Navedite klasifikaciju nuklearnih elektrana u svijetu. Nuklearne elektrane

Nuklearne elektrane su nuklearnih instalacija proizvodeći energiju, uz pridržavanje određenih režima pod određenim uslovima. Za ove namjene koristi se projektom definisana teritorija na kojoj se koriste nuklearni reaktori u kombinaciji sa potrebnim sistemima, uređajima, opremom i konstrukcijama za obavljanje zadataka. Za ispunjenje ciljnih zadataka uključeno je specijalizovano osoblje.

Sve nuklearne elektrane u Rusiji

Istorija nuklearne energije kod nas i u inostranstvu

Druga polovina 1940-ih obilježena je početkom rada na stvaranju prvog projekta koji je uključivao korištenje mirnog atoma za proizvodnju električne energije. Godine 1948. I.V. Kurčatov, vođen zadatkom partije i sovjetske vlade, dao je prijedlog da se započne rad na praktičnom korištenju atomske energije za proizvodnju električne energije.

Dve godine kasnije, 1950. godine, nedaleko od sela Obninskoye, koje se nalazi u Kaluga region godine, započela je izgradnja prve nuklearne elektrane na planeti. Puštanje u rad prve industrijske nuklearne elektrane na svijetu, snage 5 MW, održano je 27.06.1954. Sovjetski Savez je postao prva sila na svijetu koja je uspjela iskoristiti atom u miroljubive svrhe. Stanica je otvorena u Obninsku, koji je do tada dobio status grada.

Ali sovjetski naučnici nisu stali na tome, nastavili su da rade u tom pravcu, posebno samo četiri godine kasnije, 1958. godine, počeo je rad prve faze Sibirske nuklearne elektrane. Njegova snaga je bila višestruko veća od stanice u Obninsku i iznosila je 100 MW. Ali za domaće naučnike to nije bilo ograničenje, po završetku svih radova, projektni kapacitet stanice bio je 600 MW.

Na otvorenim prostorima Sovjetski savez, izgradnja nuklearnih elektrana je u to vrijeme poprimila velike razmjere. Iste godine počela je izgradnja Beloyarsk NPP, čija je prva faza, već u aprilu 1964. godine, opskrbila prve potrošače. Geografija izgradnje nuklearnih elektrana zaplela je svojom mrežom cijelu zemlju, iste godine pustili su prvi blok nuklearne elektrane u Voronježu, snage 210 MW, drugi blok pušten pet godina kasnije 1969. , imao je kapacitet od 365 MW. bum u izgradnji nuklearnih elektrana, nije jenjavao cijelo vrijeme Sovjetsko doba. Nove stanice, ili dodatne jedinice koje su već izgrađene, puštane su u rad u intervalima od nekoliko godina. Tako je već 1973. Lenjingrad dobio sopstvenu nuklearnu elektranu.

Međutim, sovjetska država nije bila jedina u svijetu koja je mogla savladati takve projekte. U Velikoj Britaniji također nisu drijemali i, razumijevajući izglede ovom pravcu aktivno proučavao ovo pitanje. Samo dvije godine kasnije, nakon otvaranja stanice u Obninsku, krenuli su Britanci vlastiti projekat za razvoj mirnog atoma. Britanci su 1956. godine pokrenuli vlastitu stanicu u gradu Calder-Hall, čija je snaga premašila sovjetsku i iznosila je 46 MW. Ne zaostajajući s druge strane Atlantika, godinu dana kasnije, Amerikanci su svečano pustili stanicu u Shippingportu. Kapacitet objekta bio je 60 MW.

Međutim, razvoj mirnog atoma bio je pun skrivenih prijetnji za koje je ubrzo saznao cijeli svijet. Prvi znak je bila velika nesreća na Ostrvu Tri milje koja se dogodila 1979. godine, ali nakon nje je usledila katastrofa koja je pogodila ceo svet, u Sovjetskom Savezu, u malom gradu Černobilju, dogodila se katastrofa velikih razmera, desila se 1986. godine. Posljedice tragedije bile su nenadoknadive, ali osim toga, ova činjenica je navela cijeli svijet na razmišljanje o preporučljivosti korištenja nuklearne energije u miroljubive svrhe.

Svjetski svjetiljci u ovoj industriji ozbiljno razmišljaju o poboljšanju sigurnosti nuklearnih objekata. Rezultat je bila osnivačka skupština, koja je organizovana 15. maja 1989. godine u sovjetskoj prestonici. Skupština je odlučila da se osnuje Svetsko udruženje, koje bi trebalo da obuhvati sve operatere nuklearnih elektrana, čija je opštepriznata skraćenica WANO. Organizacija u toku realizacije svojih programa sistematski prati povećanje nivoa sigurnosti nuklearnih elektrana u svijetu. Međutim, i pored svih uloženih napora, ni najmoderniji i na prvi pogled naizgled sigurni objekti ne mogu izdržati navalu stihije. Upravo zbog endogene katastrofe, koja se manifestovala u vidu zemljotresa i cunamija koji je pratio, 2011. godine došlo je do nesreće na stanici Fukušima-1.

Atomsko zamračenje

NPP klasifikacija

Nuklearne elektrane se klasificiraju prema dva kriterija, vrsti energije koju proizvode i vrsti reaktora. U zavisnosti od tipa reaktora, određuje se količina proizvedene energije, stepen sigurnosti, kao i vrste sirovina koje se koriste u stanici.

Prema vrsti energije koju stanice proizvode, dijele se na dvije vrste:

Njihova glavna funkcija je stvaranje električne energije.

Nuklearne termoelektrane. Zbog instaliranih toplana koje koriste gubitke topline koji su neizbježni na stanici, postaje moguće zagrijavanje vode iz mreže. Dakle, ove stanice, osim električne energije, proizvode i toplotnu energiju.

Nakon ispitivanja mnogih opcija, naučnici su došli do zaključka da su najracionalnije njihove tri varijante, koje se trenutno koriste u cijelom svijetu. Razlikuju se na više načina:

1. Koristi se gorivo;
2. Primijenjena rashladna sredstva;
3. Jezgra rade za održavanje potrebne temperature;
4. Tip moderatora koji određuje smanjenje brzine neutrona koji se oslobađaju tokom raspada i koji su toliko neophodni da podrže lančanu reakciju.

Najčešći tip je reaktor koji koristi obogaćeni uranijum kao gorivo. Ovdje se kao rashladno sredstvo i moderator koristi obična ili lagana voda. Takvi reaktori se nazivaju laka voda, postoje dvije vrste. U prvom, para koja se koristi za okretanje turbina stvara se u aktivnoj zoni koja se zove reaktor s kipućom vodom. U drugom, stvaranje pare se odvija u vanjskom krugu, koji je preko izmjenjivača topline i generatora pare povezan s primarnim krugom. Ovaj reaktor je počeo da se razvija pedesetih godina prošlog veka, a osnova za njih bili su programi američke vojske. U isto vrijeme, otprilike u isto vrijeme, Soyuz je razvio reaktor s kipućom vodom, u kojem je grafitna šipka djelovala kao moderator.

Upravo je tip reaktora sa moderatorom ovog tipa našao primenu u praksi. Govorimo o gasnom hlađenom reaktoru. Njegova povijest započela je kasnih četrdesetih, ranih pedesetih godina XX vijeka, u početku je razvoj ovog tipa korišten u proizvodnji nuklearnog oružja. U tom smislu, dvije vrste goriva su pogodne za to, a to su plutonijum za oružje i prirodni uranijum.

Najnoviji projekat, koji je popraćen komercijalnim uspjehom, bio je reaktor u kojem se kao rashladno sredstvo koristi teška voda, a kao gorivo nama već poznati prirodni uranijum. U početku je nekoliko zemalja projektovalo takve reaktore, ali je kao rezultat toga njihova proizvodnja bila koncentrisana u Kanadi, što je razlog prisustva masivnih nalazišta uranijuma u ovoj zemlji.

Torijumske nuklearne elektrane - energija budućnosti?

Povijest poboljšanja tipova nuklearnih reaktora

Reaktor prve nuklearne elektrane na planeti bio je vrlo razuman i održiv dizajn, što je dokazano tokom dugotrajnog i besprijekornog rada stanice. Među njegovim sastavnim elementima bili su:

1. bočna zaštita od vode;
2. zidano kućište;
3. gornji poklopac;
4. montažni kolektor;
5. kanal za gorivo;
6. gornja ploča;
7. grafitno zidanje;
8. donja ploča;
9. razdjelnik.

Odabran je glavni konstrukcijski materijal za TVEL obloge i tehnološke kanale nehrđajući čelik, u to vrijeme nije bilo poznatih legura cirkonijuma koje bi po svojstvima mogle biti pogodne za rad na temperaturi od 300°C. Hlađenje takvog reaktora vršeno je vodom, dok je pritisak pod kojim se napajao bio 100 at. U ovom slučaju se ispuštala para s temperaturom od 280°C, što je prilično umjeren parametar.

Kanali nuklearnog reaktora projektirani su tako da ih je bilo moguće potpuno zamijeniti. To je zbog ograničenja resursa, što je zbog vremena provedenog goriva u zoni aktivnosti. Projektanti nisu našli razloga da očekuju da će konstrukcijski materijali koji se nalaze u zoni aktivnosti pod zračenjem moći da iskoriste svoj cjelokupni resurs, odnosno oko 30 godina.

Što se tiče dizajna TVEL-a, odlučeno je da se usvoji cevasta verzija sa jednostranim mehanizmom hlađenja

Ovo je smanjilo vjerovatnoću da će proizvodi fisije ući u krug u slučaju kvara gorivnog elementa. Za regulaciju temperature TVEL obloge korištena je gorivna kompozicija legure uranomolibdena, koja je imala oblik zrna dispergiranih pomoću toplovodne matrice. Ovako obrađeno nuklearno gorivo omogućilo je dobijanje visoko pouzdanih gorivnih elemenata. sposoban za rad pod visokim termičkim opterećenjima.

Zloglasna nuklearna elektrana Černobil može poslužiti kao primjer sljedećeg kruga u razvoju miroljubive nuklearne tehnologije. Tada su se tehnologije korištene u njegovoj izgradnji smatrale najnaprednijim, a tip reaktora najmodernijim na svijetu. Riječ je o reaktoru RBMK-1000.

Toplotna snaga jednog takvog reaktora dostigla je 3200 MW, dok ima dva turbogeneratora, čija električna snaga dostiže 500 MW, tako da jedan agregat ima električnu snagu od 1000 MW. Kao gorivo za RBMK korišćen je obogaćeni uranijum dioksid. U početnom stanju prije početka procesa, jedna tona takvog goriva sadrži oko 20 kg goriva, odnosno uranijuma - 235. Uz stacionarno punjenje uranijum dioksida u reaktor, masa supstance je 180 tona.

Ali proces punjenja nije na veliko, gorivi elementi se postavljaju u reaktor, nama već dobro poznat TVEL. Zapravo, to su cijevi, za čije se stvaranje koristi legura cirkonija. Kao sadržaj sadrže tablete uran dioksida, koje imaju cilindrični oblik. U zoni aktivnosti reaktora postavljeni su u gorivne sklopove, od kojih svaki kombinuje 18 gorivnih elemenata.

U takvom reaktoru ima do 1700 takvih sklopova, a postavljaju se u grafitnu masu, gdje su tehnološki kanali vertikalnog oblika posebno dizajnirani za ove namjene. U njima cirkuliše rashladna tečnost, čiju ulogu u RMBC igra voda. Vrtlog vode nastaje prilikom izlaganja cirkulacionim pumpama kojih ima osam komada. Reaktor se nalazi unutar okna, a grafički zid je smješten u cilindričnom tijelu debljine 30 mm. Nosač čitavog aparata je betonska podloga, ispod koje se nalazi bazen - balon, koji služi za lokalizaciju udesa.

Treća generacija reaktora koristi tešku vodu

Glavni element je deuterijum. Najčešći dizajn se zove CANDU, razvijen je u Kanadi i široko se koristi širom svijeta. Jezgra takvih reaktora nalazi se u horizontalnom položaju, a cilindrični rezervoari igraju ulogu komore za grijanje. Kanal za gorivo se proteže kroz cijelu komoru za grijanje, svaki od ovih kanala ima dvije koncentrične cijevi. Postoje vanjske i unutrašnje cijevi.

U unutrašnjoj cijevi gorivo je pod pritiskom rashladne tekućine, što omogućava dodatno punjenje reaktora tokom rada. Kao moderator koristi se teška voda formule D20. Tokom zatvorenog ciklusa, voda se pumpa kroz cijevi reaktora koji sadrže snopove goriva. Kao rezultat nuklearne fisije, oslobađa se toplina.

Ciklus hlađenja pri korištenju teške vode sastoji se od prolaska kroz generatore pare, gdje obična voda ključa od topline koju oslobađa teška voda, uslijed čega nastaje para visokog pritiska. Distribuira se nazad u reaktor, što rezultira zatvorenim ciklusom hlađenja.

Na tom putu odvijalo se postupno unapređenje tipova nuklearnih reaktora koji su se koristili i koriste u raznim zemljama svijeta.

U osnovi, trenutno se koristi podjela elektrana na IES, CHPP, CCGT, GTPP, NE, HE. Za potpuniji opis elektrane se može klasificirati prema nizu glavnih karakteristika:

Po vrsti primarnih energetskih resursa;

O procesima konverzije energije;

Po broju i vrsti energetskih nosača;

Po vrstama isporučene energije;

Po krugu obuhvaćenih potrošača;

Po načinu rada.

1. Prema vrstama primarnih energetskih resursa koji se koriste, elektrane koje koriste: fosilna goriva (TE); nuklearno gorivo (NPP); hidroenergija (HE, HE i PES); solarna energija (SES); energija vjetra (VE); podzemno grijanje (geotermalni GEOPP).

2. Prema korišćenim procesima konverzije energije razlikuju se elektrane u kojima se: primljena toplotna energija pretvara u mehaničku, a zatim u električnu (TE, NE); primljena toplotna energija se direktno pretvara u električnu energiju (elektrane sa MHD generatorima, MHD-ES, SES sa fotoćelijama, itd.); energija vode i zraka pretvara se u mehaničku energiju rotacije, zatim u električnu energiju (hidroelektrane, akumulacione elektrane, vjetroelektrane, vjetroelektrane vjetroelektrane, akumulacijske plinske turbine).

3. Prema broju i vrsti upotrebljenih energenata, elektrane se razlikuju: sa jednim nosiocem energije (CPP i CHP, nuklearna CPP i CHP na paru, NE sa gasnim energentom, GTE); sa dva energenta različita u faznom stanju (kombinovane elektrane, uključujući PG-CPP i PG-CHP); sa dva različita nosioca energije istog faznog stanja (binarne elektrane).

4. Prema vrstama energije koja se isporučuje razlikuju se elektrane: one koje opskrbljuju isključivo ili pretežno električnom energijom (hidroelektrane, akumulacione elektrane, IES, nuklearne IES, GTE, PG-IES itd.); proizvodnju električne i toplotne energije (CHP, nuklearna CHP, GT-CHP, itd.). in novije vrijeme CPP i nuklearni CPP sve više povećavaju opskrbu toplinskom energijom. Kombinovane toplotne i elektrane (CHP), osim električne energije, proizvode i toplotu; Upotreba topline izduvne pare u kombinovanoj proizvodnji električne energije omogućava značajne uštede goriva. Ako se koristi izduvna para ili topla voda tehnološkim procesima, grijanje i ventilacija industrijskih poduzeća, tada se termoelektrane nazivaju industrijskim. Kada se toplina koristi za grijanje i snabdijevanje toplom vodom stambenih i javnih zgrada u gradovima, termoelektrane se nazivaju komunalnim (grijanje). Industrijsko grijanje CHP postrojenja isporučuju toplinu kao industrijska preduzeća kao i stanovništvo. Na toplotnim kogeneracijama, pored toplotnih turbinskih postrojenja, postoje vrelovodni kotlovi za snabdevanje toplotom u periodima vršnog toplotnog opterećenja.

5. Prema opsegu obuhvaćenih potrošača razlikuju se: daljinske elektrane (GRES - državna elektrana); lokalne elektrane za napajanje pojedinačnih naselja; blok stanice za napajanje individualnih potrošača.

6. Prema načinu rada u EPS-u razlikuju se elektrane: osnovne; manevarski ili poluvršni; vrhunac.

U prvu grupu spadaju velike, najekonomičnije CPP, nuklearne CPP, termoelektrane u režimu grijanja i dijelom HE, druga grupa uključuje fleksibilne kondenzacijske elektrane, SG-CPP i CHPP, treća grupa uključuje vršne HE, HE, GTE. Djelomično u vršnom režimu rada, CHPP i manje ekonomični IES rade.

Pored gore navedenih općih glavnih karakteristika klasifikacije elektrana, svaki tip ima svoje interne klasifikacijske karakteristike. Na primjer, IES i CHP se razlikuju po početnim parametrima, tehnološka šema(blok i umreženi), jedinični kapacitet blokova, itd. Nuklearne elektrane se klasifikuju prema vrsti reaktora (na termičkim i brzim neutronima), prema dizajnu reaktora itd.

Zajedno sa glavnim tipovima elektrana o kojima smo gore govorili, u Rusiji se razvijaju i elektrane sa kombinovanim ciklusom i čisto gasne turbine. Kombinovane elektrane (CCPP) koriste se u dvije verzije: sa generatorom pare visokog pritiska i sa ispuštanjem izduvnih gasova u konvencionalne kotlove. U prvoj opciji, proizvodi sagorevanja iz komore za sagorevanje pod pritiskom se šalju u visokotlačni kompaktni parogenerator, gde se stvara para visokog pritiska, a proizvodi sagorevanja se hlade na 750-800ºS, nakon čega se šalju u gasnu turbinu, a para visokog pritiska se dovodi u parnu turbinu.

U drugoj opciji proizvodi sagorevanja iz komore za sagorevanje uz dodatak potrebne količine vazduha za smanjenje temperature na 750-800ºS šalju se u gasnu turbinu, a odatle se izduvni gasovi na temperaturi od približno 350- 400ºS sa visokim sadržajem kiseonika ulazi u konvencionalne kotlovske jedinice parnoturbinskih termoelektrana, gde deluju kao oksidator i daju svoju toplinu.

I u prvoj shemi treba sagorijevati prirodni plin ili specijalno plinsko turbinsko tekuće gorivo, u drugoj shemi takvo gorivo treba sagorijevati samo u komori za sagorijevanje plinske turbine, au kotlovskim jedinicama - lož ulje ili čvrsto gorivo, što je definitivna prednost. Kombinacija ova dva ciklusa će povećati ukupnu efikasnost CCPP-a za oko 5-6% u poređenju sa CPP-om parne turbine. Snaga gasne turbine SGPP je otprilike 20-25% kapaciteta jedinice kombinovanog ciklusa. Zbog činjenice da je specifično ulaganje u dio gasne turbine niže nego u dio parne turbine, u SGPP se postiže smanjenje specifičnog ulaganja za 10-12%. CCGT jedinice imaju veću manevarsku sposobnost od konvencionalnih kondenzacijskih jedinica i mogu se koristiti za rad u zoni poluvrh, jer su ekonomičnije od manevarskih CPP-ova.

Principi klasifikacije elektrana. Klase, podklase, grupe, podgrupe.

Klasifikacija elektrana

DRUGI DIO

ELEKTRANE,
WORKING FOR
SLOBODNA ENERGIJA

Klasa- određuje se glavnim procesom i vrstom početne (potrošene) energije.

Podklasa- odredio karakteristične karakteristike i prihvaćena (uobičajena) imena.

Grupa- određuje se prema vrsti proizvedene (proizvedene) energije.

Podgrupa- određuje vrstu instalacije prema dizajnerskim razlikama.

Ovisno o specifičnostima i stanju razvoja, ova podjela se ne može uvijek tačno uočiti. Postoji osam glavnih klasa:

1- termalni elektrane: u njima je glavni proces oslobađanja energije fazni prijelaz višeg reda (HRPT), odnosno djelomično ili potpuno cijepanje atoma na elementarne čestice - elektrine i elektrone. Početna energija je potencijalna energija vezivanja elementarnih čestica u atomu – energija akumulirana u materiji.

2- prirodno elektrane, odnosno postrojenja koja koriste energiju prirodne pojave direktno.

3- coriolis elektrane - glavni proces proizvodnje energije povezan je sa samorotacijom rotora Coriolisovim silama. Početna energija radijalnog toka materije može biti različita: hidraulička, hemijska, magnetna, ...

4- elektromagnetna elektrane - glavni proces je pretvaranje tokova elektrino u različite vrste energija: mehanička, termička, električna.

5- vibrorezonantan elektrane - glavni proces je izmjena energije radnog fluida pod rezonantnim vibracijama. Polazna tačka je energija spoljašnje okruženje, posebno molekule atmosferskog zraka.

6- bitno elektrane - glavni proces je usmjerena kondenzacija etera, posebno plina elektrina. Početna energija je etar.

7- punjivo elektrane - glavni proces je akumulacija energije (električne, hemijske, termalne,...) i njen povratak kada se baterija isprazni.

8- kombinovano elektrane - postrojenja sa nekoliko različitih tipova procesa oslobađanja energije, koje je teško pripisati jednoj od navedenih klasa.

Ova klasa uključuje sve tradicionalne elektrane organsko gorivo, nuklearne, vodikove i nove instalacije prirodne energije.

U tradicionalne spadaju: motori sa unutrašnjim i spoljnim sagorevanjem, gasne i parne turbinske instalacije, kao i razne termo i kotlovske instalacije.

Nuklearne elektrane uključuju moderne nuklearne elektrane i toplane, gdje proces oslobađanja energije teče potpunim raspadom radioaktivnih tvari.

Elektrane na vodik koriste vodonik, koji reagira s kisikom i stvara vodu.

Navedene elektrane su dobro poznate i o njima postoji dosta tehničke literature, pa ih nema potrebe detaljnije opisivati.

Treba naglasiti da koriste ograničeno Prirodni resursi: ugalj, nafta, gas, uranijum... priroda ne nadoknađuje tako brzo koliko se troši. Ove instalacije karakteriše štetna ekologija, štetna za čovečanstvo.

Instalacije prirodne energije /1/ su besplatne ove nedostatke, jer se koristi samo djelomično, štedljivo, razlaganje tvari (vazduh, voda) bez promjene hemijska svojstva zbog malog defekta mase reda 10 -6%, koji se nadoknađuje u prirodnim uslovima.

Termonuklearne elektrane, koje su se razvijale nekoliko decenija sa nultim rezultatima, nisu uvrštene u klasifikaciju, jer su prema savremenoj teoriji /1,2/ neispravne.

Reaktori se klasifikuju prema energetskom nivou neutrona koji učestvuju u reakciji fisije, prema principu postavljanja goriva i moderatora, namjeni, vrsti moderatora i rashladnog sredstva i njihovom fizičkom stanju.

Nuklearni reaktori se dijele u nekoliko grupa:

1) U zavisnosti od prosečne energije neutronskog spektra - na brze, srednje i toplotne;

2) prema konstrukcijskim karakteristikama jezgra - na trup i kanal;

3) Po vrsti rashladne tečnosti - voda, teška voda, natrijum;

4) Po vrsti moderatora - voda, grafit, teška voda itd.

U energetske svrhe, za proizvodnju električne energije koriste se:

1) reaktori vode pod pritiskom sa kipućom vodom koja nije ključala ili pod pritiskom,

2) Uran-grafit reaktori sa kipućom vodom ili hlađeni ugljen-dioksidom,

3) Kanalski reaktori za tešku vodu, itd.

U budućnosti će se široko koristiti reaktori na brzim neutronima hlađeni tečnim metalima (natrijum, itd.); u kojoj suštinski implementiramo način reprodukcije goriva, tj. stvaranje broja fisionih izotopa plutonijuma Pu-239 koji premašuje broj potrošnih izotopa uranijuma U-235. Parametar koji karakterizira reprodukciju goriva naziva se plutonijski koeficijent. Pokazuje koliko se činova atoma Pu-239 stvara u reakcijama hvatanja neutrona u U-238 po jednom atomu U-235 koji uhvati neutron i podliježe fisiji.

AT reaktor termalnih neutrona Većina nuklearne fisije događa se kada jezgra fisionih izotopa apsorbiraju toplinske neutrone. Reaktori u kojima nuklearnu fisiju proizvode uglavnom neutroni s energijama većim od 0,5 MeV nazivaju se reaktori na brzim neutronima. Reaktori u kojima se većina fisija javlja kao rezultat apsorpcije međuneutrona fisionim izotopima nazivaju se intermedijarni (rezonantni) neutronski reaktori.

Trenutno se najviše koriste reaktori na termalnim neutronima. Termalne reaktore karakteriziraju koncentracije nuklearnog goriva od 235 U u jezgri od 1 do 100 kg/m 3 i prisustvo velikih masa moderatora. Reaktor na brzim neutronima karakteriziraju koncentracije nuklearnog goriva od 235 U ili 239 U reda veličine 1000 kg/m 3 i odsustvo moderatora u jezgri.

U intermedijernim neutronskim reaktorima u jezgri je vrlo malo moderatora, a koncentracija nuklearnog goriva od 235 U u njoj je od 100 do 1000 kg/m 3 .

U reaktorima na termalnim neutronima fisija jezgri goriva se dešava i kada se brzi neutroni zarobe jezgrom, ali je vjerovatnoća ovog procesa neznatna (1 - 3%). Potreba za moderatorom neutrona uzrokovana je činjenicom da su efektivni presjeci fisije jezgri goriva mnogo veći pri niskim energijama neutrona nego pri visokim.

U jezgri termičkog reaktora mora postojati moderator - supstanca čija jezgra imaju mali maseni broj. Kao moderator koriste se grafit, teška ili laka voda, berilij, organske tečnosti. Termalni reaktor može čak raditi i na prirodnom uranijumu ako teška voda ili grafit služe kao moderator. Za ostale moderatore mora se koristiti obogaćeni uranijum. Potrebne kritične dimenzije reaktora zavise od stepena obogaćivanja goriva, a sa povećanjem stepena obogaćivanja one su manje. Značajan nedostatak reaktora na termalnim neutronima je gubitak sporih neutrona kao rezultat njihovog hvatanja od strane moderatora, rashladnog sredstva, konstrukcijskih materijala i fisionih proizvoda. Zbog toga je u takvim reaktorima neophodno koristiti supstance sa malim poprečnim presjekom hvatanja za spore neutrone kao moderator, rashladno sredstvo i konstruktivni materijal.

Tri bitna elementa za termičke reaktore su oslobađač toplote, moderator i rashladno sredstvo. Ova slika prikazuje tipičan raspored jezgra.

Rashladno sredstvo se pumpa kroz reaktor uz pomoć pumpi (tzv. cirkulacione pumpe), koje zatim ulazi ili u turbinu (u RBMK) ili u izmjenjivač topline (kod drugih tipova reaktora). Zagrijana rashladna tekućina iz izmjenjivača topline ulazi u turbinu, gdje gubi dio svoje energije za proizvodnju električne energije. Iz turbine rashladno sredstvo ulazi u kondenzator pare tako da rashladno sredstvo sa parametrima potrebnim za optimalan rad ulazi u reaktor. Reaktor takođe ima kontrolni sistem, koji se sastoji od niza šipki prečnika nekoliko centimetara i dužine uporedive sa visinom jezgra, koji se sastoji od materijala koji veoma apsorbuje neutrone, obično jedinjenja bora. Šipke se nalaze u posebnim kanalima i mogu se podizati ili spuštati u reaktor. U podignutom stanju doprinose ubrzanju reaktora, u spuštenom ga ugušuju. Pogoni štapa su nezavisno podesivi tako da se mogu koristiti za konfigurisanje reakcionih aktivnosti u različitim delovima jezgre.

Karakteristika nuklearnog reaktora je da se 94% energije fisije trenutno pretvara u toplotu, tj. tokom vremena tokom kojeg snaga reaktora ili gustina materijala u njemu nema vremena da se primjetno promijeni. Stoga, kada se snaga reaktora promijeni, oslobađanje topline prati proces fisije goriva bez odlaganja.

Međutim, kada se reaktor isključi, kada se brzina fisije smanji za više desetina puta, u njemu ostaju izvori odgođenog oslobađanja topline (gama i beta zračenje produkata fisije), koji postaju dominantni. Toplina raspada nakon završetka reakcije fisije zahtijeva odvođenje topline dugo vremena nakon gašenja reaktora. Iako je preostala toplotna snaga mnogo manja od nominalne, cirkulacija rashladnog sredstva kroz reaktor mora biti osigurana vrlo pouzdano, jer se toplota raspada ne može kontrolisati. Strogo je zabranjeno uklanjanje rashladne tekućine iz reaktora koji radi već neko vrijeme kako bi se izbjeglo pregrijavanje i oštećenje gorivih elemenata.

AT međuneutronski reaktori, u kojem većinu događaja fisije izazivaju neutroni sa energijama većim od termičke (od 1 eV do 100 keV), masa moderatora je manja nego u termičkim reaktorima. Karakteristika rada takvog reaktora je da se poprečni presjek fisije goriva manje smanjuje s povećanjem fisije neutrona u srednjem području nego presjek apsorpcije strukturnih materijala i fisionih proizvoda. Dakle, vjerovatnoća fisijskih činova se povećava u poređenju sa aktima apsorpcije. Zahtjevi za neutronske karakteristike konstrukcijskih materijala su manje strogi, njihov raspon je širi. Shodno tome, jezgra srednjeg neutronskog reaktora može biti izrađena od jačih materijala, što omogućava povećanje specifičnog odvođenja topline sa grijaće površine reaktora. Obogaćivanje goriva fisionim izotopima u međureaktorima zbog smanjenja poprečnog presjeka trebalo bi biti veće nego u termalnim. Reprodukcija nuklearnog goriva u intermedijarnim neutronskim reaktorima je veća nego u reaktoru s termalnim neutronima.

Supstance koje slabo umjerene neutrone koriste se kao rashladna sredstva u međureaktorima. Na primjer, tekući metali. Moderator je grafit, berilij itd.

Gorivne šipke sa visoko obogaćenim gorivom smeštene su u jezgru reaktora na brzim neutronima. Aktivna zona je okružena zonom razmnožavanja, koja se sastoji od gorivih šipki koje sadrže gorive sirovine (osiromašeni uranijum, torijum). Neutrone emitovane iz aktivne zone hvataju u zoni razmnožavanja jezgra sirovine goriva, kao rezultat toga nastaje novo nuklearno gorivo. Posebna prednost brzih reaktora je mogućnost organizovanja proširene reprodukcije nuklearnog goriva u njima, tj. Istovremeno sa proizvodnjom energije proizvoditi novo umjesto sagorjelog nuklearnog goriva. Brzi reaktori ne zahtijevaju moderator, a rashladna tekućina ne bi trebala usporavati neutrone.

U zavisnosti od načina na koji se gorivo postavlja u jezgro, reaktori se dele na homogene i heterogene.

AT homogeni reaktor nuklearno gorivo, rashladna tečnost i moderator (ako ih ima) su temeljito pomiješani i u istom su fizičkom stanju, tj. jezgro potpuno homogenog reaktora je tečna, čvrsta ili plinovita homogena mješavina nuklearnog goriva, rashladnog sredstva ili moderatora. Homogeni reaktori mogu biti i termički i brzi neutroni. U takvom reaktoru, čitava jezgra se nalazi unutar čelične sferične posude i predstavlja tečnu homogenu mješavinu goriva i moderatora u obliku otopine ili tekuće legure (npr. otopina uranil sulfata u vodi, otopina uranijuma u tekućem bizmutu), koji istovremeno obavlja funkciju rashladnog sredstva.

Reakcija nuklearne fisije događa se u otopini goriva unutar sferne posude reaktora, kao rezultat toga, temperatura otopine raste. Zapaljiva otopina iz reaktora ulazi u izmjenjivač topline, gdje odaje toplinu vodi sekundarnog kruga, hladi se i cirkulacijskom pumpom se vraća natrag u reaktor. Kako bi se spriječila nuklearna reakcija izvan reaktora, zapremine cjevovoda kruga, izmjenjivača topline i pumpe odabiru se tako da je količina goriva koja se nalazi u svakom dijelu kruga mnogo manja od kritične. . Homogeni reaktori imaju niz prednosti u odnosu na heterogene. To su jednostavan dizajn jezgre i njene minimalne dimenzije, mogućnost kontinuiranog uklanjanja fisijskih produkata i dodavanja svježeg nuklearnog goriva tokom rada bez gašenja reaktora, jednostavnost pripreme goriva, te činjenica da se reaktor može kontrolisati promjenom koncentracija nuklearnog goriva.

Međutim, homogeni reaktori imaju i ozbiljne nedostatke. Homogena mješavina koja kruži oko kruga emituje jako radioaktivno zračenje, što zahtijeva dodatnu zaštitu i otežava upravljanje reaktorom. Samo dio goriva je u reaktoru i koristi se za proizvodnju energije, a drugi dio je u vanjskim cjevovodima, izmjenjivačima topline i pumpama. Cirkulirajuća smjesa uzrokuje ozbiljnu koroziju i eroziju sistema i uređaja reaktora i kola. Formiranje eksplozivne eksplozivne smjese u homogenom reaktoru kao rezultat radiolize vode zahtijeva uređaje za njeno naknadno sagorijevanje. Sve je to dovelo do toga da homogeni reaktori nisu u širokoj upotrebi.

AT heterogeni reaktor gorivo u obliku blokova se stavlja u moderator, tj. gorivo i moderator su prostorno odvojeni.

Trenutno su samo heterogeni reaktori projektovani za energetske svrhe. Nuklearno gorivo u takvom reaktoru može se koristiti u plinovitom, tekućem i čvrstom stanju. Međutim, sada heterogeni reaktori rade samo na čvrsto gorivo.

U zavisnosti od moderatora, heterogeni reaktori se dele na grafitne, lakovodene, teške vode i organske. Prema vrsti rashladnog sredstva, heterogeni reaktori su lakovodni, teški vodeni, gasoviti i tečni metali. Tečni nosači toplote unutar reaktora mogu biti u jednofaznom i dvofaznom stanju. U prvom slučaju rashladna tečnost unutar reaktora ne ključa, au drugom slučaju ključa.

Reaktori u čijem jezgru je temperatura tečnog rashladnog sredstva ispod tačke ključanja nazivaju se vodeni reaktori pod pritiskom, a reaktori unutar kojih rashladno sredstvo ključa se nazivaju kipućim.

U zavisnosti od upotrebljenog moderatora i rashladnog sredstva, heterogeni reaktori se izrađuju prema različitim shemama. U Rusiji, glavni tipovi nuklearnih reaktora su voda pod pritiskom i vodeni grafit.

Prema projektu, reaktori se dijele na posude i kanale. AT brodski reaktori pritisak rashladne tečnosti nosi kućište. Ukupni protok rashladnog sredstva teče unutar reaktorske posude. AT kanalni reaktori rashladna tečnost se dovodi u svaki kanal sa sklopom goriva posebno. Posuda reaktora nije opterećena pritiskom rashladnog sredstva, ovaj pritisak nosi svaki pojedinačni kanal.

U zavisnosti od namjene, nuklearni reaktori su energetski, pretvarači i oplemenjivači, istraživački i višenamjenski, transportni i industrijski.

Nuklearni energetski reaktori koriste se za proizvodnju električne energije u nuklearnim elektranama, u brodskim elektranama, u nuklearnim termoelektranama (ATES), kao i u nuklearnim toplinskim stanicama (AST).

Reaktori dizajnirani za proizvodnju sekundarnog nuklearnog goriva od prirodnog uranijuma i torija nazivaju se pretvarači ili uzgajivači. U reaktoru-konverteru sekundarnog nuklearnog goriva formira se manje od prvobitno utrošenog. U reaktoru za razmnožavanje vrši se proširena reprodukcija nuklearnog goriva, tj. ispada više nego što je potrošeno.

Istraživački reaktori služe za proučavanje procesa interakcije neutrona sa materijom, proučavanje ponašanja materijala reaktora u intenzivnim poljima neutronskog i gama zračenja, radiohemijska i biološka istraživanja, proizvodnju izotopa, eksperimentalna istraživanja u fizici nuklearnih reaktora. Reaktori imaju različite snage, stacionarni ili pulsni način rada. Najrasprostranjeniji istraživački reaktori vode pod pritiskom na obogaćenom uranijumu. Toplotna snaga istraživačkih reaktora varira u širokom rasponu i doseže nekoliko hiljada kilovata.

Višenamjenski koji se nazivaju reaktori koji služe višestrukim namjenama, kao što su proizvodnja energije i proizvodnja nuklearnog goriva.

Federalna agencija za obrazovanje

SEI HPE „Pomorski državni univerzitet po imenu V.I. M.V. Lomonosov”

Fakultet tehnologije i preduzetništva

Pregled lekcije

na temu: "Nuklearna elektrana".

Arhangelsk 2010

Plan lekcije

Tema lekcije. Nuklearne elektrane.

Ciljevi lekcije:

1) Obrazovni:

Uvesti opće informacije o nuklearnim elektranama;

Otkriti glavni značaj pojedinih elemenata uređaja nuklearnih elektrana;

Upoznajte se sa povoljnim lokacijama nuklearnih elektrana;

Razgovor o prednostima i nedostacima nuklearnih elektrana;

Upoznati studente sa najnovijim podacima o izgradnji nuklearnih elektrana u regiji Arkhangelsk.

2) Obrazovni:

Negujte pažnju, upornost, tačnost.

3) Razvijanje:

Formiranje kognitivnog interesa za predmet;

Razvijati dobrovoljnu pažnju, vizuelno pamćenje, konstruktivno mišljenje.

Vrsta lekcije: predavanje uz upotrebu multimedijalnih tehnologija.

Nastavna sredstva, pribor i materijali: blok dijagram nuklearne elektrane.

Za nastavnika- udžbenik; stolovi za učenje i kreda za rad na tabli, oprema za prikaz multimedije.

Za studenta- udžbenik, sveska u kavezu, radna sveska.

Tokom nastave

Organizacioni dio - 2 minute

Pozdrav;

Provjera spremnosti za nastavu;

Provjera pohađanja nastave.

Prezentacija teme, ciljevi časa - 3 minuta

Skrećući pažnju učenika na tablu, nastavnik naglas izgovara ono što je napisano i traži od njih da zapišu temu časa u svoju đačku svesku.

Ponavljanje prethodno obrađenog materijala na temu "Dobivanje struje" - 5 minuta

U cilju uštede vremena na predavanju, najbolje je objediniti proučeno gradivo sa studentima metodom frontalnog anketiranja. Međutim, mogu se koristiti i drugi oblici i metode ažuriranja znanja učenika.

Od učenika se traži da odgovore na sljedeća pitanja:

Načini korištenja električne energije?

Vrste generatora?

PTL - dalekovodi;

Koje elektrane proizvode električnu energiju?

Radioizotopski izvori energije.

Učenje novog gradiva - 25 minuta

Uključivanje multimedije napravljene u MS Power Pointu pred učenicima.

Nuklearna elektrana(NPP) - kompleks tehničkih struktura dizajniranih za generiranje električne energije korištenjem energije oslobođene tokom kontrolirane nuklearne reakcije (slajd br. 1).

Priča.

U drugoj polovini 40-ih, čak i prije završetka radova na stvaranju prve atomske bombe (njeno testiranje, kao što je poznato, održano je 29. avgusta 1949.), sovjetski naučnici su počeli da razvijaju prve projekte za miroljubivu bombu. korišćenje atomske energije, čiji je opšti pravac odmah postao elektroprivreda.

Godine 1948., na prijedlog I.V. Kurčatova i u skladu sa zadatkom partije i vlade, otpočeli su prvi radovi na praktičnoj primeni atomske energije za proizvodnju električne energije.

U maju 1950. godine, u blizini sela Obninskoye, Kaluška oblast, počeli su radovi na izgradnji prve nuklearne elektrane na svetu.

Prva svjetska nuklearna elektrana snage 5 MW puštena je u rad 27. juna 1954. godine u SSSR-u, u gradu Obninsku, koji se nalazi u Kaluškoj oblasti (slajd br. 2).

29. aprila 2002. godine u 11:31 po moskovskom vremenu, reaktor prve nuklearne elektrane na svijetu u Obninsku je trajno zatvoren. Kako je saopštila pres-služba Ministarstva za atomsku energiju Rusije, stanica je zaustavljena isključivo iz ekonomskih razloga, jer je "održavanje u bezbednom stanju svake godine sve skuplje".

Prva svjetska nuklearna elektrana sa reaktorom AM-1 (Atom miroljubivi) snage 5 MW dala je industrijsku struju 27. juna 1954. godine i otvorila put korištenju nuklearne energije u miroljubive svrhe, uspješno radi skoro 48 godina. godine.

Godine 1958. puštena je u rad prva faza Sibirske nuklearne elektrane snage 100 MW (ukupni projektni kapacitet je 600 MW). Iste godine počela je izgradnja industrijske nuklearne elektrane Beloyarsk, a 26. aprila 1964. generator 1. stepena davao je struju potrošačima. Septembra 1964. godine pušten je u rad blok 1 Novovoronješke NEK snage 210 MW. Drugi blok snage 350 MW pušten je u rad u decembru 1969. Godine 1973. puštena je u rad Lenjingradska NE.

Izvan SSSR-a, prva nuklearna elektrana industrijske namjene sa kapacitetom od 46 MW puštena je u rad 1956. u Calder Hallu (Velika Britanija). Godinu dana kasnije puštena je u rad nuklearna elektrana snage 60 MW u Shippingportu (SAD).

Početkom 2004. godine u svijetu je radio 441 nuklearni reaktor, a ruski TVEL OJSC isporučuje gorivo za njih 75.

Najveća nuklearna elektrana u Evropi - Zaporozhye NPP. Energodar (Zaporoška oblast, Ukrajina), čija je izgradnja počela 1980. godine, a od sredine 2008. godine 6 nuklearni reaktor sa ukupnom snagom od 5,7 GigaWatt.

Klasifikacija.

Po vrsti reaktora.

Nuklearne elektrane su klasifikovane prema reaktorima koji su na njima instalirani:

Reaktori na termalnim neutronima koji koriste posebne moderatore za povećanje vjerovatnoće apsorpcije neutrona jezgrima atoma goriva;

Lakovodni reaktori. Lakovodni reaktor je nuklearni reaktor koji koristi običnu H3O vodu kao moderator neutrona i/ili rashladno sredstvo. Obična voda, za razliku od teške vode, ne samo da usporava, već i u velikoj meri apsorbuje neutrone (prema reakciji 1H + n = ²D).;

Grafitni reaktori;

Reaktori s teškom vodom. Nuklearni reaktor s teškom vodom je nuklearni reaktor koji koristi D2O - tešku vodu - kao rashladno sredstvo i moderator. Zbog činjenice da deuterijum ima manji presjek apsorpcije neutrona od lakog vodika, takvi reaktori imaju poboljšanu neutronsku ravnotežu, što omogućava korištenje prirodnog uranijuma kao goriva u energetskim reaktorima ili korištenje "dodatnih" neutrona za proizvodnju izotopa u tzv. -nazvao. "industrijski";

Reaktori na brzim neutronima - nuklearni reaktor koji koristi neutrone s energijama > 105 eV za održavanje nuklearne lančane reakcije. ;

Subkritični reaktori koji koriste vanjske izvore neutrona;

termonuklearni reaktori. Kontrolirana termonuklearna fuzija (CTF) je sinteza težih atomskih jezgara iz lakših u cilju dobivanja energije, koja se, za razliku od eksplozivne termonuklearne fuzije (koja se koristi u termonuklearnom oružju), kontrolira.

Po vrsti oslobođene energije.

Prema vrsti energije koja se isporučuje, nuklearne elektrane se mogu podijeliti na:

Nuklearne elektrane (NPP) dizajnirane samo za proizvodnju električne energije;

Kombinovane nuklearne elektrane i elektrane (ATES), koje proizvode i električnu i toplotnu energiju;

Stanice za opskrbu nuklearnom toplinom (AST) koje proizvode samo toplinsku energiju;

Međutim, sve nuklearne elektrane u Rusiji imaju toplane za grijanje vode iz mreže.

3.3. Glavni elementi nuklearne elektrane

Jedan od glavnih elemenata nuklearne elektrane je reaktor. U mnogim zemljama svijeta uglavnom koriste nuklearne reakcije fisije uranijuma U-235 pod djelovanjem toplinskih neutrona. Za njihovu implementaciju u reaktoru, pored goriva (U-235), mora postojati i moderator neutrona i, naravno, rashladno sredstvo koje odvodi toplinu iz reaktora. U reaktorima tipa VVER (energetski reaktori voda-voda), obična voda pod pritiskom koristi se kao moderator i rashladno sredstvo. U reaktorima tipa RBMK (kanalni reaktor velike snage) voda se koristi kao rashladno sredstvo, a grafit kao moderator. Oba ova reaktora su prethodnih godina bila u širokoj upotrebi u nuklearnim elektranama u elektroprivredi.

Reaktor i njegovi servisni sistemi uključuju: sam reaktor sa biološkom zaštitom, izmjenjivače topline, pumpe ili puhačke jedinice koje cirkulišu rashladno sredstvo; cjevovodi i armature cirkulacijskog kruga; Uređaji za ponovno punjenje nuklearnog goriva; specijalni sistemi ventilacija, hitno hlađenje itd.

Obećavajuće su nuklearne elektrane sa reaktorima na brzim neutronima (FN), koji se mogu koristiti za proizvodnju toplotne i električne energije, kao i za reprodukciju nuklearnog goriva. Tehnološka shema energetske jedinice takve nuklearne elektrane prikazana je na slici. Reaktor tipa BN ima aktivnu zonu u kojoj se odvija nuklearna reakcija uz oslobađanje struje brzih neutrona. Ovi neutroni djeluju na elemente iz U-238, koji se inače ne koristi u nuklearnim reakcijama, i pretvaraju ga u plutonij Pu-239, koji se kasnije može koristiti u nuklearnim elektranama kao nuklearno gorivo. Toplina nuklearne reakcije uklanja se tekućim natrijem i koristi za proizvodnju električne energije.

Osnovna tehnološka shema nuklearne elektrane sa reaktorom tipa BN:

a - princip izvođenja jezgra reaktora;

b - tehnološka šema:

1 - reaktor; 2 – generator pare; 3 - turbina; 4 - generator; 5 - transformator; 6-turbinski kondenzator; 7 - kondenzatna (napojna) pumpa; 8 - izmjenjivač topline natrijumskih krugova; 9 - neradioaktivna natrijumova pumpa; 10 - radioaktivna natrijumova pumpa (slajd br. 3,4).

Nuklearne elektrane nemaju emisiju dimnih plinova i otpada u obliku pepela i šljake. Međutim, specifično oslobađanje toplote u rashladnu vodu u NEK je veće nego u TE, zbog veće specifične potrošnje pare, a samim tim i velike specifične potrošnje rashladne vode. Stoga većina novih nuklearnih elektrana predviđa ugradnju rashladnih tornjeva, u kojima se toplina rashladne vode odvodi u atmosferu.

Važna karakteristika mogućeg uticaja nuklearnih elektrana na okruženje je potreba za odlaganjem radioaktivnog otpada. To se radi u posebnim grobljima, koji isključuju mogućnost izlaganja ljudi zračenju. Kako bi se izbjegao uticaj mogućih radioaktivnih ispuštanja iz nuklearnih elektrana na ljude u slučaju udesa, poduzete su posebne mjere za poboljšanje pouzdanosti opreme (dupliranje sigurnosnih sistema i sl.), a oko njega se stvara zona sanitarne zaštite. biljka.

3.4. Princip rada

Shema rada nuklearne elektrane na dvokružno vodenom reaktoru pod pritiskom (VVER) (slajd br. 5).

Na slici je prikazan dijagram rada nuklearne elektrane sa dvokružnim vodeno hlađenim energetskim reaktorom. Energija oslobođena u jezgri reaktora prenosi se na primarni rashladni fluid. Nadalje, rashladno sredstvo se pumpa u izmjenjivač topline (generator pare), gdje zagrijava vodu sekundarnog kruga do ključanja. Nastala para ulazi u turbine koje rotiraju električne generatore. Na izlazu iz turbina, para ulazi u kondenzator, gdje se hladi velikom količinom vode koja dolazi iz rezervoara.

Kompenzator pritiska je prilično složen i glomazan dizajn, koji služi za izjednačavanje fluktuacija tlaka u krugu tijekom rada reaktora, koje nastaju zbog toplinskog širenja rashladnog sredstva. Pritisak u 1. krugu može doseći do 160 atmosfera (VVER-1000).

Pored vode, rastopljeni natrijum ili gas se takođe mogu koristiti kao rashladno sredstvo u raznim reaktorima. Upotreba natrijuma omogućava pojednostavljenje dizajna ljuske jezgre reaktora (za razliku od vodenog kruga, tlak u krugu natrijuma ne prelazi atmosferski tlak), da se riješi kompenzatora tlaka, ali stvara vlastite poteškoće povezane s povećana hemijska aktivnost ovog metala.

Ukupan broj krugova može varirati za različite reaktore, dijagram na slici je za reaktore tipa VVER (Public Water Power Reactor). Reaktori tipa RBMK (High Power Channel Type Reactor) koriste jedan vodeni krug, a BN reaktori (Reaktor brzih neutrona) koriste dva natrijeva i jedan vodeni krug.

Ukoliko nije moguće koristiti veliku količinu vode za kondenzaciju pare, umjesto u rezervoaru, voda se može hladiti u posebnim rashladnim tornjevima (rashladnim tornjevima), koji su zbog svoje veličine najčešće najvidljiviji dio. nuklearne elektrane.

3.5. Prednosti i nedostaci.

Prednosti nuklearnih elektrana:

Nema štetnih emisija;

Emisije radioaktivnih materija su nekoliko puta manje od ugljen el. stanice sličnog kapaciteta (pepeo iz termoelektrana na ugalj sadrži postotak uranijuma i torija dovoljan za njihovu isplativu ekstrakciju);

Mala količina utrošenog goriva i mogućnost njegove ponovne upotrebe nakon prerade;

Velika snaga: 1000-1600 MW po jedinici;

Niska cijena energije, posebno topline.

Nedostaci nuklearnih elektrana:

Ozračeno gorivo je opasno, zahtijeva složene i skupe mjere prerade i skladištenja;

Rad promjenjive snage je nepoželjan za reaktore na termalnim neutronima;

Posljedice mogućeg incidenta su izuzetno teške, iako je njegova vjerovatnoća prilično mala;

Velika kapitalna ulaganja, kako specifična, po 1 MW instalirane snage za blokove snage manje od 700-800 MW, tako i opšta, neophodna za izgradnju stanice, njene infrastrukture, kao i u slučaju eventualne likvidacije.

Nuklearne elektrane u Rusiji.

Trenutno u Ruska Federacija U 10 operativnih nuklearnih elektrana radi 31 elektrana ukupne snage 23243 MW, od čega 15 reaktora sa vodom pod pritiskom - 9 VVER-440, 15 kanalnih reaktora za ključanje - 11 RBMK-1000 i 4 EGP-6, 1 reaktor na brzim neutronima.

Izrada nacrta Energetske strategije Rusije za period do 2030. predviđa povećanje proizvodnje električne energije u nuklearnim elektranama za 4 puta.

3.7. Projekat nuklearne elektrane povećane sigurnosti AES-92.

Projekat je nastao u okviru državnog programa "Ekološki čista energija". Uzelo je u obzir domaća iskustva u stvaranju i radu prethodnog modela reaktorskog postrojenja (V-320) u NE Zaporožje, Balakovo, Južnoukrajinska i Kalinjinska i najnovija svjetska dostignuća u projektovanju i radu NEK. Usvojena tehnička rješenja omogućavaju međunarodna klasifikacija pripisati NPP-92 nuklearnim elektranama III generacije. To znači da takva nuklearna elektrana ima najnapredniju sigurnosnu tehnologiju u odnosu na moderne evolucijske lakovodne reaktore. Prilikom razvoja projekta nuklearne elektrane, projektanti su se fokusirali na minimiziranje uloge ljudskog faktora (slajd br. 6).

Implementacija ovog koncepta odvijala se u dva pravca. Prvo, u projekat su uključeni pasivni sigurnosni sistemi. Ovaj termin se odnosi na sisteme koji rade sa malo ili bez eksternog napajanja i ne zahtevaju intervenciju operatera. Drugo, usvojen je koncept sistema aktivne sigurnosti dvostruke namjene, koji značajno smanjuje vjerovatnoću neotkrivenih kvarova.

Glavna prednost projekta AES-92 je u tome što se glavne sigurnosne funkcije obavljaju nezavisno jedna od druge pomoću dva sistema koji se razlikuju po principu rada. Prisutnost dvostrukog kontejnmenta (kontainmenta), ako je potrebno, sprečava oslobađanje radioaktivnih produkata i štiti reaktor od vanjskih utjecaja kao što su udarni val ili pad aviona. Sve to, zajedno sa povećanjem pouzdanosti sistema, smanjenjem vjerovatnoće kvara i smanjenjem uloge ljudskog faktora, povećava nivo sigurnosti NEK.

3.8. Projekat plutajuće nuklearne elektrane u Severodvinsku.

Počeo projekat prve plutajuće nuklearne elektrane na svijetu. Rusija je započela izgradnju plutajuće nuklearne elektrane u Severodvinsku u brodogradilištu Sevmash, jedinom brodogradilištu u zemlji koje je sposobno izvršiti takav zadatak. PAPP će nositi ime Mihaila Lomonosova. Planirano je stvaranje flotile od sedam plutajućih nuklearnih elektrana za snabdijevanje električnom energijom i svježom vodom sjevernih regija Rusije i ostrvskih država pacifičkog regiona, kao i još desetak zemalja koje su ranije pokazale interes za ideju Ruski nuklearni naučnici.

“Danas potpisujemo ugovor o izgradnji serije od šest energetskih blokova plutajućih nuklearnih elektrana. Za njima postoji potražnja ne samo u Rusiji, već iu azijsko-pacifičkom regionu, gdje se mogu koristiti za vodu. desalinizacija”, kaže Kirijenko. Prvi blok će biti svojevrsni pilot projekat. Zasnovan je na reaktoru male snage KLT40S, što ga, međutim, neće spriječiti da snabdijeva cijeli Sevmaš energijom i, osim toga, zadovoljava potrebe niza stranih kompanija. Izradu reaktorskih instalacija povjerio je Okusno projektantski biro za mašinstvo. Afrikantov, 80% projekta će finansirati Rosatom, ostatak će preuzeti Sevmash.

Cijena cijelog projekta uslovno je određena na nivou od 200 miliona dolara, dok će period povrata nuklearne elektrane, prema stručnjacima, biti najviše sedam godina. Da bismo zamislili obim troškova, dovoljno je navesti nekoliko brojki koje karakterišu, recimo, različite dimenzije finansijskog prostora u kojem se projekat realizuje. Tako će 2007. godine za izgradnju TNPP-a biti izdvojeno 2 milijarde 609 miliona rubalja. Planirano je da pilot jedinica bude puštena u rad najkasnije za 3,8 godina. Svaka stanica će moći da radi 12-15 godina bez dopunjavanja goriva. Usluge mobilnog “dopunjavanja” neće biti nesklone korištenju najmanje 12 zemalja koje se suočavaju s nedostatkom električne energije u ovoj ili onoj mjeri. Gotovo četiri godine 25.000 ljudi koji rade u brodogradilištu Severodvinsk radit će na prvoj TNPP.

Nove informacije o ovoj temi:

Državna korporacija Rosatom dogovorila je s vladom transfer lokacije za izgradnju plutajuće nuklearne elektrane Akademik Lomonosov iz Sevmaša (Severodvinsk, oblast Arhangelsk) u Baltijski zavod (Sankt Peterburg), javlja pres-služba koncerna Rosenergoatom. .

„Odluku je izazvalo značajno opterećenje preduzeća i potreba da se usredsrede na državni nalog odbrane“, navodi se u izveštaju.

Kako se navodi u saopštenju za javnost, Sevmašu će biti poništeni ugovori za generalni ugovor za izgradnju nuklearne elektrane niskog kapaciteta i proizvodnju i isporuku plutajućeg bloka. Cjelokupni obim izgradnje u toku i neizgrađen gotovinaće biti vraćeno kupcu - Rosenergoatom.

Ranije je objavljeno da je izgradnja prve plutajuće nuklearne elektrane u Ruskoj Federaciji, Sevmashpredpriyatie, trebala biti završena 2010. godine. Cena ugovora je 200 miliona dolara, a pretpostavljalo se da će 80 odsto projekta biti finansirano iz sredstava Rosenergatoma, a još 20 odsto - iz Sevmaša. Planirano je da nuklearna elektrana bude puštena u rad 2011. godine.

Baltiysky Zavod je najveća ruska brodograditeljska kompanija. Ujedinjena industrijska korporacija, koja kontroliše fabriku, upravlja imovinom vrednom oko 9 milijardi evra.

Kompleks brodogradnje Sevmaš najveće je rusko brodogradilište za izgradnju nuklearnih podmornica za rusku mornaricu. Međutim, u poslednjih godina preduzeće ima poteškoća sa finansiranjem, što negativno utiče na izvršenje postojećih naloga. Stoga je moguće da je odluka o preprofilu narudžbe za izgradnju plutajuće nuklearne elektrane uzrokovana, između ostalog, situacijom u Sevmašu (slajd br. 7).

Generalizacija i konsolidacija znanja- 5 minuta.

Proučeno gradivo nastavnik može konsolidovati metodom frontalnog ispitivanja učenika. U te svrhe mogu koristiti, na primjer, pitanja:

Šta je nuklearna elektrana?

(Nuklearna elektrana(NPP) - kompleks tehničkih struktura dizajniranih za proizvodnju električne energije korištenjem energije oslobođene tokom kontrolirane nuklearne reakcije);

Koje godine i u kom gradu je puštena u rad prva nuklearna elektrana?

(1954. u Obninsku);

Koje su vrste reaktora?

(Reaktori na termalnim neutronima; na lakoj vodi; grafitni reaktori; reaktori na teškoj vodi; reaktori na brzim neutronima; subkritični reaktori; termonuklearni reaktori);

Šta je PAES?

(Plutajuća nuklearna elektrana)

Sumiranje lekcije - 5 minuta

Opšte karakteristike aktivnosti učenja učenika, poruka nastavnika o ostvarenju ciljeva časa; identifikaciju nedostataka i načine za njihovo otklanjanje. Podsjećanje polaznika na njihove dužnosti. Nastavnik se zahvaljuje učenicima na obrazovnoj i saznajnoj aktivnosti, završava čas.

Bibliografija:

http://ru.wikipedia.org/wiki/NPP;

http://www.ippe.ru/rpr/rpr.php

http://www.posternazakaz.ru/shop/category/570/82/

http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00005/16200.htm

http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/65911/Atomic

http://forca.ru/info/spravka/aes.html

http://gelz.net/docs/news_every_day/plavushhaja_ajes.html

http://www.gubernia.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=368