Основные цели безопасности для типичных ядерных реакторов предусматривают безопасность людей, общества и окружающей среды, гарантируют, что радиационное воздействие поддерживается ниже установленных пределов, и смягчают радиологические последствия любых аварий, а также принимают все разумные практические меры для предотвращения таких аварий и сохранения Вероятность аварий с серьезными радиологическими последствиями крайне низкая .
Вышеупомянутые три основные цели для АЭС также относятся к ядерной когенерации. В некоторых случаях соображения безопасности когенерации еще более усиливаются за счет добавления еще одного контура изоляции. Следовательно, соединение ядерной энергетической системы с когенерационной станцией не налагает дальнейших соображений, связанных с безопасностью. Тем не менее, как часть экстраконсервативного подхода, связь все еще должна быть исследована с точки зрения безопасности всей системы ядерной когенерации. В этом случае влияние, которое одна система может наложить на другую, исследуется как часть анализа безопасности интегрированной системы. Фактически, некоторые дополнительные требования могут возникнуть и быть концептуализированы при проектировании когенерационной установки и ее интеграции в общую ядерную систему.
Когенерационные системы, как правило, состоят из атомного энергетического реактора, соединенного с когенерационной установкой через теплообменник изоляции. Другими соображениями, которые могут повлиять на безопасность, являются: взаимодействие между атомными и когенерационными станциями, совместное использование ресурсов, размещение ядерных когенерационных систем вблизи населенных пунктов и экологические проблемы, возникающие в связи с этим.
Как упоминалось ранее, конкретные проблемы безопасности, вызванные соединением реакторной системы и когенерационной установки, связаны с двумя потенциальными рисками:
- Возможность переноса радиоактивных материалов с атомной станции в когенерационную систему при нормальной работе или в результате инцидента или аварии. В целом, используются два подхода для минимизации такого потенциала: установка промежуточного контура между реактором и когенерационной установкой и постоянный мониторинг уровня радиоактивности продукта когенерационной установки и теплоносителя в промежуточном контуре.
- Возможность более серьезных переходных процессов в реакторной системе, вызванных когенерационной установкой, либо во время нормальной работы, либо из-за аварии. Это должно быть решено путем проектирования и эксплуатации.
Как и в случае любой ядерной установки, атомная когенерационная установка должна быть спроектирована таким образом, чтобы выдерживать широкий спектр аномальных условий. Выбор технологии для когенерационной установки является основным фактором, определяющим способ соединения станции с реактором. Два типа муфты - это тепловая муфта и непрерывная муфта. Тепловая связь может иметь непосредственные последствия для безопасности посредством рабочих переходных процессов, которые могут существовать на атомной когенерационной установке. Такие переходные процессы могут также оказывать непосредственное влияние на работу одной или другой системы. Следовательно, в большинстве конструкций требуется промежуточный контур теплопередачи, который служит в качестве изоляционного контура (например, контур охлаждения конденсатора). В непрерывном соединении такого риска не обнаружено, потому что когенерационная система получает только электрическую энергию из системы, либо из одной сети, либо путем прямого подключения к ядерной системе со вспомогательным подключением к сети. В случае непрерывного взаимодействия вероятность эффектов взаимодействия между ядерной и когенерационной системами минимальна. В случаях, когда требуется ограниченная тепловая связь, следует также оценить потенциальное влияние на безопасность.
Частичная или полная недоступность тепловой когенерационной установки, которая обеспечивает избыточный теплоотвод для ядерной установки, может привести к частичной или полной потере теплоотвода, что приведет к возможному отключению турбины и отключению реактора. Основными причинами переходного процесса являются такие помехи, как потеря или превышение нагрузки на когенерационной установке. Ожидается, что переходный процесс, вызванный большинством потенциальных помех, которые приводят к недоступности когенерационной установки, не будет более серьезным, чем те, которые обычно рассматриваются для АЭС. Однако частота переходного процесса может измениться из-за связи с когенерационной станцией.
ЦЕННОСТИ, ДОБАВЛЕННЫЕ КОГЕНЕРАЦИЕЙ
Существует немало видимых и прямых преимуществ ядерной когенерации, которые прямо или косвенно влияют на общественность посредством модификаций промышленных процессов. Это подразумевает необходимость предоставления дополнительной информации и инициирования коммуникационных усилий по когенерации не только для основных заинтересованных сторон (правительственные учреждения, научное сообщество, лица, принимающие решения, политические партии и т. д.), а также для широкой общественности, включая школы, некоммерческие организации и экономические и социальные ассоциации.
Обеспечение доступности большого количества пресной воды в засушливых странах по низким ценам является насущной проблемой для всех жителей; предложения, безусловно, будут напрямую влиять на повседневную жизнь многих людей, изменяя источник тепла в их домах. Предоставление информации и объяснение получаемых выгод имеют первостепенное значение для получения общественной поддержки. И если в будущем ядерные реакторы будут использоваться для производства водорода и / или тепла для производства синтетического жидкого топлива, это напрямую изменит сектор транспорта и виды газа, заполняющего обычные автомобили.
Во всех случаях добавленная стоимость от ядерной когенерации должна измеряться напрямую с точки зрения экономии энергии, повышения комфорта или экологических преимуществ, таких как сокращение выбросов парниковых газов.
Недавнее исследование демонстрирует, что внедрение когенерации за счет использования отработанного тепла может компенсировать значительную долю затрат на производство ядерной энергии. В исследовании рассматривается случай, когда электростанция VHTR осуществляет крупномасштабную когенерацию опреснения морской воды. При использовании отработанного тепла, отводимого циклом преобразования мощности газовой турбины GTHTR300, экономия тепловой энергии, достигнутая за счет когенерации при опреснении, создает значительный кредитный расход по сравнению с ценой на питьевую воду, совместно производимую на электростанциях ПГУ, работающих на газе или нефти, которые являются Типичный выбор для практики опреснения воды на Ближнем Востоке сегодня. Полученный кредит снижает затраты на производство электроэнергии на 15% по сравнению с водой, произведенной на опреснительных установках природного газа, и более чем на 30% по сравнению с водой, получаемой при опреснении на нефтяном топливе.