Балқаштағы АЭС-ке арналған салқындату мұнаралары — миллион текше метр суға бағаланған техникалық бөлшек

Қазақстанда алғашқы атом электр станциясының мерзімі мен құны талқыланып жатқанда, инженерлер бүкіл көлдің тағдыры тәуелді мәселені шешіп жатыр: реакторларды қалай салқындату керек. Бұл ядролық қауіпсіздік туралы емес, жай ғана буы бар алып мұнаралар — градирнялар туралы, олардың түрі станцияның Балқаштан қанша су алатынын анықтайды. «Ылғалды» және «құрғақ» нұсқа арасындағы айырмашылық жылына ондаған миллион текше метрмен өлшенеді.

Мәні қысқаша

• Жалпы қуаты 2,4 ГВт болатын ВВЭР-1200 реакторлары бар «Балқаш» АЭС-ін 2035–2036 жылдары іске қосу жоспарлануда.
• Конденсаторды салқындату үшін ылғалды немесе құрғақ градирнялар қарастырылуда — таңдау әлі жасалмаған.
• Ылғалды градирнялар кезінде булануға кететін қайтарымсыз су шығыны жылына шамамен 60 млн м³ құрайды.
• Сонымен қатар, француз мамандарының қатысуымен Балқаш экожүйесін сақтаудың Бас жоспары дайындалуда, құжатты 2026 жылдың соңына дейін күтеді.

Түтін мұржасымен шатастырылатын мұнара

Ақ бұлттарды атқылайтын алып бетон құрылыстарды көбінесе түтін мұржалары деп қабылдайды, дегенмен олардың ішінде ештеңе жанбайды. Ақ шлейф — бұл жылы ылғалды ауаны салқындату кезінде пайда болатын бу. Мұндай мұнаралар заманауи гиперболоидты пішінді 1918 жылы голланд инженері Фредерик ван Итерсонның арқасында алды: ортасындағы тарылу қабырғаларды беріктік пен желге төзімділікті жоғалтпай, жіңішке етуге мүмкіндік береді. Дәл осы жүз жылдық технология Қазақстанның алғашқы атом станциясы үшін қазір жобаланып жатқан салқындату жүйесінің негізінде жатыр.

Атом реакторын қалай салқындатады

«Балқаш» станциясына орнату жоспарланған ВВЭР-1200 реакторында екі контур жұмыс істейді. Біріншісі белсенді аймақтан бу генераторына жылуды тасымалдайды және сыртқы ортадан толығымен оқшауланған. Екінші контурда су турбинаны айналдыратын буға айналады, содан кейін бұл буды конденсаторда салқындату керек — дәл осы жерде көлден келетін сыртқы су қажет. Негізінде, схема кәдімгі мұнаралы буландырғыш градирня принципін қайталайды: қыздырылған су суару құрылғысының үстіне шашыратылады, оның бір бөлігі буланып, жылуды алып кетеді, ал жылы ылғалды ауа мұнараның төбесі арқылы көтеріліп, шығыста дәл сол ақ бұлттарға айналады.

Балқаш үшін ылғалды немесе құрғақ нұсқа

Станцияның жобалық-сметалық құжаттамасы әлі аяқталмаған, сондықтан ылғалды және құрғақ градирнялар арасындағы таңдау ашық күйінде қалып отыр. Қазақстанның Атом энергетикасы агенттігі төрағасының орынбасары Әсет Махамбетов салқындатуға қатысатын судың радиоактивті контурмен физикалық түрде жанаспайтынын және ластанбайтынын растады. Бірақ станция алатын көлемдер дәл градирнялардың түріне байланысты. Ылғалды схема арзанырақ және қарапайым, алайда булануға қайтарымсыз су жоғалтады. Құрғақ градирня автомобиль радиаторы сияқты жұмыс істейді — су түтіктер арқылы ағып, жылуды олардың қабырғалары арқылы береді, іс жүзінде шығындалмайды, бірақ мұндай жүйе қымбатырақ және қазірдің өзінде 16,5 млрд долларға бағаланып отырған жобаның соңғы құнын арттыруы мүмкін.

Көлге қанша су беруге дайын

Екі энергоблок үшін ылғалды градирнялар таңдалса, қайтарымсыз шығындар жылына шамамен 60 млн м³ құрайды — бұл булану арқылы атмосфераға кетіп, көлге қайтпайтын су. Салыстыру үшін, көлемі бойынша әлемдік рекорд Қытайдың Хух-Хото қаласындағы биіктігі 228 метр және табанының диаметрі 197 метр болатын градирняға тиесілі — осындай ауқымдағы құрылыстар салыстырмалы көлемдегі су мен ауаны өткізе алады. Су балансы климаттық өзгерістерден және Қытай аумағынан трансшекаралық ағыннан жүктемені бастан кешіріп отырған Балқаш үшін тіпті ондаған миллион текше метр жобаның жанама бөлшегі емес, жеке есептеулердің тақырыбына айналады.

Құрылыспен қатар көлді кім бақылап жатыр

Инженерлер салқындату түрін таңдап жатқанда, мамандардың жеке тобы Француз даму агенттігімен және Францияның Геологиялық және тау-кен зерттеу бюросымен бірлесіп, Балқаш экожүйесін сақтаудың Бас жоспарын әзірлеу үстінде. Сарапшылар көл алабындағы ауыл шаруашылығының жай-күйін, гидрологияны, мұздық ағынының үлесін және жер үсті және жер асты суларының өзара әрекеттесуін бағалады. Аймақтың су ресурстары бойынша ұзақ мерзімді шешімдердің ғылыми негізі болатын қорытынды құжатты 2029 жылға жоспарланған энергоблоктардың алғашқы бетонын құюдан бұрын, 2026 жылдың соңына дейін дайындауды жоспарлап отыр.

Суды үнемдеу технологиялары қазірдің өзінде бар

Бүкіл әлемдегі инженерлер градирнялардағы су шығынын азайту жолдарын іздеуде. Массачусетс технологиялық институтының зерттеушілері электр өрісінің көмегімен будан ылғалды жинауды ұсынды: ең ұсақ тамшыларға заряд беріледі, содан кейін олар металл торға тартылып, резервуарға қайта ағып түседі. Қазақстанның оңтүстігі мен оңтүстік-шығысы болып табылатын су тапшы аймақ үшін мұндай әзірлемелер абстрактілі инновация емес, болашақ АЭС-тің неғұрлым жұмсақ салқындату схемасының пайдасына әлеуетті дәлел болып табылады.

Авторлық қорытынды

«Балқаш» станциясы үшін ылғалды және құрғақ градирня арасындағы таңдау — инженерлік құжаттама аясынан әлдеқайда асып түсетін шешім. Оған халықаралық сарапшылардың бақылауындағы көлдің су балансының алдағы онжылдықтарда тұрақты болып қалуы немесе атом энергетикасының Балқашқа су шығынының тағы бір бабын қосуы байланысты. Соңғы нұсқа жобалық жұмыстардың ілгерілеуіне қарай белгілі болады, бірақ қазірдің өзінде анық: Қазақстанның оңтүстігіндегі киловатт бағасы тек ақшамен ғана емес, текше метрмен де өлшенетін болады.