Глава восемнадцатая
ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН И КОМПОНОВКИ АЭС
Генплан и выбор места строительства АЭС
Наиболее целесообразно строительство АЭС в районах с ограниченными запасами органического топлива. Район строительства АЭС и ее поселка определяется планом развития энергосистемы и всего территориально-промышленного комплекса. Определяющими факторами являются: наличие потребителей электроэнергии и теплоты, наличие источников технического водоснабжения. Кроме того, должны учитываться также: рельеф местности, качество грунта и уровень грунтовых вод, наличие железнодорожных, водных, автомобильных дорог, линий электропередачи, наличие местных строительных материалов.
Выбор места строительства АЭС не зависит от источника топлива, поэтому с этой точки зрения она может строиться в любом районе. Но необходимо иметь в виду, что на АЭС существуют большие выбросы теплоты, что может оказать воздействие на окружающую среду. Существуют также газовые радиоактивные выбросы. Облучение, получаемое населением, проживающим в районе АЭС, не должно превышать более чем в 5 раз дозу, обусловленную естественным фоном.
Вокруг АЭС создается санитарно-защитная зона, размеры которой согласуются с органами Государственного санитарного надзора. Расстояние от промышленной площадки АЭС до населенного пункта определяется мощностью АЭС и количеством жителей в населенном пункте. Так, для АЭС с ВВЭР-440 для населенного пункта с 300 тыс. человек расстояние определено в 25 км, а для городов с населением 1 млн. чел. 40 км.
Конденсационные АЭС должны сооружаться в местах, где обеспечивается надежное техническое водоснабжение (на берегах рек, озер, морей). Более предпочтительной является прямоточная система технического водоснабжения, обеспечивающая лучшие технико-экономические показатели станции.
Рельеф площадки должен быть ровным, не требующим больших планировочных работ, с уклоном 0,005—0,01, обеспечивающим поверхностный водосток.
Площадка не должна затапливаться грунтовыми и паводковыми водами. Для АЭС уровень грунтовых вод должен быть не менее 1,5 м ниже пола помещения, где возможно наличие радиоактивных жидкостей и не менее 4 м в районе расположения могильников.
Под строительство АЭС следует использовать земли, малопригодные для сельскохозяйственного производства, не содержащие полезных ископаемых. Грунт в месте сооружения АЭС должен выдерживать давление от возводимых сооружений не менее 0,2— 0,25 МПа.
Территория электростанции должна быть достаточной для размещения всех основных и вспомогательных производственных сооружений, строительной базы и жилого поселка с учетом возможного расширения АЭС.
Площадка АЭС должна хорошо продуваться, и при ее выборе следует обращать особое внимание на ветровой режим. АЭС должна располагаться с подветренной стороны к ближайшему населенному пункту.
В санитарно-защитной зоне могут располагаться здания подсобного и обслуживающего назначения: склады (кроме продовольственных), гаражи, пожарное депо, спецпрачечные, здравпункты, ремонтные мастерские, административные и служебные здания и т. п.
Хранилище жидких радиоактивных отходов имеет свою санитарно-защитную зону. В этой зоне запрещается использовать поверхностные и подземные воды для хозяйственно-питьевого и сельскохозяйственного водоснабжения.
Для обоснованного выбора площадки строительства АЭС проводятся инженерно-геологические, топографические, гидрологические, метеорологические и сейсмические изыскания. Строительство АЭС, как правило, не допускается в районах с сейсмичностью свыше 8 баллов, в районах оползней. В случае строительства АЭС в районе вечной мерзлоты, желательным является скальное основание и возвышенное место с непросадочными породами.
Для каждой конкретной площадки строительства АЭС составляется сводный план сооружений в масштабе 1:10 000, называемый ситуационным планом района строительства, совмещенный с планом землепользования, согласованный с органами санитарного и пожарного надзора, органами контроля окружающей среды. Окончательное место строительства площадки выбирается на основании сравнения нескольких вариантов.
Проекты АЭС должны предусматривать выполнение следующих требований:
максимальное сокращение жидких и газообразных радиоактивных отходов, удаляемых во внешнюю среду;
локализацию отходов в местах их возникновения и надежное захоронение их в могильниках;
дезактивацию радиоактивных отходов, подлежащих удалению;
сооружение спецвентиляции, обеспечивающей надежную вентиляцию всех помещений, очистку и разбавление выбрасываемых газов и рассеивание их через высокие вентиляционные трубы.
Генеральный план (генплан) — это план размещения на выбранной площадке строительства АЭС ее основных и вспомогательных сооружений. Здесь показываются автомобильные дороги и проезды, железнодорожные пути, открытые каналы технического водоснабжения и коммуникации водопроводов и канализации, открытое распределительное устройство и выходы линий электропередачи.
На АЭС к зданиям и сооружениям основного производственного назначения относятся: главный корпус, где располагаются реакторное отделение (реактор и его вспомогательные системы), машинный зал, где располагаются турбогенераторы, ПНД, ПВД, деаэраторы и др.; этажерка электроустройств со щитами управления, помещения кабельных распределительных устройств, спецкорпус с расположенными в нем системами спецводоочистки и хранилищами жидких и твердых радиоактивных отходов, дизель- генераторная. К подсобно-производственным и вспомогательным зданиям АЭС относятся: санитарно-бытовой корпус со спецпрачечной, ацетилено-генераторная, азотно-кислородная станции, материальные склады, помещения административных служб.
Все здания зоны строгого режима располагаются с подветренной стороны к зоне свободного режима. При переходе из одной зоны в другую должны быть установлены санпропускники.
Основная задача генплана — оптимальное по безопасности, удобству эксплуатации, экономии занимаемого места и затрат расположение всех сооружений АЭС на отводимой для этого территории.
Экономическими показателями компоновки генплана являются: удельная площадь промплощадки, Га/МВт, Fya = F/WуСт, коэффициент использования территории, %, kтер = (FryyifF) 100 и коэффициент застройки, %, Кзаст= (Г3д/А) 100, где WУст— установленная мощность АЭС, МВт; F — площадь АЭС в ограде, га; FcyM— площадь, занятая зданиями и сооружениями, га; F3R — площадь, занятая только зданиями, га.
Для современных АЭС FcyM=l—2,5 га/100 МВт, £3аст = 25— 40%, kтер=65 — 70 %.
На рис. 18.1 приведен пример расположения отдельных зданий, сооружений и коммуникаций на генплане одноконтурной АЭС при использовании в системе технического водоснабжения промежуточного напорного бассейна 9. Техническая вода по подводящему каналу 8 насосами технической воды 7 подается в напорный бассейн. Через водозаборные сооружения 10 вода направляется к потребителям и после ее использования нагретая вода поступает в сбросной канал 11. Недалеко от главного корпуса 1 станции располагается вентиляционная труба 2.
Рис. 18.1 Схема генерального плана АЭС с РБМК:
1 — главный корпус: 2 — вентиляционная труба; 3 — трансформаторы, 4 — административно-бытовой корпус и столовая; 5 — башня ревизии трансформаторов; 6 — маслохозяйство; 7 — насосная станция технического водоснабжения; 8 — подводящий канал; 2 — напорный бассейн; 10 — водозаборные сооружения; 11 — сбросный канал; 12 — объединенный вспомогательный корпус; 13 — дизель генераторная станция; 14 — компрессорная; 15 — азотно-кислородная станция, 16 —ХЖО, 17 — емкости сбросных вод, 18 — хранилище твердых отходов, 19 — емкости выдержки газов (УПАЛ\К). 20 —корпус переработки сбросных вод, 21 — гараж; 22 — склад химреактивов; 23 — ресиверы водорода; 24 — склад свежего топлива, 25 — ацетилено-генераторная станция, 26 — склад дизельного топлива, 27 — склад графита, 28 — открытые площадки с козловыми кранами
Все помещения, связанные с переработкой и хранением жидких и твердых радиоактивных отходов собраны в одном месте. В спецкорпусе 20 происходит дезактивация жидких радиоактивных отходов. Здесь же расположены баки для сбросных вод 17, ХЖО 16, хранилища твердых радиоактивных отходов 18 и установки выдержки (дезактивации) газов — установки подавления активности (УПАК) 19.
На генплане показано также размещение вспомогательных зданий и сооружений и сеть автомобильных дорог. Предусмотрена площадка для расширения АЭС.
Компоновка АЭС
Под компоновкой понимают взаимное расположение оборудования и конструкций АЭС. Реакторное отделение и машинный зал образуют главный корпус. В главном корпусе располагаются реактор и парогенераторы с их вспомогательными системами,. ГЦН, компенсаторы давления, гидроемкости систем безопасности. В главном корпусе располагаются также системы, обслуживающие основное технологическое оборудование: система перегрузки и временного хранения топлива, система выгрузки внутрикорпусных устройств реактора для их освидетельствования и возможного ремонта, системы поддержания нормальных тепло-влажностных условий в помещениях, оборудование и системы контроля и управления АЭС во время эксплуатации и при ремонте.
Компоновки могут быть открытыми (когда часть оборудования располагается без строительных конструкций) и закрытыми. На АЭС используются только закрытые компоновки.
В зависимости от взаимного расположения главных цехов (реакторного зала и машинного зала) компоновки подразделяют на сомкнутые и разомкнутые. При разомкнутой компоновке машинный зал располагают в отдельном здании, соединенном переходом с той частью главного здания, где располагается реакторно-парогенераторное оборудование.
Разомкнутую компоновку применяют при заключении всего реакторного контура в специальную защитную цилиндрическую оболочку. При сомкнутой компоновке реакторный и машинный залы примыкают друг к другу через общую стенку или через этажерку электротехнических устройств. На площадке АЭС, как правило, размещаются несколько энергоблоков. При строительстве первого блока обычно строятся вспомогательные службы и для всех остальных блоков. К ним, в первую очередь, относятся установки по дезактивации радиоактивных отходов, складские помещения и все вспомогательные службы. Оборудование энергоблоков может быть размещено в одном здании. Эксплуатация нескольких энергоблоков в одном здании усложняется в аварийных ситуациях. В настоящее время АЭС строятся в виде отдельных моноблоков. Строительство моноблоков можно вести поточные методом.
На конструкцию главных и вспомогательных зданий и их размещение на территории АЭС существенное влияние оказывает требование по радиационной безопасности при землетрясениях, ураганах, цунами, взрывах на промышленных объектах и падении самолетов.
При строительстве АЭС учитываются сейсмические воздействия при землетрясениях очень малой вероятности (в СССР учитывается землетрясение с повторяемостью один раз в 10 000 лет), поэтому практически все АЭС строятся как сейсмостойкие.
Одно из важных показателей совершенства компоновки — эта удельная кубатура здания, м3/кВт. С увеличением единичной мощности оборудования блоков эта величина снижается.
Компоновка оборудования должна удовлетворять следующим требованиям:
надежная, безаварийная, безопасная и экономичная работа АЭС при соблюдении соответствующих санитарных норм;
удобство эксплуатации с минимальным штатным коэффициентом (количество обслуживающего персонала на 1 МВт мощности);
доступ для осмотра оборудования и возможность проведения ремонтных работ в короткие сроки;
удобство монтажа и демонтажа оборудования и механизация всех основных работ;
удобная связь между отдельными цехами и объектами на площадке АЭС.
В наибольшей степени указанные требования будут соблюдены, если располагать оборудование в соответствии с логической последовательностью основного технологического процесса на АЭС с параллельным расположением однотипного оборудования.
