Zakaj nekatere jedrske elektrarne nimajo hladilnih stolpov?

 

 

 

I.Metoda hlajenja določa potrebo po hladilnih stolpih

 

Glavna zahteva po hlajenju jedrske elektrarne je odvajanje odpadne toplote izpušne pare iz parnih turbin. Hladilni sistemi so razdeljeni v tri vrste:enkrat- skozi hlajenje, hlajenje z zaprto{0}}obtokom, inzračno hlajenje. Hladilni stolpi se uporabljajo samo v-zaprtih krožnih hladilnih sistemih.

 

 

 

2. Recirkulacijsko hlajenje z-zaprto zanko (potrebni so hladilni stolpi)

 

Celinske jedrske elektrarne, omejene zaradi omejenih vodnih virov, sprejmejokrožna voda + hladilni stolpnačin. Krožeča voda absorbira toploto v kondenzatorjih in se nato črpa v hladilne stolpe za odvajanje toplote in znižanje temperature z izhlapevanjem, preden teče nazaj za ponovno uporabo, s čimer se izognemo izgubi vode. Projekti celinske jedrske elektrarne (npr. nekatere celinske jedrske elektrarne v Evropi in Združenih državah) morajo biti opremljeni s hladilnimi stolpi kot standardno konfiguracijo.

 

3. Zračni hladilni sistem (tradicionalni hladilni stolpi niso potrebni)

 

Nekatere elektrarne v sušnih območjih uporabljajo neposredno ali posredno zračno hlajenje, kjer se odvajanje toplote doseže z neposrednim ali posrednim stikom med zrakom in opremo za izmenjavo toplote. Ta metoda ne vključuje izgube zaradi izhlapevanja in ne zahteva hladilnih stolpov, vendar ima nižjo učinkovitost izmenjave toplote in zahteva večje površine izmenjave toplote ter večjo porabo energije ventilatorja.

.

II. Ključni vpliv geografskih razmer in pogojev vodnega vira

 

1.Prednosti obalne/rečne-sosednje lokacije

 

Obilje morske in rečne vode lahko zadosti zahtevam za dovod in izpust vode-preko hlajenja, s čimer se odpravi potreba po hladilnih stolpih. Trenutno so vse delujoče jedrske elektrarne na Kitajskem vzdolž obale, zato hladilni stolpi na splošno niso nameščeni.

 

2.Omejitve območij s pomanjkanjem-vode

 

Notranje regije se soočajo s tesno oskrbo z vodo. Enkrat-pretočno hlajenje je omejeno s predpisi o varstvu okolja in omejitvami količine vode, zaradi česar je hlajenje z zaprtim{2}}obtokom obvezna izbira, hladilni stolpi pa tako postanejo standardna komponenta. Na primer, celinske jedrske elektrarne v Združenih državah in Franciji so vse opremljene z velikimi hiperboloidnimi hladilnimi stolpi.

.

 

 

III. Razlike v vrstah reaktorjev in hladilnih tekočinah

 

Zasnova hladilnega sistema se razlikuje glede na različne tipe reaktorjev in nekateri tipi reaktorjev sami po sebi ne potrebujejo tradicionalnih hladilnih stolpov.

 

Tip reaktorja	Hladilno sredstvo	Hladilne lastnosti	Zahteva za hladilni stolp
Vodni reaktor pod tlakom (PWR)	Voda- pod visokim pritiskom	Primarne in sekundarne zanke so ločene; sekundarna zanka zahteva hlajenje izpušne pare	Ni potrebno za obalne rastline, ki uporabljajo eno-hlajenje; potrebno za celinske obrate, ki uporabljajo hlajenje z zaprto{1}}zanko
Reaktor z vrelo vodo (BWR)	voda	Hladilno sredstvo neposredno vre, da proizvede paro; izpušno paro je treba kondenzirati	Ni potrebno za obalne rastline, ki uporabljajo eno-hlajenje; potrebno za celinske obrate, ki uporabljajo hlajenje z zaprto{1}}zanko
Natrijev{0}}hlajeni hitri reaktor	Tekoči natrij	Tekoča kovina ponuja visoko učinkovitost izmenjave toplote; ni potrebno hlajenje z izhlapevanjem	Na splošno tradicionalni hladilni stolpi niso potrebni
Visokotemperaturni-plinsko-hlajeni reaktor	Helij	Hlajenje plina z odvajanjem toplote preko toplotnih izmenjevalcev	Tradicionalni hladilni stolpi niso potrebni
Reaktor za staljeno sol-na osnovi torija	Staljena sol	Hlajenje staljene soli; zasnova sistema ne zahteva izhlapevanja vode za odvajanje toplote	Tradicionalni hladilni stolpi niso potrebni

 

 

 

 

IV.Kompromis-med varstvom okolja in gospodarskimi dejavniki

 

1. Okoljska skladnost

Pre-hlajenje mora izpolnjevati okoljske standarde glede temperature izpustne vode in toplotnega onesnaženja. Obalna območja imajo velike zmogljivosti vodnih teles, kar olajša izpolnjevanje zahtev glede skladnosti. Recirkulacijsko hlajenje z zaprto{3}}zanko nadzira odvajanje toplote skozi hladilne stolpe, da je v skladu z okoljskimi predpisi.

 

 

2.Ekonomija

Pre{0}}pretočno hlajenje ima nizke stroške kapitalske gradnje in obratovalne stroške, vendar je podvrženo omejitvam vodnih virov. Recirkulacijsko hlajenje z zaprto{2}}zanko zahteva gradnjo hladilnih stolpov, kar vključuje visoke kapitalske naložbe, vendar je primerno za-območja s pomanjkanjem vode. Zračni hladilni sistemi varčujejo z-vodo, vendar porabijo veliko energije ventilatorja, kar povzroči višje-dolgoročne operativne stroške.

                                                

Posebni scenariji in optimizacija oblikovanja

 

1. Jedrske elektrarne (ladje/podmornice)

Zaradi omejenega prostora so sprejeti kompaktni hladilni sistemi (npr. enkratno -hlajenje morske vode v kombinaciji z visoko{3}}učinkovitimi izmenjevalniki toplote) brez nameščenih hladilnih stolpov.

 

2. Mali modularni reaktorji (SMR)

Nekateri modeli uporabljajo integrirano hlajenje ali zračno hlajenje, kar poenostavlja sistem in odpravlja potrebo po velikih hladilnih stolpih.

 

Skratka, ali je jedrska elektrarna opremljena s hladilnimi stolpi, je celovita odločitev, ki temelji na metodah hlajenja, geografskih razmerah, zasnovi reaktorja in ekonomskih dejavnikih. Obalni{1}}skoznji hladilni sistemi, posebni tipi reaktorjev (npr. natrijevi-hlajeni hitri reaktorji,-plinski-hlajeni reaktorji z visoko-temperaturo) in zračni hladilni sistemi ne zahtevajo tradicionalnih hladilnih stolpov, medtem ko morajo biti notranji-obtočni hladilni sistemi z zaprto zanko opremljeni s hladilnimi stolpi. S širjenjem jedrske energije na celinska območja in-vodna območja bo uporaba hladilnih stolpov postala bolj razširjena. Medtem pa tehnologije zračnega hlajenja in novi tipi reaktorjev spodbujajo tudi diverzifikacijo razvoja hladilnih sistemov.