Загальні принципи компонування

Під компонуванням ЕС або підстанцій розуміється взаємне розміщення основних та допоміжних споруд на її майданчику. Компонування ЕС – це одне з найбільш складних питань проектування, в розв’язанні якого беруть участь технологи, електротехніки, будівельники, архітектори, шляховики, екологи та ін. Складність задачі пояснюється тим, що при компонуванні доводиться враховувати велику кількість внутрішніх і зовнішніх факторів. Найбільшу складність при компонуванні ЕС створює раціональне розміщення технологічних споруд – наземних і підземних.

Основні зовнішні фактори: клімат, рельєф місцевості, розташування водосховища, роза вітрів. Майданчик вибирається рівним. При ухилі рельєфу більше 3% застосовують терасне планування. Правильна орієнтація споруд відносно рози вітрів необхідна для захисту від димових викидів в першу чергу РУ та електрообладнання зовнішньої установки, а також близьких населених пунктів. Через те на генплані обов’язково показується роза вітрів. Небезпечним також є нанесення вітром пари і дрібних крапель води від градирень і бризкальних басейнів на електрообладнання, струмопровідні частини тощо. Основні споруди віддаляють від градирень на 20–40 м, а ВРУ – на 40–60 м. Для бризкальних басейнів ці віддалі збільшуються відповідно до 60–100 і 60–120 м. До зовнішніх факторів відносяться також зовнішні комунікації – електричні, технологічні, транспортні, а також охорона навколишнього середовища і захист населення.

Внутрішні фактори залежать від особливостей і параметрів ЕС. До них відносяться кількість і площа основних та допоміжних споруд, технологічні та електричні зв’язки між ними, внутрішня транспортна мережа, вимоги пожежної безпеки і цивільної оборони.

Різноманітність зовнішніх і внутрішніх факторів не дозволяє здійснити компонування станції за типовими рішеннями. Доводиться намічати декілька конкурентоспроможних варіантів. При складанні варіантів компонувань ЕС керуються такими загальними принципами:

1. Оптимальна орієнтація відносно водосховищ (для ТЕС та АЕС), при якій досягається економія в будівництві гідротехнічних споруд і каналів;

2. Зручність зовнішніх інженерних комунікацій – під’їзних шляхів, ліній електропередачі, теплових мереж, шлакозолопроводів;

3. Зручність внутрішніх інженерних комунікацій – транспортної мережі і підйомно-транспортного обладнання, технологічних (транспортерів, трубопроводів, водоводів, і т.д.) і електричних зв’язків (струмопроводів);

4. Розташування споруд допоміжних господарств (ремонтних служб і майстерень, масляного і повітряного господарств, пожежного депо, гаража і т.д.) згідно з їх призначенням. Це дає можливість здійснити більш короткі технологічні і транспортні зв’язки з цехами, які ці допоміжні господарства обслуговують;

5. Найменші розміри майданчика, який займає електростанція. Основним показником використання території майданчика є коефіцієнт забудови. Для пиловугільних ТЕС він дорівнює 0,4 – 0,5 для газомазутних 0,6 – 0,7;

6. Можливість подальшого розширення станції. З цією метою всі зовнішні комунікації намагаються виконати з одного торця корпусів і майданчика, залишаючи протилежні торці вільними для розширення.

Між окремими будівлями, спорудами і установками передбачають необхідні пожежні розриви і проїзди. Навколо майданчика станції споруджають сітчасту або залізобетонну огорожу висотою 2 м. З внутрішньої сторони огорожі залишають вільну від забудови зону шириною 5 м. В цій зоні розміщують пристрої автоматичної охоронної сигналізації.

Компонування ТЕЦ

Для ТЕЦ характерно: наявність РУ генераторної напруги закритого типу (ЗРУ), від якої відходить велика кількість кабельних ліній; застосування оборотного водопостачання з штучними охолоджувачами (як правило градирень); виведення теплопроводів до місцевих споживачів.

На рисунку 6.1 наведено приклад компонування ТЕЦ з поперечними зв’язками.

Компонування КЕС

Найбільших площадок на КЕС вимагають: склад палива; відкриті РУ (ВРУ), яких, як правило, два; водоводи; головний корпус.

Особливо важливу роль в компонуванні споруд має взаємне розташування головного корпусу, РУ і зовнішнього водосховища (річки, бризгального басейну). Блочні трансформатори завжди встановлюються біля стіни головного корпусу з боку машинного залу. Від РУ відходить велика кількість повітряних ліній, виведення яких доводиться узгоджувати з розташуванням водосховища. Водосховище в свою чергу повинно бути зв’язане гідротехнічними комунікаціями з головним корпусом.

Розглянемо характерні компонування КЕС, структурна схема якої наведена рисунку 6.2. Можна виділити чотири варіанти розміщення РУ: перед фасадом головного корпусу (рис. 6.3, а); за водопідвідним каналом (рис. 6.3, б); за димовими трубами і вугільним складом (рис. 6.3, в); з боку постійного торця головного корпусу (рис. 6.3, г).

Рисунок 6.1 – Генеральний план ТЕЦ з поперечними зв’язками:

1 – головний корпус; 2 – генератори; 3 – котли; 4 – трансформатори ВП;
5 – трансформатори зв’язку; 6 – РУ високої напруги; 7 – ГЩК; 8 – ЛЕП; 9 – градирні; 10 – корпус керування; 11 – водоводи; 12 – димові труби; 13 – склад вугілля;
14 – розвантажувальний пристрій; 15 – дробильна установка з галереєю; 16 – мазутне господарство; 17 – майстерні; 18 – хімводоочистка; 19 – масляне господарство;
20 – трансформаторна майстерня.

Рисунок 6.2 – Структурна схема КЕС з двома РУ високої напруги

Рисунок 6.3 – Варіанти компонування КЕС:

1 – головний корпус; 2 – РУ ВН; 3 – РУ СН; 4 – водосховище; 5 – насосна станція; 6 – димова труба; 7 – склад палива; 8 – блочний трансформатор;
9 – АТ зв’язку; 10 – повітряні лінії; 11 – блочні щити керування;
12 – залізнична колія; 13 – канал підведення води.

Компонування АЕС

Відмінною рисою АЕС є радіоактивність теплоносія, а також утворення радіоактивних газоподібних, рідких і твердих відходів. Для їх вилучення АЕС оснащають додатковими пристроями і спорудами: спеціальною технологічною вентиляцією, спеціальною каналізацією, системою дезактивації і захоронення радіоактивних відходів.

Повітря з системи вентиляції очищається фільтрами і через витяжну вентиляційну трубу викидається в верхні шари атмосфери. Вентиляційну трубу розміщують з врахуванням переважного напрямку вітру, тобто з підвітряного боку відносно "чистих" споруд на площадці станції і до населених пунктів.

Для відведення рідких відходів споруджують внутрішню мережу спецканалізації. Цією мережею рідкі відходи надходять в очисні споруди. Після дезактивації ця вода частково може використовуватися повторно в виробничому циклі. Для тієї частини відходів, використання яких неможливе по замкненому циклу, передбачають сховища концентратів (відходи попередньо проходять через випарні установки).

Для захоронення твердих відходів, а також пульпи і концентрованих розчинів з очисних споруд передбачають спеціальні сховища (могильники).

На рисунку 6.4 наведено ситуативний план розміщення споруд на АЕС і навколо неї.

Рисунок 6.4 – Ситуативний план АЕС

Майданчик для будівництва АЕС вибирають з таким розрахунком, щоб навколо АЕС можна було організувати санітарно-захисну зону (див. рис.6.4). Санітарна зона – це круг з центром в місці розташування вентиляційної труби.

Радіус санітарної зони встановлюють залежно від кількості реакторів, їх параметрів, кліматичних і топографічних умов. В санітарній зоні забороняється будівництво населених пунктів, але дозволяється розміщати будови підсобного призначення – службові корпуси, їдальні, майстерні, пожежне депо, гаражі, склади і т.д.

На рисунку 1.5 наведено приклад компонування споруд АЕС на виробничому майданчику 1. Головний корпус 2, який складається з реакторного відділення і машинного залу, зорієнтований відносно берегової лінії водосховища 3. Циркуляційна вода подається до машинного залу за допомогою берегової насосної 4. Паралельно машинному залу проходить скидний трубопровід 5, який переходить в скидний канал 6.

В безпосередній близькості від головного корпусу розташовані всі спеціальні споруди, призначені для усунення, дезактивації та збереження радіоактивних відходів: корпус спецводоочищення 7, сховища 8 радіоактивних відходів (розташовані під будівлею спецводоочищення), вентиляційна труба 9. Поряд з корпусом спецводоочищення знаходиться дизель-генераторна 10, де змонтовані джерела надійного живлення – дизель-генератори.

Неподалік розташовані допоміжні виробничі будівлі та споруди: хімводоочищення 11, допоміжна котельня 12, об’єднаний допоміжний корпус і майстерні 13, склад 14, пожежна охорона 15, гараж 16. Маслогосподарство 17 і азотно-киснева станція 18 з метою пожежобезпеки віддалені на периферію промислового майданчика.

Трансформатори блоків 19 встановлені біля зовнішньої стіни машинного залу. Прямими гнучкими струмопроводами вони приєднуються до РУ СН 20 та РУ ВН 21. За допомогою перехідних галерей головний корпус з’єднаний з інженерно-побутовим 22 та адміністративно-службовим 23 корпусами.

Згідно з останніми проектними рішеннями системи спецводоочищення і зменшення активності газів внесені в головний корпус, а вентиляційна труба розташована безпосередньо на головному корпусі. Ці заходи зменшили внутрішні комунікації і зробили компонування більш компактним.