CC BY
59
------------------------------------------- © А.Э. Кокосадзе, 2011
УДК 622.502 А.Э. Кокосадзе
КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ЭНЕРГОКОМПЛЕКСОВ ГАЭС - АЭС
Представлены принципиальные конструктивно-технологические решения подземных энергокомплексов ГАЭС - ПАЭС. Проанализирована возможность создания энергокомплекса в скальных породах.
Ключевые слова: подземный энергокомплекс, гидроаккумулирующие и атомные электростанции, тоннели.
Оптимизация графика энергопотребления замкнутых систем может быть достигнуто вводом в них энергокомплексов гидроаккомулирую-щие электростанции (ГАЭС) - атомные электростанции (АЭС).
Первый тип станции представляет собой источник пиковой электроэнергии, включенный в энергосистему и работающий в режиме выработки электроэнергии в дневное время, когда наступает пик ее потребления. В ночное время - во время спада энергопотребления и, соответственно, более дешевой электроэнергии - производят так называемую «зарядку» станции путем перекачки воды из нижнего бассейна в верхний бассейн. Естественно, что перекачка воды из нижнего бассейна в верхний требует больших затрат энергии, чем выработано станцией в генераторном режиме, но за счет разницы в цене «дневной» и «ночной» энергии станция оказывется рентабельной. В конструкции ГАЭС используют так называемые обратимые гидоагрегаты, работающие как генераторы, так и насосы.
Для равнинного рельефа Европейской части России, где потребность в такого рода станций особенно велика, целесообразно выполнить станцию в подземной компоновке, когда машин-
ный зал (МЗ) и выработки нижнего бассейна (НБ) располагают на определенной глубине, определяющей напор станции и, соответственно, ее мощность [1].
Подземные АЭС (ПАЭС) работают в базисной части энергопотребления и нежелательно регулировать их работу в переменном режиме [2]. Известны конструкции ПАЭС использующие реакторы малой мощности (РММ) (40-170 МВт) корпусного типа с атомных подводных лодок или других судов, для которых характерны повышенная безопасность в режиме эксплуатации [3, 4, 5, 6].
Компоновка Г АЭС-ПАЭС может оказаться эффективной и экологически целесообразной при максимально приближенных энергокомплексах к потребителю [7].
Рассмотрим компоновку ГАЭС-
ПАЭС в крепких скальных породах (рис. 1). Вертикальный и горизонтальный масштаб не совпадают.
В представленной компоновке ГА-ЭС-ПАЭС использован принцип разделения ведения горных работ: для выработок ГАЭС - буровзрывной способ, для выработок ПАЭС - комбайновый способ проходки с целью уменьшения нарушения контура выработок для размещения реакторов и хранилищ.
Рис. 1. Принципиальная компоновка подземного энергокомплекса ГАЭС-ПАЭС: I - верхний бассейн; 2 - водоприемник; 3 - шахтный водовод; 4 - помещение МЗ; 5 - обратимые гидроагрегаты; 6 - подводящие водоводы; 7 - отводящие водоводы; 8 - камера затворов; 9 - строительная шахта для НБ; 10 - выработки НБ; 11 - соединительный тоннель; 12 - трансформаторное помещение; 13 - подходная выработка для ведения проходческих работ; 14 - поверхностный комплекс подходной выработки; 15 - монтажная камера для тоннелепроходческого комбайна; 16 - подходная выработка для разработки помещения МЗ; 17 - соединительная выработка от гидроагрегаторов к трансформаторному помещению; 18 - соединительные выработки, пройденные комбайном от монтажной камеры к выработкам ПАЭС; 19 - турбинное помещение; 20 - турбины; 21 - шахтный ствол для проветривания, выдачи электроэнергии и т. п.; 22 - шахтный ствол для реакторов и хранилищ ПАЭС; 23 - помещение для реакторов; 24 - хранилище низко и среднеактивных отходов; 25 - хранилище отработавших тепловыделяющих сборов (ОТВС) и высокоактивных отходов (ВАО) [8, 9, 10]
В конструкции ПАЭС разделены зоны: радиоактивного заражения (реактор и первый контур) и турбинного («чистого») помещения.
Использование комбайновой проходки для выработок НБ нецелесообразно, т.к. для экономически обоснованного создания ГАЭС в незакрепленных выработках НБ на протяжении всего периода эксплуатации станции не предусмотрено наличие людей. Кроме того, использование комбайнов приводит к увеличению стоимости проходческих работ примерно на 20 %.
Все вертикальные выработки проходят сверху вниз, возможно, с использованием бурового оборудования. Комплекс предполагают разместить только в крепких породах кристаллических щитов, не подверженных растворению в воде.
В конструкции ПАЭС предусмотрено размещение под реакторным помещением выработок для хранения НАО и САО, а также долговременное хранилище ОТВС и ВАО при условии, что глубина заложения этого последнего хранилища превысит 300 м /рекомендации МАГАТЭ/. Если же глубина расположения ПАЭС составит
1. Шейнман Л.Б., Чесноков С.А. Подземные гидроаккумулирующие электро-станции.//Информэнерго. М. 1974 - 65 с.
2. Чесноков С.А., Румянцев В.А. Технологические проблемы создания подземных АЭС//Проблемы транспортных и инженерных коммуникаций - № 4. 1996. - С.12-17.
3. Петров Э. Новая технология обеспечивает ПАТЭС //Ядерное общество - № 2.2000. - С.43-44.
4. Новиков И., Кружилин Г., Ананьев Е. Еще раз о ПАТЭС //Ядерное общество - № 2. 2000. - С.43-44.
5. Дмитриев С.А., Фридкин В.М., Коко-садзе А.Э. и др. Инновационные технологии создания подземных комплексов АЭС малой
меньшую величину, необходимо будет под реакторным помещением пройти дополнительно вертикальную выработку для хранения ОТВС и ВАО [11, 12.].
Значительный интерес представляет создание комплексов ГАЭС-ПАЭС в отработанных горных выработках, что позволит резко сократить расходы на проходку выработок НБ и выработок ПАЭС [13].
Исходя из позиций рационального природоиспользования можно предложить такую отработку сложенных крепкими породами месторождений полезных ископаемых, которая позволит после окончания ведения очистных работ разместить в этих оставляемых выработках элементы ГАЭС и ПАЭС с расположенным под ним хранилищем радиоактивных отходов.
Создание подземных комплексов ГАЭ-ПАЭС представляет собой новое направление в отечественной энергетике, позволяющей выполнить все элементы комплекса в максимальной степени защищенными от терактов и с минимальными нарушениями экологического равновесия окружающей среды.
------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
мощности //Труды международной научнотехнической конференции «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики». М., 2008. - С. 912-915.
6. Кедровский О.Л., Чесноков С.А., Коко-садзе А.Э., Фридкин В.М. Подземные электростанции малой мощности //Труды Тульского государственного университета. Серия «Науки о Земле». ТулГУ.2009.№ 4. - С. 113115.
7. Котенко Е.А., Чесноков С.А. Комплексные энергосистемы ГАЭС-АЭС //Вопросы Атомной науки и производства, Серия «Горнометаллургическое производство». 1990.Вып.5. - С. 17-20.
8. Кокосадзе А.Э. Экологические проблемы подземных захоронений опасных промышленных отходов //Горный информационно-аналитический бюллетень. Изд. «Горная книга». - № 11.2010. - С. 160-164.
9. Кокосадзе А.Э., Чесноков С.А. Эколо-
гические и конструктивные проблемы создания подземных хранилищ радиоактивных отходов //Горный информационно-
аналитический бюллетень. Изд. «Горная книга». - № 12.2010. - С. 154-158.
10. Чесноков С.А. Экологические и гео-механические проблемы подземной энергетики первой трети XXI века.// Горный информационно-аналитический бюллетень.
Изд. «Горная книга». - № 1. 2011. - С. 336343.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ ---------
Кокосадзе А. Э. - зам. ген. директора - технический директор ЗАО «Институт «Оргэнергострой», Член Ядерного общества и Тоннельной ассоциации России.
------------------------------------------- ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
(ПРЕПРИНТ)
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ РЕЗОНАНСНЫХ
ЯВЛЕНИЯХ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Плащанский Леонид Александрович, профессор, доктор технических наук,
Зарипов Шухратилло Умурзокович, аспирант кафедры ЭЭГП, Московский государственный горный университет, e-mail: [email protected]
Отдельные статьи Г орного информационно-аналитического бюллетеня (научно-техни-ческого журнала). - 2011. -№ 3. - 14 с. - М.: издательство «Горная книга».
Приведены результаты эксперимента, на основе которых проведен анализ показателей качества электроэнергии на соответствие значениям ГОСТ 13019-97.
Ключевые слова: гидрометаллургический завод, качества электроэнергии, гармонический состав напряжения и тока.
Plashansciy L.A., Zaripov S. U. INDICATORS OF THE QUALITY OF THE ELECTRIC POWER AT RESONANCE CONDITION IN ELECTRIC NETWORKS HYDROMETALLURGICAL PRODUCTION
Moscow state mining university, Russia, [email protected]
In article are brought results of the experiment, on base which is organized analysis of the factors quality to electric powers on correspondence to importance GUEST 13019-97.
Key words: hydro metal plant, quality to electric powers, harmonic composition of the voltage and current.
11. Кокосадзе А.Э. Экотехнологические проблемы создания подземных ядерных комплексов в галогенных геоформациях //Горный информационно-аналитический бюллетень. «Горная книга». - № 3. 2011. - С. 249-254.
12. Кокосадзе А.Э. Конструктивнотехнологические решения объектов подземной атомной энергетики малой мощности //Г орный информационно-аналитический бюллетень. «Горная книга». - № 4. 2011. - С. 337-341.
13. Чесноков С.А. Геомеханические проблемы создания энергокомплексов АЭС-ГАЭС в обработанных горных выработках // Подземное и шахтное строительство. № 4. 1991.-С. 2-5. Ш
