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核電站冷卻系統與我們的家園

2022-08-10 11:14  來源:嘿嘿能源heypower    核電站冷卻系統

核電與(yu)火電一樣,都(dou)需(xu)要通過(guo)大(da)量的循環(huan)水(shui)帶走多余的熱量并(bing)將(jiang)其轉(zhuan)移到環(huan)境中。因(yin)此,電站所處(chu)的地(di)理自然(ran)環(huan)境將(jiang)是關鍵(jian)因(yin)素。


核電(dian)與火電(dian)一樣,都需要(yao)通過大(da)量(liang)的循環水帶走多余的熱量(liang)并將其轉移到環境(jing)中。因此,電(dian)站(zhan)所處的地理自(zi)然環境(jing)將是關鍵因素。

河水冷卻

使用河水冷卻(que)的核電(dian)站風(feng)險很大(da)。干旱年份河流(liu)水位低水流(liu)量減(jian)少,可能(neng)導致電(dian)站不能(neng)被充分(fen)冷卻(que)。

核電站冷卻水出口周圍的河流(liu)溫度受到嚴格監(jian)管,以保持水質并保護河流(liu)中的生(sheng)物,并且為了響應水溫限制(zhi),電站被迫關閉數(shu)天的情(qing)況也屢見(jian)不(bu)鮮。如(ru)果河流(liu)易受到氣(qi)候變化(hua)的影響,這會給核電站帶來(lai)長(chang)期風險。

海水冷卻

對(dui)于沿海核電站,會出現不同的問題,必須要(yao)考慮水生生物(wu)的保護問題。

這是一個必須在測試環境中分析的(de)(de)問題,其中海(hai)底條件(jian)包括強潮(chao)、磨蝕性沙子——甚至(zhi)是移動的(de)(de)海(hai)床。電(dian)力(li)研究(jiu)所 (EPRI) 指(zhi)出,監測排水口周(zhou)圍的(de)(de)“熱羽”溫度會給工人帶來安全風險(xian)。EPRI正在研究(jiu)使用空中和水上無人機來繪(hui)制熱羽流(liu)圖。

海洋(yang)是一個巨大的熱阱,但散熱能力不(bu)如河流。海洋(yang)中(zhong)水生生物(wu)非常(chang)多,排水口(kou)附近略微變(bian)暖的水對某些(xie)生物(wu)非常(chang)有吸引(yin)力。斑馬貽貝就是一個例子,這種(zhong)物(wu)種(zhong)在電站排水口(kou)周圍聚集繁衍(yan)并最終導(dao)致堵塞(sai)。

對于大多(duo)數水(shui)(shui)生(sheng)生(sheng)物(wu)來說,高(gao)溫是(shi)一(yi)種(zhong)威脅。但EPRI還指(zhi)出,在保護(hu)魚(yu)類(lei)免受電站熱排放的(de)影(ying)響(xiang)方面需要考慮平衡(heng)。操作員可(ke)能(neng)(neng)會安裝大型(xing)水(shui)(shui)下結(jie)構(gou),以幫助魚(yu)類(lei)和(he)其他生(sheng)物(wu)避(bi)開熱水(shui)(shui)。但也可(ke)能(neng)(neng)會產生(sheng)更(geng)大的(de)傷害——并且會導致更(geng)高(gao)的(de)建設、運營和(he)維護(hu)成(cheng)本。

最后(hou),必(bi)須嚴(yan)格確保海(hai)洋生物不會與水一起進入(ru)冷卻回路。EPRI的研究再次表明(ming),沒有簡(jian)單的解決方案。

EPRI分析(xi)了(le)在進水口使用的篩網對(dui)魚(yu)的影(ying)響,以(yi)防止碎(sui)片堵塞以(yi)及減(jian)少冷卻水流(liu)。篩網還(huan)可以(yi)阻止碎(sui)屑進入冷卻系統并損壞設(she)備(bei)(bei)。在20世紀70年(nian)代(dai),運營(ying)商開始配備(bei)(bei)將(jiang)生物體送回篩網外部的設(she)備(bei)(bei)。

EPRI表示,當(dang)使用網(wang)孔密度小于2毫米(mi)的細篩網(wang)時,可以過濾掉(diao)魚和貝類(lei)的卵及幼體。

但當在Edison’s East河邊的發電站測試篩網(wang)(wang)時,結果并非如此。研(yan)究(jiu)小組發現(xian),通過(guo)循環冷卻水(shui)系統返回河流的卵和幼體的存(cun)活率(lv)高于被篩網(wang)(wang)過(guo)濾的部分。

欣克利角C項目

EDF Energy對于英(ying)國(guo)的欣克(ke)利角(jiao)C項(xiang)目的決策很(hen)好地(di)展示了維護水生(sheng)環境、確保工人安全(quan)和管理成本(ben)之間(jian)的權衡。欣克(ke)利角(jiao)C項(xiang)目包括(kuo)兩臺1600MW的EPR機組,位于英(ying)格(ge)蘭西部塞(sai)文河口南側,該河口擁(yong)有英(ying)國(guo)最大的潮差。

當該(gai)電站獲得開發許(xu)可(ke)令 (DCO) 時(shi),它設計了三項魚(yu)(yu)(yu)類(lei)保(bao)護措施:低速(su)側入 (LVSE) 進水口、魚(yu)(yu)(yu)類(lei)回收(shou)和返回系統(tong) (FRR) 和魚(yu)(yu)(yu)類(lei)聲學威懾系統(tong)。現在(zai),EDF Energy正在(zai)與監管方進行(xing)磋商(shang),以取(qu)消(xiao)魚(yu)(yu)(yu)類(lei)聲學威懾系統(tong)。

EDF Energy表(biao)示,魚(yu)(yu)類(lei)(lei)聲學威(wei)懾系統利用聲音(yin)將(jiang)魚(yu)(yu)類(lei)(lei)從入口區域驅散,可以阻止95%的魚(yu)(yu)類(lei)(lei)進(jin)入涵道。但(dan)(dan)EDF表(biao)示,如(ru)果(guo)此(ci)系統放置(zhi)的位置(zhi)合適將(jiang)會(hui)是一(yi)個有(you)效的措(cuo)施。但(dan)(dan)在布里斯(si)托爾海峽,該系統給(gei)設計、施工(gong)和維護等方面帶來了諸多問,同時也(ye)給(gei)工(gong)人(ren)帶來了風險。

EDF承認取消(xiao)該(gai)系統(tong)會(hui)導致更(geng)高的魚類(lei)(lei)死亡率,但EDF認為(wei)當地魚群(qun)數(shu)量很少,魚類(lei)(lei)聲學威懾系統(tong)的整體效益非常有限。

每(mei)個核電機(ji)組將以132m3/s的(de)(de)速度從布里斯托爾海(hai)峽取水(shui)(shui)。采(cai)用直(zhi)徑(jing)6m、長3.3km的(de)(de)進水(shui)(shui)管,直(zhi)徑(jing)7m、長2km的(de)(de)排水(shui)(shui)管。每(mei)個低速側入(ru)的(de)(de)進水(shui)(shui)口采(cai)用為長35.5m、寬10m、高2.8m的(de)(de)矩(ju)形結構。進水(shui)(shui)口的(de)(de)設計符合英國(guo)環境(jing)監督機(ji)構環境(jing)署(shu)制定的(de)(de)標準(zhun),以盡量減少海(hai)洋生物的(de)(de)進入(ru)。

魚類(lei)聲學威懾系(xi)統將(jiang)使用聲音投射器來阻止(zhi)魚接近進水口。但(dan)EDF現(xian)在(zai)稱,該系(xi)統只(zhi)對某些魚類(lei)有效(xiao)。盡管該系(xi)統在(zai)2011年被(bei)評為最佳設計,但(dan)欣克利(li)角(jiao)C項目仍需進行詳細設計。

該系統(tong)需要(yao)在進水(shui)口上安裝288臺(tai)聲音投(tou)射器(不影響進水(shui))。塞(sai)文河水(shui)的沉積物較多和能見度低。高潮差和快潮意味(wei)著(zhu),水(shui)下維護(hu)時間(jian)將限制在潮汐之間(jian)的30-60分鐘內。

值得付出代價和風險嗎?

EDF聽取了研(yan)究和咨詢組織(zhi)環境、漁業和水產養殖(zhi)科學中心(xin) (Cefas) 的建(jian)議,認為(wei)雖然魚類聲學威懾系統確實會減少(shao)魚類死亡,但與(yu)商業捕魚相比,這種影(ying)響(xiang)可以忽略不計。

其實問題的(de)關(guan)鍵點不是海洋生(sheng)物,而是英(ying)國(guo)批準大(da)型(xing)基礎設(she)施(shi)項(xiang)目的(de)框架(jia)。該框架(jia)是在十年前(qian)實施(shi)的(de),旨在使(shi)英(ying)國(guo)緩慢和不確定的(de)規劃制(zhi)度(du)更加精簡,風(feng)險更低(di)。EDF已經取得(de)了一些成(cheng)功,這(zhe)將是開發(fa)商在國(guo)家基礎設(she)施(shi)框架(jia)內進行“重大(da)變革”辯護(hu)的(de)第一個項(xiang)目,過程和結果都將受到密切關(guan)注(zhu)。




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