Анотація до роботи:

Мороз Н.А. Екологічний моніторинг важких металів для забезпечення технологічного регламенту продування ставка-охолоджувача АЕС (на прикладі Запорізької АЕС). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14 „Теплові і ядерні енергоустановки” – Севастопольський Національний університет ядерної енергії та промисловості, Севастополь, 2006 рік.

Робота присвячена вирішенню завдання вдосконалення екологічного моніторингу концентрації важких металів у воді ставка-охолоджувача АЕС, що дозволяє заздалегідь попереджувати про небажані впливи технологічних процесів АЕС на прилеглі екосистеми і покращувати якість води для підвищення працездатності і продовження ресурсу експлуатації основного технологічного устаткування енергоблоків. Теоретично обґрунтовано і побудовано комплексний автоматизований екологічний моніторинг концентрацій важких металів, ураховуючи взаємодії всіх технологічних об'єктів системи охолодження АЕС і природних факторів.

Проведено експериментальні дослідження режимів експлуатації ставка-охолоджувача ЗАЕС і встановлено, що безперервна продувка є головним регулюючим фактором зниження до стабільного рівня концентрацій важких металів у його воді. Обґрунтовано найбільш прийнятний варіант продувки з витратою 17 м³/с, який забезпечує якість води відповідно до ГДК для рибогосподарських водоймищ. Селективний аналіз групи факторів показав, що процес винесення іонів міді з конденсаторів турбін ЗАЕС технологічно обумовлений і неминучий при використанні існуючого теплообмінного устаткування АЕС.

На практиці продемонстровано можливості прогнозу екологічних умов ставка-охолоджувача, визначення оптимальних значень витрат продувки-підживлення ставка-охолоджувача, які є науковими передумовами для зміни принципової будови систем охолоджування АЕС за рахунок переходу на прямоточно-оборотну систему. Науково-технічні результати даної роботи можуть бути використані для практичного застосування на діючих АЕС України, наприклад, як тренажер для навчання відпрацювання дій персоналу при різних режимах експлуатації ставка-охолоджувача і при аварійних ситуаціях природного і техногенного характеру.

Результати досліджень і їх упровадження на Запорізькій АЕС дають можливість вдосконалювати екологічний моніторинг важких металів у воді ставка-охолоджувача і завчасно застерігати від не бажаних наслідків впливу технологічних процесів АЕС на прилеглі екосистеми і покращувати якість води для підвищення працездатності і продовження ресурсу експлуатації основного технологічного устаткування енергоблоків АЕС.

У зв'язку з цим в дисертаційній роботі основні наукові і практичні результати зводяться до наступного:

1. Встановлено, що існуюча система моніторингу на АЕС виконує в необхідному обсязі функції регулярного контролю, проте, її вдосконалення не викликає сумнівів, оскільки недостатньо повно розроблена концепція організації екологічного моніторингу якості води в районах розташування великих енергетичних підприємств: залишається до кінця невивченим питання прогнозу і оцінки якості води системи охолодження АЕС для підвищення ефективності, безпеки і економічності роботи атомних енергоустановок з дотриманням нормативних показників щодо вмісту важких металів.

2. Виконано теоретичне обгрунтування і побудова комплексного автоматизованого екологічного моніторингу концентрацій важких металів з урахуванням взаємодії сукупності технологічних об'єктів системи охолодження АЕС і природних чинників.

3. Розроблено математичну модель і проведено за допомогою комп'ютерних технологій імітаційне моделювання вмісту важких металів у воді ставка-охолоджувача АЕС при різних технологічних режимах експлуатації.

_{4. Розроблено оперативний метод, що має якісно нові функції контролю якості води: розрахунок, оцінку і прогноз концентрацій важких металів у воді ставка-охолоджувача АЕС, реалізований у вигляді машинної програми і методичного забезпечення для його застосування. Запропонований метод рекомендується застосовувати як паралельний або додатковий контроль якості води системи охолодження.}

_{5. Встановлено в результаті експериментальних досліджень багаторічних і сезонних спостережень, що продувка ставка-охолоджувача Запорізької АЕС є головним регулюючим фактором зниження концентрацій важких металів у воді ставка-охолоджувача до стабільного рівня.}

_{6. Селективний аналіз впливу групи факторів не дозволив виявити переважуючого, що сприяв би процесу виносу іонів міді з конденсаторів турбін Запорізької АЕС. Незначні зміни спостерігалися при коливаннях рН і температури технічної води на вході конденсаторів турбін. Отже, процес виносу іонів міді з конденсаторів турбін технологічно обумовлений і не піддається регулюванню.}

_{7. Встановлено на основі порівняльного аналізу імітаційного моделювання і експериментального дослідження концентрацій міді у воді ставка-охолоджувача Запорізької АЕС, що підвищена концентрації міді обумовлена незбалансованим співвідношенням частини води у ставку-охолоджувачі, що надходить (винос міді із АЕС та ТЕС) і витрачається (об’єм продувок, площина дзеркала, об’єм ставка-охолоджувача і ін.). Щоб уникнути цього дисбалансу доцільно враховувати параметри ставка-охолоджувача.}

8. Розроблено рекомендації щодо регулювання якості води і встановлено, що одним з прийнятних варіантів режиму експлуатації ставка-охолоджувача АЕС є безперервний продувний режим з витратою 17 м³/с, який зможе забезпечити значення концентрацій важких металів, відповідно до ГДК для рибогосподарських водоймищ.

Очікуваний річний економічний ефект від упровадження запропонованого екологічного моніторингу на Запорізькій АЕС складає 897 092 гривень. У разі використання результатів роботи на інших АЕС економічний ефект збільшиться.

Публікації автора:

1. Мороз Н.А., Черкашин И.А. Содержание тяжелых металлов и минерализация поверхностных вод региона расположения Запорожской АЭС: Сб. науч. тр. СИЯЭиП. -2004. -№10. -С.73-78.

2. Мороз Н.А. Алгоритмирование миграции меди в водных объектах региона расположения Запорожской АЭС. // Пром.теплотехника. – 2004.- Т. 26., №6.- С.156-160

3. Мороз Н.А. Седнев В. А. Разработка математической модели для расчета водного баланса изменения концентрации примесей в воде пруда-охладителя Запорожской АЭС: Сб. науч. тр. СНИЯЭиП.- 2004. -№13. – С.133-139.

4. Совершенствование существующей системы гидроэкологического мониторинга концентраций тяжелых металлов в воде водоема-охладителя Запорожской АЭС.// Н.А. Мороз, В.А. Седнев, И.А. Черкашин, А.А. и др.: Сб. науч. Тр. СНИЯЭиП, - 2005. -№14. – С.70-76.

5. Мороз Н.А., Седнев В.А., Черкашин И.А. Гидрохимический мониторинг поверхностных вод региона расположения Запорожской АЭС.// Пром.теплотехника. -2005. –Т.27, №2. - с.78-87.

6. Деклараційний патент 10141 UА Україна 15.11.2005г. Бюл.№11. Спосіб контролю якості води ставка-охолоджувача АЕС ./ Н.А. Мороз, В.А.Сєднєв, I.О.Черкашин.