ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Полезная модель относится к энергетике и может быть использована при организации энергетического комплекса в составе атомной электростанции (АЭС) и одной или нескольких гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС).
Как показывает мировой опыт, ограниченные возможности маневрирования мощностью АЭС наилучшим образом компенсируются их параллельной работой с гидроаккумулирующими электростанциями, что позволяет снизить или ликвидировать ряд отрицательных факторов, присущих каждому из участников комплекса при раздельном строительстве и эксплуатации входящих в его состав объектов.
Известен Южно-Украинский энергетический комплекс (см. «Гидротехническое строительство», 5-2002, с.18-24, Ландау Ю.А. «История и проблемы Ташлыкской ГАЭС»). В состав комплекса входят 1-я и 2-я очереди АЭС и Ташлыкская ГАЭС. В качестве верхнего водоема ГАЭС предусмотрено использовать головную часть Ташлыкского водохранилища, образуемого при его разделении отсечной плотиной. Нижним водоемом служит существующее Александровское водохранилище. Однако полностью исключена гидравлическая связь системы охлаждения АЭС с водохранилищами ГАЭС. Бассейны ГАЭС не участвуют в охлаждении воды, подаваемой на АЭС.
Известно авторское свидетельство «Тепловой шлюз энергокомплекса» №1351993, МПК Е 02В 9/00 от 30.12.85. В состав комплекса входит АЭС (ТЭС), охлаждающий водоем которой является верхним водохранилищем ГАЭС. Нижнее водохранилище ГАЭС является также и водоемом - охладителем. В этом водохранилище выполнен тепловой шлюз в виде ограждающего сооружения, верхняя часть которого снабжена водовыпускными окнами, а нижняя - водозаборными окнами. В период работы ГАЭС в турбинном режиме теплая вода из верхнего водохранилища сбрасывается в водоем-охладитель по водоводам ГАЭС.
Тепловой шлюз не является энергоисточником как ГАЭС и не участвует в снижении температуры воды, подаваемой на АЭС.
Основными задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются:
- повышение коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) АЭС, за счет дополнительного снижения температуры воды в водоеме-охладителе в связи с увеличением охлаждающей поверхности за счет верхних бассейнов ГАЭС;
- выравнивание суточного графика электрической нагрузки в работе АЭС и дополнительное повышение КИУМ АЭС за счет работы увеличенной мощностью;
- получение дополнительного аварийного энергоисточника ответственных потребителей и собственных нужд АЭС;
- повышение надежности работы АЭС.
Выявленные задачи достигаются тем, что предлагаемый энергетический комплекс содержит атомную электростанцию и непосредственно примыкающую к ней дополнительную систему гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), включающую одну или несколько станций с нижними и верхними бассейнами. В качестве нижних бассейнов для системы ГАЭС использован водоем-охладитель атомной станции. Верхние бассейны ГАЭС размещены на возвышенностях с превышением над водоемом - охладителем, например, не менее 80 м. Здания системы ГАЭС расположены у подножия возвышенностей и соединены с водоемом-охладителем подводящими (отводящими) каналами. Система ГАЭС служит аварийным энергоисточником и соединена специальной линией электропередачи с ответственными потребителями атомной электростанции.
Существо предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где изображен план энергокомплекса.
Энергокомплекс разработан на примере преобразования Курской АЭС и содержит атомную электростанцию - 1 в составе нескольких энергоблоков. Водоемы-охладители - 2 всех энергоблоков и трех очередей АЭС занимают общую площадь более 30 км2 и имеют между собой гидравлическую связь. Непосредственно к водоему-охладителю - 2 третьей очереди Курской АЭС (на плане занимает северное положение) примыкают две возвышенности с превышением более 80 м над уровнем воды в водоеме-охладителе, на которых расположены верхние бассейны гидроаккумулирующих электростанций - 3 и - 4 с площадями зеркала соответственно 3,3 км2 и 2,75 км2 . Общим нижним бассейном для обоих ГАЭС служит водоем-охладитель атомной электростанции
Здания ГАЭС - 5 и - 6 расположены у подножия возвышенностей и соединены с водоемом-охладителем - 2 подводящими (отводящими) каналами - 9 и - 10.
Напорные водоводы - 7 и - 8 соединяют здания ГАЭС с соответствующими верхними бассейнами - 3 и - 4.
Линии электропередачи соединяют здания ГАЭС с ответственными потребителями АЭС.
Работает энергетический комплекс следующим образом:
Действующая атомная электростанция оборудована электроблоками с крайне ограниченными маневренными возможностями по изменению своей мощности в течение суток. В то же время неравномерность суточных электрических нагрузок в энергосистеме составляет до 40%, что может приводить к необходимости снижать мощность атомной электростанции в ночные часы (с 23 часов до 7 часов утра).
Энергокомплекс принимает на себя избыточную ночную мощность АЭС и тем самым позволяет выровнять работу АЭС в суточном графике нагрузки. По мере спада электрических нагрузок в энергосистеме после 23 часов в работу последовательно включают обратимые агрегаты ГАЭС, которые, действуя в насосном режиме и потребляя энергию АЭС, перекачивают воду из водоема - охладителя АЭС по
напорным водоводам в верхний бассейн ГАЭС, расположенный на 80 м выше водоема-охладителя. Рабочий объем верхнего бассейна позволяет за ночной период работы ГАЭС в насосном режиме понизить уровень воды в водоеме - охладителе на величину порядка 1 метра.
Одновременно с перекачкой воды в верхний бассейн ГАЭС и за счет этого бассейна увеличивается площадь испарения теплой воды, поступающей в водоем после охлаждения атомных энергоблоков и тем самым понижается температура воды в пруде-охладителе, что весьма благоприятно сказывается на более полном использовании мощности АЭС.
В утренние и дневные часы суток - в периоды пиковых нагрузок в энергосистеме, запасенная ночью в рабочем объеме верхнего бассейна ГАЭС вода позволяет вырабатывать маневренную мощность для пиковой зоны графика нагрузки энергосистемы. Агрегаты ГАЭС после остановки по мере потребности энергосистемы переводятся в турбинный режим.
Дополнительным эффектом сооружения системы гидроаккумулирующих электростанций в составе Курского энергетического комплекса является:
- использование производственной базы и коллектива строителей Курской АЭС;
- уменьшение землеотвода для ГАЭС, по сравнению с сооружением ее на других площадках, за счет использования водоема-охладителя в качестве нижнего бассейна ГАЭС;
- снижение капиталовложений в сооружение ГАЭС за счет использования готовых сооружений, линий электропередач АЭС и производственной базы строительства.
Библиографические данные источников информации:
1. «Гидротехническое строительство» 5-2002, с.18-24, Ландау Ю.А. «История и проблемы Ташлыкской ГАЭС».
2. А.с. №1351993, МПК Е 02 В 9/00 «Тепловой шлюз энергокомплекса».