Атомные станции теплоснабжения (ACT) и атомные ТЭЦ (АТЭЦ)

Наша страна является пионером принципиально нового направления использования ядерного топлива — централизованного теплоснабжения от атомных станций.
На производство тепла расходуется примерно 30% топливно-энергетических ресурсов страны, что в 1,5 раза больше, чем уходит на выработку электроэнергии. Причем на теплоснабжение направляется в основном высококачественное органическое топливо (газ, мазут). По оценкам специалистов через какие-нибудь 15—20 лет годовая потребность только в низкопотенциальном тепле (с температурой до 150° С) составит 7 млрд МВт-ч, Чтобы его получить, пришлось бы сжечь, например, практически всю добытую за год нефть. Поэтому сейчас очень важно найти иные источники тепловой энергии. И здесь первым претендентом оказывается атомная энергия.
ACT и АТЭЦ должны вырабатывать низкопотенциальное тепло для отопления и горячего водоснабжении. Но если АТЭЦ преследует две цели: производит и тепло, и электроэнергию, то ACT — станция одноцелевая. Ее задача — давать только тепло. Для одной АТЭЦ мощностью 1 млн кВт требуется в сутки 16 кг ядерного топлива, что эквивалентно железнодорожному составу с мазутом, а с углем и того больше. Кроме того, применение атомной энергии для централизованного теплоснабжения в городах значительно уменьшит загазованность мелкими котельными, улучшит атмосферу в городах.
На Воронежской АТЭЦ будет построено два реактора общей мощностью 1000 МВт. Они способны удовлетворить потребности в тепле, горячей воде городского района с насел опием до 400 тыс. человек. Будет ликвидировано около 400 мелких котельных. При этом за год предполагается сберечь 900 тыс. т топлива — каменного угля, нефтепродуктов. Небо над Воронежем и его окрестностями станет чище. В реакторной установке АТЭЦ образуется пар высокой температуры (такой же, как и на АЭС). Это значит, что для обеспечения надежности и санитарных норм потребуются такие же большие затраты, как и при сооружении АЭС. Кроме того, сооружение протяженных тепловых трасс (по нормам не менее 20 км) до крупных населенных пунктов увеличивает общие капиталовложения на теплоснабжение от АТЭЦ.
В случае ACT температура в реакторе около 200° С, а следовательно, допустимы более дешевые технические решения. Эти станции можно располагать на расстоянии всего 2—3 км от города.
Оптимальная мощность АТЭЦ достигает 6—8 ГВт. С ее помощью может решаться проблема централизованного теплоснабжения ряда промышленно-городских агломераций, расположенных на расстоянии до 50—60 км.
Задачи ACT скромнее. Такие станции предполагается использовать для снабжения рассредоточенных потребителей с тепловой нагрузкой 1,5—2 ГВт и в качестве дополнительного источника тепла в крупных системах централизованного теплоснабжения.
В несколько раз меньшая площадь промплощадки, меньшая потребность в воде, возможность размещения вблизи городов позволяют «вписывать» ACT в уже сложившуюся инфраструктуру. Важно только отметить, что ACT и АТЭЦ не конкурируют, а дополняют друг друга.
А что же будет с традиционными котельными и ТЭЦ, работающими на органическом топливе? Те из них, которые являются технически совершенными, будут вытеснены атомными источниками из области базисной нагрузки в пиковую и резервную. А наименее экономичные, как правило, наиболее мелкие и устаревшие источники тепла будут демонтироваться.
Основное требование к атомным источникам тепла — это надежность и соблюдение санитарных норм. Исходя из этого и выбираются все технические решения. Так, ACT в Горьком и Воронеже состоят из двух блоков по 500 МВт. По два блока имеют и строящиеся АТЭЦ.
Для АТЭЦ и ACT эффективными считаются водово-дяные реакторы, у которых теплоносителем и замедлителем служит вода. Подобные реакторы работают на многих АЭС. Но если там применяется двухконтурная схема: вода, нагретая в реакторе, передает тепло в промежуточном теплообменнике второго контура, то для атомного теплоснабжения принята трехконтурная система. Это значит, что воду, которая циркулирует в активной зоне, и ту, которая поступает в сеть, разделит еще один промежуточный контур. Такое решение усложняет конструкцию, но оно обязательно для соблюдения санитарных норм.
Чтобы эффективно защитить окружающую среду от радиоактивных загрязнений, реакторную установку от внешних воздействий, реакторы, радиоактивное оборудование, бассейны, где содержится отработанное топливо, закрыты герметичными оболочками.
На АТЭЦ и теплоснабжающих АЭС подогрев сетевой воды, от
правляемой потребителям, производится паром, отбираемым от турбины. Его давление не более 10 кг/см2, что ниже давления сетевой воды (16 кг/см2). Поэтому, если даже возникнет течь радиоактивного пара из первого контура во второй, которая не будет обнаружена системами радиационного контроля (случай крайне маловероятный), и если сетевые теплообменники окажутся негерметичными, то и в этом случае радиоактивность из второго контура не попадет в сетевую воду.
Еще более строгие меры безопасности приняты в реакторе ACT, так как эти станции располагаются близко к городу.
После событий в Чернобыле были пересмотрены места строительства некоторых АТЭЦ. Так, в 37 км от столицы Белоруссии строилась Минская АТЭЦ. В Белоруссии начались дискуссии, пошли письма, полные тревоги, в советские и партийные органы. Было принято решение о прекращении строительства АТЭЦ под Минском. Ее решили перепрофилировать. На этом месте будет построена Минская ТЭЦ-5, которая будет работать на газе. Она даст столько же тепла, сколько планировалось атомной станции. Решение о перепрофилировании Минской АТЭЦ не означает, что будет прекращено размещение атомных электростанций. Ведутся изыскательские работы по выбору площадки для будущей АЭС с реакторами нового поколения.