Маневренные возможности АТЭЦ в системе теплоснабжения

Строительство атомных электростанций усугубляло проблему регулирования графика электрических нагрузок энергосистем ввиду отсутствия специальных маневренных установок и исчерпания регулировочных возможностей у привлекаемых для этих целей существующих морально и физически стареющих конденсационных блоков на органическом топливе. Поэтому не исключалась в перспективе работа в маневренном режиме и атомных электростанций. В отличие от станций на органическом топливе на атомных станциях имеется жесткое ограничение по разгрузке реактора, что не согласуется с возможной глубиной разгрузки по электрической мощности турбин. Это соответственно обусловливает выбор способа и технических решений по их разгрузке. И наиболее приемлемой для АТЭЦ представляется разгрузка аккумулированием тепловой энергии и за счет специальных котельных (подробно вопросы аккумулирования тепловой энергии от ТЭЦ (АТЭЦ) рассмотрены в книге Б. В. Яковлева — прим. ред.). В частности, в свое время задача аккумулирования теплоты решалась при проектировании и сооружении загородной Минской АТЭЦ, строительство которой велось в 1980;х гг. в 40 км от г. Минска, однако после аварии на Чернобыльской АЭС ее возведение было прекращено. В настоящее время на этой площадке сооружается газомазутная Минская ТЭЦ-5, предположительно, с четырьмя парогазовыми блоками по 450 МВт (в 1999 г. введен только конденсационный паротурбинный блок 330 МВт; в настоящее время ведется монтаж второго энергоблока — парогазового — электрической мощностью 450 МВт — прим. ред.). Минская АТЭЦ проектировалась электрической мощностью 2000 МВт и тепловой 2100 МВт (1800 Гкал/ч), с реакторами ВВЭР-1000 и турбоустановками ТК-450/500−60. Для дальнего транспорта водяного теплоносителя с постоянной температурой 145 ^ОС транзитные теплосети должны были иметь два подающих и два обратных трубопровода диаметром по 1200 мм при сооружении на трассе подкачивающей насосной станции или диаметром по 1400 мм без нее. АТЭЦ должна была работать в базе тепловых нагрузок совместно с существующими городскими источниками теплоснабжения (ТЭЦ, котельными).

Разгрузка станции по электрической мощности в ночные часы может производиться увеличением расхода пара в теплофикационный отбор до максимально возможного с целью зарядки аккумулятора сетевой воды либо отключением одного из турбогенераторов и использованием высвобождающейся теплоты пара реакторной установки для зарядки аккумулятора горячей воды.

Особую актуальность приобретает применение аккумулирования теплоты на ядерных энергоисточниках, работающих в изолированных системах электрои теплоснабжения. Примером может служить Билибинская АТЭЦ, участвующая в регулировании графика электрической нагрузки, хотя такой режим противоречит экономической сути производства электроэнергии и теплоты на ядерном горючем.

Использование аккумуляторов теплоты при автономной работе АТЭЦ может дать значительный экономический эффект благодаря заметному увеличению ее номинальной мощности в часы прохождения максимума нагрузок энергосистемы. Выполненные исследования показали перспективность применения систем аккумулирования теплоты на АТЭЦ, работающих в изолированных энергосистемах.

Наряду с аккумулированием была исследована эффективность использования АТЭЦ в маневренном режиме при совместной работе со специальными котельными, компенсирующими недоотпуск теплоты. Отсутствие капитальных вложений при использовании резервных котельных в качестве компенсирующих тепловых источников увеличивает конкурентоспособность данного способа получения маневренной мощности на АТЭЦ. Результаты исследований апробированы при разработке обосновывающих материалов по теплоснабжению от Курской АЭС, где рассмотрен вариант получения маневренной мощности на Курской АЭС за счет передачи части нагрузки системы теплоснабжения г. Курска на выведенные в резерв котельные.