Методическое пособие 593

Задача 1. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов Kr и Xe для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 5 % общего количества ИРГ

вактивной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=10 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=2 м/с; категория погоды по Пасквиллу F; расстояние х=5 км; коэффициент шероховатости z0=10 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,3. Определите допустимый выброс. Сделать выводы.

Задача 2. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов Kr, Xe, I для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 8 % общего количества ИРГ

вактивной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=60 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=4 м/с; категория погоды по Пасквиллу E; расстояние х=3 км; коэффициент шероховатости z0=10 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,4. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

Задача 3. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов Kr и Xe для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 5 % общего количества ИРГ

вактивной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=60 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=1 м/с; категория погоды по Пасквиллу F; расстояние х=8 км; коэффициент шероховатости z0=100 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,45. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

Задача 4. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов I для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 3 % общего количества ИРГ в активной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=30 м; предшествующая компания Т=3 года;

100

скорость ветра u=3 м/с; категория погоды по Пасквиллу E; расстояние х=1 км; коэффициент шероховатости z0=10 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,7. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

Задача 5. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов Kr и Xe для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 10 % общего количества ИРГ

вактивной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=80 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=2 м/с; категория погоды по Пасквиллу E; расстояние х=9 км; коэффициент шероховатости z0=10 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,45. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

Задача 6. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов Kr, Xe, I для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 3 % общего количества ИРГ

вактивной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=60 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=1 м/с; категория погоды по Пасквиллу F; расстояние х=1 км; коэффициент шероховатости z0=100 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,4. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

Задача 7. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов Kr и Xe для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 5 % общего количества ИРГ

вактивной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=30 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=4 м/с; категория погоды по Пасквиллу E; расстояние х=2 км; коэффициент шероховатости z0=10 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,2. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

Задача 8. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоак-

101

тивных газов смеси изотопов I для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 8 % общего количества ИРГ в активной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=100 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=1 м/с; категория погоды по Пасквиллу F; расстояние х=3 км; коэффициент шероховатости z0=10 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,3. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

Задача 9. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов Kr и Xe для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 15 % общего количества ИРГ в активной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=10 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=2 м/с; категория погоды по Пасквиллу F; расстояние х=5 км; коэффициент шероховатости z0=10 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,35. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

Задача 10. Рассчитать эквивалентную дозу на поверхности тела, создаваемую фотонным излучением от облака радиоактивных газов смеси изотопов Kr, Xe, I для гипотетической аварии на реакторе ВВЭР-440, когда 10 % общего количества ИРГ в активной зоне поступило в атмосферу. При этом эффективная высота выброса h=60 м; предшествующая компания Т=3 года; скорость ветра u=1 м/с; категория погоды по Пасквиллу E; расстояние х=2 км; коэффициент шероховатости z0=100 см; коэффициент экранирования зданиями кэ=0,5. Определите допустимый выброс. Сделайте выводы.

102

4. РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТИ В ОБОРОТНОМ ВОДОСНАБЖЕНИИ

Для любого предприятия важно знать баланс воды, т.е. поступление хозяйственно-питьевой и технической воды и направление её расходования. Как было показано выше, объемы технической воды для ТЭС и АЭС могут оказаться существенными. Использование оборотных систем водоснабжения позволяет существенно снизить экологическую нагрузку на природные источники, а также достичь существенного экономического эффекта за счет мероприятий по очистке воды.

В то же время, очевидно, что даже использование оборотных систем не позволит снизить расход воды до нуля. Для систем оборотного водоснабжения должен составляться баланс воды, учитывающий потери, необходимые сбросы и добавления воды в систему для компенсации убыли из нее.

Для ТЭС или АЭС количество воды для системы охлаждения определяется в основном количеством отработавшего пара, поступающего в конденсаторы турбин. Следовательно, больше всего этой воды на конденсационных ТЭС (КЭС) и АЭС, где количество воды Q, т/ч, охлаждающей конденсаторы турбин, может быть найдено по формуле

где W – мощность станции, МВт; К – коэффициент, для ТЭС К= 100...150: для АЭС К = 150...200.

При составлении баланса в состав общей убыли воды из системы необходимо включать:

-безвозвратное потребление (отбор воды из системы на технологические нужды);

-потери воды на испарение при охлаждении Qисп, м3/ч, определяемые по формуле

103

где t = t1 – t2 – перепад температуры воды в градусах, определяемый как разность температур воды, поступающей на охладитель (пруд, брызгальный бассейн или градирню), t1 и охлажденной воды t2; Qохл – расход оборотной воды, м3/ч; кисп – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче, принимаемый для брызгальных бассейнов и градирен в зависимости от температуры воздуха (по сухому термометру) по табл. 4.1, а для водохранилищ (прудов) – охладителей в зависимости от естественной температуры в водотоке по табл. 4.2.

Таблица 4.1

К определению коэффициента кисп

Таблица 4.2

К определению коэффициента кисп

Для промежуточных значений температур значение определяется линейной интерполяцией. Потери воды на естественное испарение в водохранилищах (прудах-охладителях) следует определять по нормам для расчета водохранилищ.

При охлаждении продукта в теплообменных аппаратах оросительного типа потери воды на испарение, вычисленные по формуле (4.2), следует увеличивать вдвое. Потери воды в брызгальных бассейнах, градирнях и оросительных теплообменных аппаратах вследствие уноса ветром Р2 принимаются по табл. 4.3.

104

Таблица 4.3 Нормы потерь воды на естественное испарение

Тип и размеры охладителя должны приниматься с учетом:

-расчетных расходов воды;

-расчетной температуры охлажденной воды, перепада температур воды в системе и требований технологического процесса к устойчивости охладительного эффекта;

-режима работы охладителя (постоянный или периодический);

-расчетных метеорологических параметров;

-условий размещения охладителя на площадке предприятия, характера застройки окружающей территории, допустимого уровня шума, влияния уноса ветром капель воды из охладителей на окружающую среду;

-химического состава добавочной и оборотной воды. Область применения охладителей воды надлежит прини-

мать по табл. 4.4.

Технологические расчеты градирен и брызгальных бассейнов надлежит производить исходя из среднесуточных тем-

105

ператур атмосферного воздуха по сухому и влажному термометрам (или относительной влажности воздуха) по замерам в 7, 13 и 19 ч за летний период года по многолетним наблюдениям при обеспеченности от 1 до 10 %. Для тепловых и атомных электростанций расчеты надлежит производить исходя из среднесуточных температур атмосферного воздуха, по сухому и влажному термометрам за летний период среднего и жаркого года. Выбор обеспеченности производится в зависимости от категории водопотребителя по табл. 4.5.

Эффективность использования воды может быть определена как отношение безвозвратных потерь воды к общей потребности в водоснабжении.

106

Таблица 4.5 К выбору обеспеченности метеорологических параметров

Пример. Рассчитать потребность в водоснабжении КЭС мощностью 1 МВт. Выбрать систему оборотного водоснабжения. Принять технологические потери воды и потери на хозяй- ственно-бытовые нужды в размере 2 % общего водопотребления. Расчетная температура окружающего воздуха 20 С. Определить эффективность использования воды на электростанции.

Решение. Требуемый объем воды для системы охлаждения определим по формуле (4.1). При этом значение коэффициента К примем равным 150.

Потребность воды для системы охлаждения составит

Q=1 150=150 т/ч.

Безвозвратное потребление воды согласно условиям, составляет 2 % от общей потребности

Qбезв = 150 2 % / 100 = 3 т/ч.

Принимаем, что в качестве охлаждающего устройства будет использована башенная градирня. Определим потери воды на испарение.

107

Коэффициент кисп для градирни при температуре окружающего воздуха 20 С составляет согласно данных таблицы 4.1 0,0014, а разность температур окружающего воздуха и воды примем равной 8 С.

Потери воды на испарение составляют

Qисп=150 8 0,0014 = 1,68 т/ч.

Определим потери воды с уносом ветром, принимая во внимание, что башенная градирня не оборудована водоуловительными устройствами. Принимаем коэффициент потерь рав-

ный 0,5 %.

Потери воды с уносом ветром составят

Р = 150 0,5 / 100 = 0,75 т/ч.

Таким образом, расчетная потребность в водоснабжении составит

Q = 150 + 3 + 1,68 + 0,75=155,43 т/ч.

Безвозвратные потери воды

Qбез = 3 + 1,68 + 0,75 = 5,43 т/ч.

Эффективность использования воды составит

1 – 5,43 / 155,43 100 = 96,5 %.

Задача 1. Рассчитать потребность в водоснабжении КЭС мощностью 12 МВт. Выбрать систему оборотного водоснабжения. Принять технологические потери воды и потери на хозбытовые нужды в размере 3 % общего водопотребления. Расчетная температура окружающего воздуха 30 °С. Определить эффективность использования воды на электростанции.

Задача 2. Рассчитать потребность в водоснабжении КЭС мощностью 50 МВт. Выбрать систему оборотного водоснаб-

108

жения. Принять технологические потери воды и потери на хозбытовые нужды в размере 2,5 % общего водопотребления. Расчетная температура окружающего воздуха 1 °С. Определить эффективность использования воды на электростанции.

Задача 3. Рассчитать потребность в водоснабжении АЭС мощностью 150 МВт. Выбрать систему оборотного водоснабжения. Принять технологические потери воды и потери на хозбытовые нужды в размере 2 % общего водопотребления. Расчетная температура окружающего воздуха 40 °С. Определить эффективность использования воды на электростанции.

Задача 4. Рассчитать потребность в водоснабжении КЭС мощностью 80 МВт. Выбрать систему оборотного водоснабжения. Принять технологические потери воды и потери на хозбытовые нужды в размере 3 % общего водопотребления. Расчетная температура окружающего воздуха 40 °С. Определить эффективность использования воды на электростанции.

Задача 5. Рассчитать потребность в водоснабжении КЭС мощностью 200 МВт. Выбрать систему оборотного водоснабжения. Принять технологические потери воды и потери на хозбытовые нужды в размере 5 % общего водопотребления. Расчетная температура окружающего воздуха 30 °С. Определить эффективность использования воды на электростанции.

Задача 6. Рассчитать потребность в водоснабжении АЭС мощностью 300 МВт. Выбрать систему оборотного водоснабжения. Принять технологические потери воды и потери на хозбытовые нужды в размере 2 % общего водопотребления. Расчетная температура окружающего воздуха 40 °С. Определить эффективность использования воды на электростанции.

Задача 7. Рассчитать потребность в водоснабжении АЭС мощностью 900 МВт. Выбрать систему оборотного водоснабжения. Принять технологические потери воды и потери на хозбытовые нужды в размере 3 % общего водопотребления. Расчетная температура окружающего воздуха 20 °С. Определить эффективность использования воды на электростанции.

Задача 8. Рассчитать потребность в водоснабжении АЭС мощностью 400 МВт. Выбрать систему оборотного водоснаб-

109