Miks pole mõnel tuumaelektrijaamal jahutustorne?

 

 

 

I.Jahutusmeetod määrab jahutustornide vajaduse

 

Tuumaelektrijaama südamiku jahutusnõue on auruturbiinide heitauru heitsoojus. Jahutussüsteemid jagunevad kolme tüüpi:üks kord-jahutuse kaudu, suletud-kontuuriga retsirkuleeriv jahutusjaõhkjahutus. Jahutustorne kasutatakse ainult suletud-ringlusega jahutussüsteemides.

 

 

 

2. Suletud-ahela ringlusjahutus (vajalikud on jahutustornid)

 

Piiratud veevarude tõttu piiratud sisemaa tuumaelektrijaamad võtavad kasutuseleringlev vesi + jahutustornrežiimis. Ringlev vesi neelab kondensaatorites soojust ja pumbatakse seejärel jahutustornidesse soojuse hajutamiseks ja temperatuuri alandamiseks aurustamise teel, enne kui see voolab tagasi taaskasutamiseks, vältides nii vee raiskamist. Sisemaa tuumaenergiaprojektid (nt mõned sisemaa tuumaelektrijaamad Euroopas ja USA-s) peavad olema standardkonfiguratsioonina varustatud jahutustornidega.

 

3. Õhkjahutussüsteem (tavalisi jahutustorne pole vaja)

 

Mõned kuivade piirkondade elektrijaamad kasutavad otsest või kaudset õhkjahutust, kus soojuse hajumine saavutatakse otsese või kaudse kontakti kaudu õhu ja soojusvahetusseadmete vahel. Selle meetodiga ei kaasne aurustumiskadu ega vaja jahutustorne, kuid sellel on madalam soojusvahetuse efektiivsus ja vaja on suuremaid soojusvahetusalasid ja suuremat ventilaatori energiatarbimist.

.

II. Geograafiliste ja veeallikate tingimuste peamine mõju

 

1. Ranniku/jõe{1}}külgnevate asukohtade eelised

 

Rikkalik mere- ja jõevesi suudab rahuldada vee sissevõtu- ja väljalaskevajadusi ühekordse-jahutusega, mistõttu ei ole vaja jahutustorne. Praegu asuvad kõik Hiinas töötavad tuumaelektrijaamad rannikul, mistõttu jahutustorne üldjuhul ei paigaldata.

 

2.Sisemaa/vee{1}}vaeste alade piirangud

 

Sisemaa piirkondades on kitsas veevarustus. Kui -läbijahutust piiravad keskkonnakaitsealased eeskirjad ja veekoguse piirangud, muutub suletud-ringlusega ringlusjahutus kohustuslikuks valikuks ning jahutustornid muutuvad seega standardkomponendiks. Näiteks USA ja Prantsusmaa sisemaa tuumaelektrijaamad on kõik varustatud suurte hüperboloidsete jahutustornidega.

.

 

 

III. Reaktoritüüpide ja jahutusvedelike erinevused

 

Jahutussüsteemide konstruktsioonid on erinevate reaktoritüüpide lõikes erinevad ja mõned reaktoritüübid ei vaja oma olemuselt traditsioonilisi jahutustorne.

 

Reaktori tüüp	Jahutusvedelik	Jahutusomadused	Jahutustorni nõue
Surveveereaktor (PWR)	Kõrg{0}}survevesi	Primaarne ja sekundaarne silmus on eraldatud; sekundaarne ahel nõuab heitgaasi auru jahutamist	Pole nõutav rannikutaimede puhul, mis kasutavad ühekordset{0}}jahutust; nõutav suletud-ahelaga jahutust kasutavate sisemaataimede jaoks
Keevavee reaktor (BWR)	Vesi	Jahutusvedelik keeb otse, tekitades auru; heitgaasi aur tuleb kondenseerida	Pole nõutav rannikutaimede puhul, mis kasutavad ühekordset{0}}jahutust; nõutav suletud-ahelaga jahutust kasutavate sisemaataimede jaoks
Naatrium{0}}jahutusega kiirreaktor	Vedel naatrium	Vedel metall pakub kõrget soojusvahetuse efektiivsust; aurustusjahutust pole vaja	Tavaliselt pole traditsioonilisi jahutustorne vaja
Kõrge-temperatuuriga gaasi-jahutusega reaktor	Heelium	Gaasjahutus soojuse hajutamisega läbi soojusvahetite	Traditsioonilisi jahutustorne pole vaja
Tooriumi{0}}põhine sulasoolareaktor	Sulatatud sool	Sulasoola jahutamine; süsteemi konstruktsioon ei nõua soojuse hajutamiseks vee aurustamist	Traditsioonilisi jahutustorne pole vaja

 

 

 

 

IV.Kompromiss{0}}keskkonnakaitse ja majanduslike tegurite vahel

 

1.Keskkonnanõuete järgimine

Jahutus peab vastama keskkonnastandarditele, mis puudutavad väljavooluvee temperatuuri ja soojussaastet. Rannikualadel on suured veekogude läbilaskevõimed, mis teeb vastavusnõuete täitmise lihtsaks. Sisemaa suletud-kontuuri tsirkulatsiooniga jahutus juhib soojuse väljutamist jahutustornide kaudu, et järgida keskkonnaeeskirju.

 

 

2.Majandus

Kordjahutusel on madalad ehitus- ja tegevuskulud, kuid see on piiratud veeallikaga. Suletud-kontuuri tsirkulatsiooniga jahutus nõuab jahutustornide ehitamist, mis nõuab suuri kapitaliinvesteeringuid, kuid sobib vee-nappuste jaoks. Õhkjahutussüsteemid säästavad vett-kuid tarbivad palju ventilaatorienergiat, mis suurendab pikaajalisi{6}}kasutuskulusid.

                                                

Eristsenaariumid ja disaini optimeerimine

 

1.Tuumaelektrijaamad (laevad/allveelaevad)

Piiratud ruumi tõttu võetakse kasutusele kompaktsed jahutussüsteemid (nt merevesi ühekordselt{2}}jahutusega koos suure-efektiivsusega soojusvahetitega) ilma jahutustornideta.

 

2. Väikesed moodulreaktorid (SMR)

Mõned konstruktsioonid kasutavad integreeritud jahutust või õhkjahutust, mis lihtsustab süsteemi ja välistab vajaduse suurte jahutustornide järele.

 

Kokkuvõtteks võib öelda, et see, kas tuumajaam on varustatud jahutustornidega, on kõikehõlmav otsus, mis põhineb jahutusmeetoditel, geograafilistel tingimustel, reaktori konstruktsioonil ja majanduslikel teguritel. Ranniku ühekordse-jahutussüsteemid, spetsiaalsed reaktoritüübid (nt naatrium-jahutusega kiirreaktorid, kõrge-temperatuuriga gaasjahutusega-reaktorid) ja õhkjahutussüsteemid ei vaja traditsioonilisi jahutustorne, samas kui sisemaa suletud-ahelaga jahutustornid peavad olema varustatud tsirkuleerivate jahutussüsteemidega. Tuumaenergia laienemisega sise- ja veepuudujäänud piirkondadele{9}} muutub jahutustornide kasutamine laialdasemaks. Samal ajal soodustavad õhkjahutustehnoloogiad ja uued reaktoritüübid ka jahutussüsteemide arendamise mitmekesistamist.