На Курской АЭС-2 построили самую высокую градирню в стране

В конце октября рабочие подняли оболочку башенной испарительной градирни Курской станции до проектной отметки 179 м. Теперь она официально самая высокая в стране. Впечатляет башня и диаметром фундамента — 151,8 м. Невольно возникает вопрос: зачем градирне такие циклопические масштабы? Этот и другие вопросы мы задали специалистам Курской АЭС.

Почему градирни именно такой формы, бывают ли другой?

Градирня, или охладительная башня, — это устройство, предназначенное для охлаждения отработавшего в турбине пара с помощью направленного потока воздуха. Охлаждение циркулирующей воды происходит за счет воздушной тяги, которая образуется в градирне благодаря ее форме и высоте. Существуют разные типы градирен — в зависимости от их формы и внутреннего оснащения. Например, башенные, железобетонные или каркасно-обшивные, вентиляционные и сухие.

Почему они такие огромные?

На Курской АЭС-2 сооружают башенные испарительные градирни (БИГ). Именно такая форма является наиболее эффективной и популярной, потому что в ней естественным путем создается необходимый поток воздуха без применения дополнительного энергоемкого оборудования.

Энергия, которая получается в активной зоне реактора при ядерной реакции, передается теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в теплообменник, в нашем случае это парогенератор, где вода второго контура вскипает от его энергии. Полученный при этом пар направляется на турбины, которые вращают электрогенераторы. После чего пар, потеряв часть энергии, попадает в конденсатор, где охлаждается огромным количеством воды, приходящей как раз из башенной градирни.

Как и в любой высокой трубе, в БИГ образуется тяга — восходящий поток воздуха. Вода подается насосами от конденсаторов турбины в градирню, где разбрызгивается с высоты 14,6 м до 11,5 м. Разбиваясь на мелкие капли размером 2–3 мм, она распределяется по всему объему БИГ, а далее попадает на оросительное устройство. При прохождении воды через ороситель происходит перераспределение и перемешивание (турболизация) потоков, в результате чего увеличивается охлаждающий эффект.

Такая подача воды позволяет установить четыре слоя оросительных устройств. При непосредственном контакте с воздухом она отдает ему тепло. Затем охлажденная вода попадает в чашу бассейна, а потом насосами вновь подается на охлаждение конденсаторов турбин.

Высота градирни напрямую зависит от климатических условий местности, где строится объект. Чем выше башня, тем больше скорость восходящего потока воздуха и тем эффективнее происходит теплообмен.

«В проекте ВВЭР-ТОИ учтен опыт эксплуатации градирен других атомных станций, благодаря чему мощность теплоотвода градирни Курской АЭС-2 увеличена примерно на 22 %. Чтобы повысить мощность, увеличили высоту. Конструкция в 179 м обеспечит стабильную работу энергоблока, не снижая энерговыработку даже в самый жаркий летний период. Испарительная градирня станции замещения способна охлаждать до 160 тыс. кубометров воды в час», — пояснил первый заместитель директора по сооружению новых блоков Курской АЭС Андрей Ошарин.

В сущности, БИГ выполняют ту же функцию, что и водоемы, — рассеивают в атмосферу избыточное тепло, выделяющееся при охлаждении воды. Но при этом контур является замкнутым, что значительно улучшает экологический аспект, охладительные установки снижают тепловую нагрузку на водоемы, которые ранее входили в процесс охлаждения технологического оборудования.

Как долго они служат и как часто их ремонтируют? Прогрессивные технические решения и применяемые современные материалы предусматривают эксплуатацию градирен до 100 лет. Первое обследование технического состояния БИГ проводится не позднее чем через год после ввода в эксплуатацию. В дальнейшем техосмотр проводится не реже одного раза в 5 лет: выявляются дефекты с указанием способов и сроков их устранения.

Есть ли у этих циклопов слабые места?

Оболочка вытяжной башни градирни возводится из монолитного железобетона и имеет форму гиперболоида вращения. Наклонная колоннада сборная и состоит из 50 пар железобетонных опор — колонн диаметром 900 мм. Кольцевой фундамент под вытяжную башню делается из монолитного железобетона и в поперечном сечении имеет форму прямоугольника. В соответствии с проектом Курской АЭС-2 для фундамента, колоннады и вытяжной башни градирни использовали бетон увеличенной прочности. Кроме того, при разработке рабочей документации проверялась прочность железобетонных строительных конструкций с целью не допустить прогрессирующее обрушение при локальном разрушении пары смежных колонн градирни или при наступлении экстремальных нагрузок — проектного землетрясения интенсивностью 6 баллов. При строительстве и эксплуатации градирен проводится постоянный мониторинг строительных конструкций, технологического оборудования и геотехнический мониторинг. Слабых мест нет.

Случаются ли на градирнях аварийные ситуации? Нет, не случаются. Чисто гипотетически отказ в работе градирен может привести к снижению генерации тепловой и электрической энергии.

Градирня достигла проектной высоты. Что дальше? «Следующий этап — монтаж сборного железобетона внутри градирни под водоуловителями, а также водоподъемных магистралей и подводящих трубопроводов. Когда это все соберем, градирня будет готова к эксплуатации», — рассказал вице-президент АСЭ, директор проекта по сооружению Курской АЭС Олег Шперле.

Кстати, проект Курской АЭС-2 предусматривает сооружение двух башенных испарительных градирен, по одной на каждый энергоблок. Так что монтажникам-высотникам предстоит еще много работы.

ЦИФРЫ

Процесс сооружения градирни занял 2 года 10 месяцев. Для бетонирования вытяжной баш ни использовался специальный гидрофобный бетон, он отталкивает воду и соответствует требуемым стандартам водонепроницаемости. Всего израсходовано около 14 тыс. куб. м бетонной смеси, такого количества хватило бы для строительства трех 16-этажных двухподъездных жилых домов. Работы велись с помощью уникального крана, способного постепенно наращивать свою высоту до максимальной в 200 м.

До рекорда Курской АЭС-2 (179 м) самой высокой в стране была вытяжная башня блока № 7 Нововоронежской АЭС (171 м), которая всего метр недотянула до знаменитой высотки — здания МИД России в Москве (172 м).

ЧТО ВЫШЕ