ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

ГИПОТЕТИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ ВЫБРОСА

Был проведен анализ гипотетического случая выброса. Предпо­лагалось, что энергетическая установка находится на расстоянии 6,4 км от геотермального поля и что разрыв произошел в середине трубопровода, проложенного на поверхности. После того как датчи­ком давления была обнаружена утечка (6 с), быстродействующие кла­паны с обоих концов трубы закрыли систему за следующие 15 с. Пред­полагалось, что разрыв имеет такой же диаметр, что и трубопровод, и расположен на верхней стороне трубы. Были проведены расчеты для труб как высокого давления (диаметр трубы 457 мм), так и низкого давления (диаметр трубы 1370 мм). Хотя для этих двух случаев полу­чены различные цифры, выводы можно сделать одинаковые.

В табл. 3.13 приведена сводка условий, при которых произошел разрыв. Предполагалось, что в конце истечения пара давление в тру­бе равно 0,1 МПа, а температура 100 °С. Разрыв расположен на верх­ней стороне трубы, и поток пара направлен вверх.

Таблица 3.13

Условия разрыва паропровода [1] Длина трубопровода 6,4 км, диаметр трубы 457 мм; время срабатывания клапанов 15 с; скорость ветра 3 м/с. Параметр

Температура на входе, °С

349

Давление на входе, МПа

7,35

Давление в турбине, МПа

5

Средняя температура, °С

349

Среднее давление, МПа

6,1

Средняя скорость звука в паре = 1,28), м/с

606

Время, необходимое для обнаружения падения давления

На расстоянии 3,2 км от разрыва, с

6,0

Полное время перекрытия системы, С

21

Объем трубы длиной 6,4 км, м3

1060

Средняя плотность пара в трубе длиной 6,4 км, г/м3

24600

Расход пара при мощности 160 МВт, г/ с

2,18' 105

Плотность пара при давлении 0,1 МПа и температуре

100 °С, г/м3

597

Масса потока перед перекрытием системы, г

0,46 • 10'

Масса утечки при снижении давления в трубе до 0,1 МПа

(конденсация отсутствует), г

2,54 • 10'

Полная масса утечки; г

3-Ю7

Начальный расход при истечении в атмосферу со ско­

1,3 • 10®

Ростью звука (330 м/с), г/с

Полное время выброса в предположении постоянного

Расхода, с

22

Начальный тепловой поток (с = 2 кДж/(кг• К),

Ге = 15 °С), МДж/с Р

0,879

Высота струи в конце аремени выброса, м

190

Высота на расстоянии переноса при условии, что Султан

Пара непрерывен, м

1370

Принятая высота стабилизации, м

600

Принятый диаметр стабилизации, м

60

Объем, м3

1,7-10®

Существует два вида метеорологических проблем, связанных с выбросом такого типа: 1) траектория средней линии султана пара и 2) диффузия вещества вокруг этой линии. Была рассчитана высота султана пара в конце выброса, однако это значение было сочтено слишком малым, так как пар продолжает подниматься и после оконча­ния выброса. Точно также равновесная высота для непрерывного то­чечного источника (при начальных значениях потоков тепла и импульса)

Изотоп

Активность, кКи

Концентрация в паре, пКи/г

Активность, кКи

Концентрация в паре, пКи/г

Зн

220

4,4(5)')

20 290

4.1(7)

,25Sb

60

1,2(5)

0,18

. 3.6(2)

127МТе

90

1,8(5)

0,27

5,4(2)

,34Cs

14

2.8(3)

18

3.6(3)

,37Cs

180

3,6(4)

0,54

1.1(2)

Таблица 3.14

Радиоактивность в паре через 6 Мес после взрыва [1]

Ядерный взрыв

Термоядерный взрыв

1)4,4(5)= 4,4И05пКи/г.

Примечание. Предполагается, что все 100% активности равномер­но распределены по всему объему воды (5* 105 м3), за исключением 134Cs и 137Cs. Для этих двух изотопов предполагается, что 10% активности пере­ходит в раствор.

Ьыла сочтена слишком большой, поскольку начальные потоки не будут сохраняться в течение всего времени выброса. Были выбраны промежуточные значения высоты 600 и 1200 м для труб диаметром 457 и 1370 мм соответственно. Для горизонтального или направлен­ного вниз выброса ожидалась бы меньшая высота.

Через 6 мес после ядерного взрыва многие изотопы распадаются до незначительных количеств. Из оставшихся только некоторые счи­таются растворимыми. Они перечислены в табл. 3.14. Предполагалось, что перед разрывом они равномерно распределены по всему объему воды и что неконденсирующиеся газы (85Кг и 37Аг) уже улетучились. Окончательные концентрации радиоактивных изотопов в воде также приведены в табл. 3.14.

Расстояние от средней линии до границы турбулентной струи сос­тавляет ~10% расстояния от сопла. Поэтому первоначально облако имеет форму конуса. Для простоты этот объем предполагался цилинд­ром с радиусом, равным 5% высоты. Предполагалось также, что выне­сенная активность равномерно распределена по объему. Это дает уме­ренную концентрацию на уровне земли по двум причинам: 1) скорость выноса активности максимальна в момент разрыва, поэтому пропор­ционально большая активность будет иметь место на больших высотах; 2) при указанном предположении, в соответствии с которым ширина

Твбпица 3.15

Выброс радиоактивности, при разрыве трубопровода диаметром 457 мм [і]

Изотоп

Деление

Синтез

Активность, пКи

Зн

1,3(13)1)

1.2(15)

125Sb

3.5(12)

1,1(10)

1 27МТе

3,5(12)

1.6(10)

134Cs

8,0(10)

1*1(11)

,37Cs

1.1(12)

3.3(9)

1,3(13)

= 1,3» 1013 пКи.

Оолака на уровне земли больше ожидаемой, суммарные концентрации активности за время прохождения этого облака завышены.

Следует отметить, что здесь пренебрегалось уменьшением кон­центрации за счет конденсации и выпадения осадков, хотя предполага­лось, что выброс будет видимым, если атмосферные условия не бу­дут характеризоваться высокой температурой и сухостью. Это также дает осторожную оценку, поскольку принимается максимальная кон­центрация в нисходящем потоке воздуха.

Количество вынесенной активности приведено в табл. 3.15. Оно рассчитано на основе данных для концентрации активности в воде (табл. 3.14) и полного количества выброшенной воды (табл. 3.13). Пред­полагалось, что разрыв произошел через 6 мес после взрыва, непо­средственно после пуска установки, но и после удаления неконденси­рующихся радиоактивных газов.

Сносимое ветром со скоростью 3 м/с цилиндрическое облако вы­брошенного пара расширяется в горизонтальном направлении со ско­ростями, предсказываемыми теорией подобия для атмосферной турбу: лентности. Были использованы значения турбулентной диссипации, ко­торые согласуются с приведенными выше значениями скорости ветра и высоты центра облака над землей. Вертикальное расширение по срав­нению с начальной высотой не учитывалось.

В табл. 3.16 представлены расчетные значения концентрации ак­тивности на уровне земли в зависимости от расстояния для разрыва

Ядерный взрыв

Термоядерный взрыв

Конц

Ентрвция вктивнос

Ти, пКи/

МЗ

Концентрация активности, пКи/м3

Зн

1258ь | 127МТе

134Cs

137Cs

Зн

125Sb

127МТе

134Cs

137Cs

Таблица 3.16

Относительная концентрация, м

-3

Концентрация активности в воздухе с подветренной стороны в результате выброса через 6 Мес после 1000-килотонного ядерного взрыва

Расстояние с подветренной стороны, м

7,6(8)[1]>

7,5(6)

7,4(6)

5,9(6)

8,4(5)

2,0(5)

2,6(4)

2(5)

5,9(—7) 5,8(—7) 5,7(—7) 4,5(-7) 6,5(—8) 1,5(-8) 2,0(—9)

2,1(6) 2,0(6) 2,0(6) 1,6(6) 2,3(5) 5.3(4) 7,0(3)

3.3(6) 3.2(6) 3,1(6) 2.5(8) 3,6(5) 8,2(4) 1,1(4)

4.7(4) 4.6(4) 4,8(4) 3,8(4) 5,2(3) 1.2(3) 1.6(2)

1(3)

2(4) 5(3)

100 300 500 1000 3000 5000 10000 МДК в воздухе, пКи/м3

6,5(5)

7.1(8)

6, 5(3)

9,4(3)

6,5(4)

1.9(3)

6,4(5)

7.0(8)

6,4(3)

9.3(3)

6,4(4)

1.9(3)

6,3(5)

6.9(2)

6,3(3)

9.1(3)

6,3(4)

1.9(3)

5.0(5)

5,4(8)

5.0(3)

7,2(3)

5,0(4)

1.5(3)

7,2(4)

7,8(7)

7.2(2)

1,0(3)

7,2(3)

2,1(2)

1 /(4)

1.8(7)

1.7(2)

2.4(2)

1,7(3)

5,0(1)

2.2(3)

2.4(6)

2,2(1)

3.2(1)

2,2(2)

6,6(0)

2(3)

2(5)

2(4)

5(3)

1(3)

2(3)

Суммарная концентрация активности в воздухе с подветренной стороны в результате выброса [1]

Ж

Таблица 3.17

Расстояние с подветренной стороны, м

Суммарная от­носительная кон­центрация, с/м3

Суммарная концентрация, пКи - с/м

3

Ядерное устройство

Термоядерное устройство

125Sb

127МТе

134Cs

137Cs

Зн

125Sb

127МТе

134Cs

137Cs

100

1,2(-5)1)

1.6(8)

4,2(7)

6,6(7)

9,6(5)

1.3(7)

1.4(10

1,3(5)

1,9(5)

1.3(6)

4,0(4)

300

1,2(-5)

1,6(8)

4,2(7)

6,6(7)

9,6(5)

1.3(7)

1.4(10

1,3(5)

1,9(5)

1.3(6)

4,0(4)

500

1,2(—5)

1.6(8)

4,2(7)

6,6(7)

9,6(5)

1.3(7)

1,4(10

1,3(5)

1.9(5)

1.3(6)

4,0(4)

1000

1,0(-5)

1,3(8)

3,5(7)

5,5(7)

8,0(5)

1.1(7)

1.2(10)

1.1(5)

1.6(5)

1.1(6)

3,3(4)

3000

3,9(—6)

5.1(7)

1,4(7)

2,1(7)

3,1(5)

4.3(6)

4.7(9)

4,3(4)

6,2(4)

4,3(5)

1.3(4)

5000

1,9(—6)

2,5(7)

6,7(6)

1,0(7)

1,5(5)

2,1(6)

2.3(4)

3.0(4)

3,0(4)

2,1(5)

6,3(3)

10000

6,8(—7)

8,8(6)

2,4(6)

3,7(6)

5,4(4)

7,5(5)

8,2(8)

7.5(3)

1.1(4)

7,5(4)

2,2(3)

Суммарная МДК,

6(10)

ПКИ'С/М3

6(12)

6(11)

1,5(11)

3(10)

6(10)

6(12)

6(11)

1.5(11)

3(10)

1 > 1,2(—5) = 1.2 .10® с/к

457-миллиметровой трубы. В случае ядерного взрыва концентрации изотопов 127мТе и 137Cs на расстоянии 10 км лишь слегка перекры­вают свои максимально допустимые концентрации (МДК). Изотоп 3Н, полученный в результате термоядерного взрыва, на порядок превы­шает свою МДК на том же расстоянии. Однако МДК относятся к облу­чению в течение года, тогда как облако проходит мимо любой кон­кретной точки за минуты. Это иллюстрируется табл. 3.17, в которой приведены суммарные концентрации активности за время прохожде­ния облака. Эти концентрации сравниваются со значениями МДК, ум­ноженными на число секунд в году. При этом даже в худшем случае облучение изотопом 3Н, образовавшимся в результате термоядерно­го взрыва, на расстоянии 100 м в подветренном направлении состав­ляет лишь ~0,25% максимально допустимого.

Даже если пренебречь диффузией облака в атмосферу и ростом высоты султана пара (при этом сферическое облако, начальный объем которого определялся бы адиабатическим расширением выброшенно­го пара в атмосферу, сносилось ветром на уровне земли), то цифры, приведенные в табл. 3.16 и 3.17, были бы лишь на 1 - 2 порядка боль­ше вблизи места утечки и приближались бы к указанным в этих таб­лицах значениям для расстояний 10 км и более. Хотя использованная здесь модель дает умеренные значения по сравнению с более стро­гими оценками, суммарное облучение на несколько порядков меньше годового облучения, на котором основаны таблицы МДК.

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

Геотермальное отопление частного дома — новый уровень экономичности, эффективности и безопасности

За последние несколько лет стоимость природного газа и электроэнергии для населения возросла в десятки раз. Такое положение дел дало толчок к росту потребления альтернативных источников энергии. Геотермальное отопление частного дома …

ПРЕДЛОЖЕННАЯ ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ

Непрерывно возрастающая потребность в электроэнергии и воз­никшая в последние годы озабоченность в связи с проблемой охраны окружающей среды заставила США обратиться к исследованию новых источников энергии. Одним из таких новых …

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ

Для выполнения программы научных исследований националь­ных геотермальных ресурсов основное внимание следует уделить вы­бору тех учреждений, которые могли бы решить поставленные выше задачи: выбрать методы разведки, оценить геотермальные ресурсы, определить методы …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua

За услуги или товары возможен прием платежей Онпай: Платежи ОнПай