насовсем, либо для «перезарядки».

Подобные станции могут использоваться в коммунальном хозяйстве в качестве районных ТЭЦ, ориентированных на отопление и горячее водоснабжение. К их числу можно отнести проекты АСТ «Рута» с реактором бассейнового типа, АТЭЦ «Елена» с выработкой электроэнергии термоэлектрическим способом, блочно-модульную АТЭЦ «Ангстрем» с быстрым реактором, саморегулируемую по мощности АЭС «Унитерм», «Мастер» и многие другие.

Однако такие виды АСММ все же требуют существенных строительных работ на месте установки и не отвечают критерию мобильности.


По морям, по волнам


Проект АСММ, которому повезло воплотиться в металле – плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС). Именно это судно строится на стапелях «Балтийского завода».

Плавучая АЭС удовлетворила всему спектру требований к АСММ. Плавучий энергоблок (ПЭБ) – это крупнотоннажное морское несамоходное судно (длина 144 м, ширина 30 м, водоизмещение 21,5 тыс. т) способно нести полновесную радиационную защиту. Ему не нужны автомобильные и железные дороги. Все радиационные и ядерные материалы локализованы внутри ПЭБ.

Комплект из четырех активных зон обеспечивает длительный период эксплуатации между заводскими ремонтами. Изготовление – также почти полностью заводское, на месте установки возводятся лишь причальные гидротехнические сооружения и береговые устройства для приема и передачи электроэнергии и горячей воды (при необходимости). Расчетный срок эксплуатации – три периода по 12 лет, разделенных одногодичными интервалами для техобслуживания и перегрузки топлива в заводских условиях. Серия из нескольких ПАТЭС позволит «тасовать» их так, чтобы потребители в местах их установки не лишались энергоснабжения в течение срока эксплуатации.

В средней части судна располагаются реакторный отсек и отсек обращения с ядерным топливом, защищенный конструкцией судна. В носовой части размещены турбогенераторный и электротехнический отсек, в кормовой – отсек вспомогательных установок и жилой блок. На борту одной ПАТЭС – две независимые ядерные энергетические установки электрической мощностью по 35 МВт, чем достигается необходимое резервирование для потребителей в условиях недоступности других источников энергоснабжения.

Реакторная установка КЛТ-40с – модернизированный вариант РУ типа КЛТ-40, проверенной многолетней эксплуатацией на атомных судах. В России такие реакторы успешно работают на лихтеровозе ледового класса «Севморпуть» (с 1988 г.) и ледоколах с малой осадкой «Таймыр» (1989 г.) и «Вайгач» (1990 г.). Отличие реакторов ПАТЭС от типовых судовых установок, наряду с более совершенными системами безопасности, заключается в меньшем обогащении ядерного топлива (чтобы удовлетворить требованиям МАГАТЭ в экспортном варианте ПАТЭС).

Выдача электроэнергии от ПАТЭС к потребителям напрямую осуществляется по кабельной сети 10 кВ, к удаленным потребителям – через береговую подстанцию, повышающую напряжение до 110 кВ. Контур выдачи тепловой энергии ПАТЭС обеспечивает передачу сетевой воды температурой 150-170°С береговому теплопункту.
Географическое положение России способствовало тому, что наша страна стала единственной в мире обладательницей атомного ледокольного флота (всего было построено девять ледоколов и одно транспортное судно ледового класса). А отечественный военно-морской флот накопил огромный опыт эксплуатации надводных и подводных кораблей с атомными силовыми установками. Не случайно среди отечественных АСММ наиболее подготовленным к воплощению оказался проект ПАТЭС. При этом возможности удачно совпали с потребностями: в эффективных источниках электроснабжения нуждаются не только удаленные районы Камчатки и Чукотки, но и газодобытчики новых месторождений Крайнего Севера и шельфовой зоны Баренцева моря.

На трудном пути



Путь создания ПАТЭС берет свое начало еще в последние годы жизни Советского Союза. Международный конкурс проектов ПАТЭС, на котором, кстати, победили отечественные разработчики, состоялся еще в 1991 г. Но вернулись к этой идее лишь по прошествии десятилетия экономических катаклизмов. В 2002 г. техпроект плавучего энергоблока был утвержден и прошел экологическую экспертизу. В 2003-м получил государственную лицензию.

Заказчиком-инвестором выступает Госкорпорация «Росатом» в лице одного из своих подразделений – ОАО «Концерн Росэнергоатом», в котором для реализации этого проекта создан специальный филиал: «Дирекция строящихся ПАТЭС». В 2006 г. конкурс на сооружение ПАЭС выиграл завод «Севмаш» (Северодвинск), где в апреле 2007 г. состоялась закладка первой плавучки «Академик Ломоносов».

В качестве задела «Севмаш» успел изготовить порядка 120 секций корпусных конструкций ПАТЭС. Однако загруженность завода оборонными заказами и ряд экономических проблем привели к тому, что в 2008 г. «Концерн Росэнергоатом» передал строительство ПАТЭС другому изготовителю – «Объединенной промышленной корпорации» (куда входит ОАО «Балтийский завод»). Это одна из крупнейших компаний судостроительной отрасли России, имеющая опыт постройки атомных и дизельных ледоколов и судов ледового класса, крупнотоннажных грузовых судов и военных кораблей. Представители заказчика рассматривали в качестве альтернативы разные судоверфи, в том числе Кореи, Японии, Китая. Но остановили выбор именно на «Балтийском заводе», со стапелей которого в свое время сошли атомные ледоколы «Арктика», «Сибирь», «Россия», «Советский Союз», «Ямал» и «50 лет Победы», а сейчас идет подготовка к строительству ледокола нового поколения. Строящаяся ПАТЭС должна совместить в себе нормативные требования сразу нескольких видов: Российского морского регистра судоходства, Ростехнадзора и Международной морской организации по безопасности торговых атомных судов.

«Начинку» для ПАТЭС изготовят другие организации. Главным конструктором и комплексным поставщиком реакторных установок КЛТ-40с стало ОАО «ОКБМ Африкантов», а изготавливает их ОКБМ и «Нижегородский машиностроительный завод». Проектированием и изготовлением паровых турбин ТК-35/38 (35 МВт – номинальная электрическая мощность в режиме отпуска тепла, 38 МВт – максимальная электрическая мощность при прекращении отпуска тепловой энергии) занимается «Калужский турбинный завод».
Генеральным проектировщиком ПАТЭС является ЗАО «Атомэнерго», привлекшее для проектирования плавучего энергоблока ОАО ЦКБ «Айсберг», по проектам которого создано более 100 кораблей и судов ледового класса, в том числе с ядерными установками (ледоколы «Ленин», «Арктика», «Таймыр», «Вайгач» и др.).
Всего, с учетом контрагентов, при сооружении ПАТЭС задействованы более 130 предприятий и организаций атомной, машиностроительной, судостроительной и других отраслей России.

Стапельная сборка плавучего энергоблока началась на «Балтийском заводе» в мае 2009 г. После спуска на воду в конце июня 2010 г. судно будет достраиваться на плаву. В конце 2010 г. должно начаться возведение береговых гидротехнических сооружений на месте будущей работы ПАТЭС. Начало испытаний ПАТЭС планируется на конец 2011 г., физический пуск станции должен состояться в 2012 г., сдача заказчику – в конце 2012 г., ввод в промышленную эксплуатацию – 2013 г.

Перенос сооружения с «Севмаша» на «Балтийский завод» сказался на выборе места дислокации первой ПАТЭС: оно «переехало» из архангельского Северодвинска в камчатский Вилючинск. Впрочем, сходство очевидно: оба города являются крупными военно-морскими базами, поэтому опытная эксплуатация пилотной ПАТЭС пройдет в заведомо подготовленных и благоприятных условиях.

Не должно возникнуть проблем и с заводскими площадками для квалифицированного технического обслуживания и замены топлива. ПЭБ можно будет отбуксировать в Мурманск, на базу гражданских судов «Атомфлота», или использовать военные судоремонтные заводы Камчатки и Дальнего Востока.

По данным Госкорпорации «Росатом», удельная стоимость строительства ПАТЭС достаточно высока и составляет (в ценах 2009 г.) 240 млн руб. за 1 МВт установленной мощности. Однако, по прогнозам, станция полностью окупит себя не позднее чем через 7 лет, а серийное строительство позволит снизить стоимость ПАТЭС на 30-40%.

В дальнейших планах – флотилия из нескольких ПАТЭС. В качестве перспективного рассматривается Чукотский автономный округ, и следующей может стать ПАТЭС в Певеке, а затем – в Черском. Дело в том, что на Чукотке планируется промышленная разработка месторождений золота, палладия, платины, олова, меди. Кроме того, через десять лет начнут выводиться из эксплуатации мощности Билибинской АТЭЦ, еще раньше произойдет выбытие Чаунской ТЭЦ, и потребуется их замещение новыми энергоисточниками.

Также Росатом подписал соглашение о строительстве 4-х плавучих АЭС с правительством Якутии. Кстати, этой республике предрекают большое будущее: по прогнозам изыскателей, Якутия может стать основным центром добычи урана в России. Более того, правительство Якутии уже обратилось в «Росатом» с просьбой об ускорении работ по созданию ПАТЭС в пос. Усть-Куйга, где разрабатывается новое золотоносное месторождение «Кючус».

Малые АЭС... да удалые

(длинный текст по частям, Часть 3)
Экспортные перспективы

Впрочем, Росатом отнюдь не намерен ограничиваться малой серией из 5-7 ПАТЭС для внутрироссийского потребления. Проектом плавучих АЭС уже заинтересовались больше десятка других стран: Малайзия, Индонезия, Южная Корея, Мозамбик, Намибия, ЮАР, Индия, Вьетнам... В качестве перспективного рынка ПАТЭС рассматривается и Латинская Америка – Бразилия, Уругвай, Чили. Тем более, что ПАТЭС может работать «в блоке» с опреснительными установками, а проблема получения пресной воды для многих стран уже стала насущной. Мировой рынок для ПАТЭС достаточно обширен, и Россия здесь пока что вне конкуренции. Однако до заключения контрактов иностранцы хотят увидеть референтный плавучий энергоблок «в деле».

Очевидно, что тип реакторной установки КЛТ-40с для ПАТЭС был выбран именно благодаря наличию огромного опыта надежной эксплуатации таких реакторов – чтобы быстрее выйти на рынок, не теряя времени на разработку и «доведение до ума» новой конструкции. Однако для последующих ПАТЭС рассматриваются и другие варианты: от небольших 12-мегаваттных АБВ-6М до реакторов в 300 МВт.

В освоении рынка АСММ большое значение приобрел фактор времени, поскольку разработкой АЭС малой и средней мощности вплотную занялись уже в нескольких странах. Ведется разработка проектов в Южной Корее (SMART), Японии (4S), Аргентине (CAREM), США (IRIS), Индии (тяжеловодные реакторы). Некоторые из них являются прямыми конкурентами России в мощностном диапазоне АСММ.

Атомные подземелья

О перспективах малой подземной АЭС в Свердловской обл., в районе расположения «атомных городов» Лесного и Новоуральска, а также г. Кушва, говорят уже давно. Однако, пожалуй, впервые эта идея нашла отклик на уровне регионального правительства: экспертные слушания запланированы на осень 2010 г. решением областного премьер-министра Анатолия Гредина в рамках разработки Энергетической стратегии Свердловской обл. Форум ожидается представительным: в слушаниях примут участие специалисты-атомщики из НИКИЭТ, УрФУ и «Концерна Росэнергоатом», ученые-экологи, экономисты, промышленники, электроэнергетики, коммунальщики.

Еще в 2008 г. администрация Кушвинского городского округа подписала протокол о продвижении идеи подземной АЭС с ЦНИИ им. акад. Крылова, ЦКБ «Рубин» и «ОКБМ Африкантов», а также начала поиск инвесторов среди близлежащих промышленных предприятий.
Преимущества подземных АЭС в том, что они лучше защищены от нежелательных внешних воздействий, более устойчивы к сейсмическим катаклизмам, более удобны в случае локализации аварии и для вывода из эксплуатации.

Главные их недостатки – высокая стоимость строительства и ограничение по мощности энергоблока, связанное с его ограничениями по размерам. Да и конвективную систему расхолаживания («самотягой») на случай отказа принудительных систем охлаждения здесь реализовать будет очень трудно – а это одно из современных требований к безопасности АЭС.
Впрочем, на земляных работах при создании подземной АЭС в Свердловской области удастся сэкономить: в районе ее предполагаемого размещения находится отработанная железорудная шахта, которая может послужить основой для размещения реакторов. А сами реакторы, кстати, могут быть те же, что и на ПАТЭС – морские КЛТ-40с.

Малые АЭС... да удалые

(длинный текст по частям, Часть 4)
Прочь сомнения



Атомные станции малой мощности до настоящего времени практически не применялись в гражданской атомной энергетике, поэтому у общественности возникает множество вопросов и сомнений, связанных с перспективами их массового внедрения. Сгруппируем их по тематическим блокам.

Экологическая, радиационная и ядерная безопасность. Что касается ПАТЭС – реакторы этой конструкции наработали большой опыт эксплуатации. Атомные корабли и суда с подобными установками успешно работают даже в более сложных режимах в открытом море, нежели ПАТЭС, которая основную часть своей жизни проведет, стоя у причала. Ядерные и радиационные материалы (включая свежее и использованное топливо, а также радиоактивные отходы) локализованы в герметичных помещениях на ПАТЭС, и обращение с ними будет происходить только в специализированных заводских условиях.

Каждый из реакторов ПАТЭС заключен в стальную герметичную оболочку. В аварийных ситуациях глушение реактора обеспечивается тремя независимыми системами защиты, в том числе с использованием неотключаемых самосрабатывающих устройств. Для аварийной остановки, охлаждения активной зоны и расхолаживания реактора применяются дублирующие друг друга активные и пассивные (срабатывающие без участия человека и автоматики) системы безопасности. Безопасность будет обеспечена и при запроектных авариях – таких, как полное обесточивание с отказом управляющих систем безопасности, разрыв трубопровода первого контура с полным обесточиванием или отказом активных систем аварийного охлаждения активной зоны и др.

Особое внимание уделено функции охлаждения активной зоны реактора при аварии. Так, трубопроводы 1-го контура оснащены ограничителями истечения, исключающими существенную потерю теплоносителя. Аварийное охлаждение активной зоны при разгерметизации 1-го контура обеспечивается тремя многоканальными системами: двухканальной пассивной (с использованием гидроаккумуляторов) и двухканальными активными (с насосами подпитки и насосами рециркуляции). Но даже если бы каким-то чудом теплоноситель 1-го контура все-таки исчез, а вдобавок отказали насосы аварийного охлаждения – активная зона все равно сохранится под уровнем воды в реакторе и будет охлаждаться до момента подключения специальных средств аварийного расхолаживания.

Это же относится и к стационарным АСММ. Некоторые из них вообще проектируются на одну заправку топливом на весь цикл работы без доступа человека; в других проектах АСММ будут эксплуатироваться квалифицированным персоналом, как и «большая» АЭС.

В отношении природных или техногенных катаклизмов АСММ защищена в той же степени, что и «большая» АЭС: и по сейсмической устойчивости, и от других внешних явлений. Например, безопасность ПАТЭС обеспечивается при ураганной ветровой нагрузке (скорость ветра до 60 м/с), 9-балльном землетрясении, падении летательного аппарата, ударе молнии, взрыве внешнего источника на берегу или на пришвартованном к борту ПАТЭС судне и т.д. Конструкция ПАТЭС гарантирует работоспособность оборудования, механизмов и систем при ударной нагрузке не менее 3g, действующей в любом направлении, в условиях наклонов и качки.

Антитеррористическая безопасность, физическая защита. Это, кстати, одно из наиболее уязвимых мест в доктрине АСММ: ведь комплекс защитных мероприятий (как при работе на месте установки, так и при перемещениях) должен не уступать по надежности аналогичному комплексу физической защиты «большой» АЭС, что при малой мощности объекта повлечет удорожание вырабатываемой электроэнергии.

Однако здесь вступает в действие экономический фактор: разумеется, по ряду причин электроэнергия АСММ будет дороже, но с учетом местных экономико-географических условий она будет приемлемой по уровню рентабельности и найдет спрос. Стоимость же самой АСММ подчиняется законам рынка: серийное производство существенно дешевле штучного.



Наконец, немаловажный вопрос: можно ли доверить малую АЭС развивающимся странам, где отсутствуют квалифицированный персонал, промышленная база, культура производства? По мнению директора ОАО «ОКБМ Африкантов» Дмитрия Зверева, проблем поможет избежать концепция «строю-владею-эксплуатирую»: продажа заказчику не самой станции, а только вырабатываемой ею энергии или другой продукции. Собственником станции, так же как и ее строителем и эксплуатирующей организацией, в этом случае остается Россия. Потребитель получает только производимую ПАТЭС электроэнергию, тепло, пресную воду, не имея доступа к оборудованию и технологии. Эксплуатирует станцию российский экипаж, периодическое техобслуживание, а в конце срока службы – утилизация ПАТЭС производятся также в России на специализированном предприятии.



Будущее АСММ

Одно из основных преимуществ АСММ – она позволяет надежно обеспечить электроэнергией добычу полезных ископаемых, за которыми приходится забираться все дальше на север, в неосвоенные районы. Мизерные объемы потребляемого топлива, быстрота и удобство перемещения, минимум трудозатрат по разворачиванию и вводу в работу, перенесение операций по обслуживанию с площадки размещения в специализированные заводские цеха, возможность обходиться минимумом персонала, работающего вахтовым методом – все это делает АСММ практически незаменимым энергоисточником в данной сфере.

Очень важно, что минимизируются объемы и стоимость капитального строительства в районе размещения АСММ: все высокотехнологичные, дорогостоящие и трудоемкие операции переносятся в специально приспособленные заводские цеха и выполняются специализированным персоналом необходимой квалификации. В результате существенно сокращается срок изготовления АСММ. Предельно упрощается решение вопросов хранения радиоактивных отходов, квалифицированного обслуживания станции и снятия ее с эксплуатации после выработки технического ресурса.

Итак: технологии позволяют, экономика не препятствует, потребность в продукции есть, сбыт на внутреннем и на мировом рынках имеет благоприятные перспективы роста. Эпоху АСММ открывают плавучие АТЭС, а следующим шагом может стать, например, внедрение атомных «районных котельных» для теплофикации жилищно-коммунального сектора крупных городов.

Аккумулирование тепла от низкопотенциальных источников.

Эффект теплоты плавления (скрытой теплоты), которая поглощаеться материалом при его переходе из твердого состояния в жидкое, создает возможность аккумулирования теплоты в значительно меньшем обьеме. Наиболее доступный для этого материал десятиводный сульфат натрия (глауберова соль). Максимальная рабочая температура теплоносителя 32^оС, при этой температуре вся соль растворяеться в собственной кристаллизационной воде аккумулируя большое количество тепла.

Параметры материалов для аккумулирования 1ГДж (277 кВт.ч) теплоты при повышении температуры на 20^оС.

Камень                    59737 кГ       26,6 м³

Вода                      11941 кГ       11,94 м³

Глауберова соль       3644 кГ        2,27 м³

Кроме того, глауберова соль способна образовывать перенасыщеные растворы. При полном растворении соли самопроизвольная кристаллизация и выделение тепла не начнеться пока температура расствора не опуститься до 5-7 градусов. В промежутке температур 32 - 5 градусов выделение скрытого тепла можно инициализировать внеся в расствор небольшое количество соли.

Цитата: jurijk от 15.07.2010 13:15:21
Аккумулирование тепла от низкопотенциальных источников.

Вроде все хорошо, но 1 ГДж - это затраты (потребность) одного коттеджа в сутки зимой. Т.е. в условиях грубой реальности нашего климата потребны тепловые аккумуляторы объемом в три сотни кубов глауберовой соли на коттедж... Или соляровая печь и 2,5 кубометра соляра. Чистый сфероконь в вакууме.

Цитата: ILPetr от 16.07.2010 22:57:24
потребны тепловые аккумуляторы объемом в три сотни кубов глауберовой соли на коттедж... И

Откуда взялась цифра в 300 кубов? 277 кВт.ч в сутки это слишком много. Прежде чем говорить об альтернативной энергетике нужно позаботиться о теплоизоляции дома.

Цитата: jurijk от 19.07.2010 17:06:26
277 кВт.ч в сутки это слишком много.

"Коттедж" это поболе 100 квадратов, среднепотолочная потребность в тепле - 100ватт на квадрат, в сутках - 24 часа. Итого - 240 квт-ч на день.
Ежели умножить на месяц и на тариф э-энергии... Не буду пугать  ::)

Цитата: ILPetr от 16.07.2010 22:57:24
Вроде все хорошо, но 1 ГДж - это затраты (потребность) одного коттеджа в сутки зимой.

Доброго времени суток.
Посмотрел в платёжку по ЖКХ. Квартира трёшка в доме серии П-44 общая площадь 75 м2.
Средний расход тепла на отопление (независимо от времени года)- около 1 Гкал т.е. 4,2 ГДж.
Учитывая усушку, утруску и попиллинг энергосбытовых и ЖКХ компаний, то смело расход тепла можно делить на два, т.е. порядка 2 ГДж/мес.

Цифра в 1 ГДж в сутки мне кажеться завышенной. Таким количеством тепла можно нагреть на 20^о аж 11,9 тонн воды.

Цитата: jurijk от 22.07.2010 18:05:47
Цифра в 1 ГДж в сутки мне кажеться завышенной. Таким количеством тепла можно нагреть на 20^о аж 11,9 тонн воды.

Вот десяток вёдер в час и охлаждается на 20 градусов, проходя через одну батарею - когда за бортом -20С...