Dați clasificarea centralelor nucleare din lume. Centrale nucleare

Centralele nucleare sunt instalatii nucleare producând energie, respectând modurile specificate în anumite condiții. În aceste scopuri se folosește teritoriul definit de proiect, unde se folosesc reactoare nucleare în combinație cu sistemele, dispozitivele, echipamentele și structurile necesare pentru îndeplinirea sarcinilor. Pentru îndeplinirea sarcinilor vizate este implicat personal specializat.

Toate centralele nucleare din Rusia

Istoria energiei nucleare în țara noastră și în străinătate

A doua jumătate a anilor 1940 a fost marcată de începutul lucrărilor la crearea primului proiect care implică utilizarea unui atom pașnic pentru a genera electricitate. În 1948, I.V. Kurchatov, ghidat de instrucțiunile partidului și ale guvernului sovietic, a făcut o propunere de a începe lucrările privind utilizarea practică a energiei atomice pentru a genera electricitate.

Doi ani mai târziu, în 1950, nu departe de satul Obninskoye, situat în Regiunea Kaluga, a fost lansată construcția primei centrale nucleare de pe planetă. Lansarea primei centrale nucleare industriale din lume, cu o capacitate de 5 MW, a avut loc la 27.06.1954. Uniunea Sovietică a devenit prima putere din lume care a reușit să folosească atomul în scopuri pașnice. Stația a fost deschisă în Obninsk, care a primit statutul de oraș până la acel moment.

Dar oamenii de știință sovietici nu s-au oprit aici, au continuat să lucreze în această direcție, în special, doar patru ani mai târziu, în 1958, a fost începută funcționarea primei etape a CNE din Siberia. Puterea sa a fost de multe ori mai mare decât stația din Obninsk și se ridica la 100 MW. Dar pentru oamenii de știință autohtoni, aceasta nu a fost limita, la finalizarea tuturor lucrărilor, capacitatea de proiectare a stației a fost de 600 MW.

În spațiile deschise Uniunea Sovietică, construcția de centrale nucleare, a luat o amploare masivă la acea vreme. În același an, a început construcția CNE Beloyarsk, a cărei primă etapă, deja în aprilie 1964, aproviziona primii consumatori. Geografia construcției centralelor nucleare a încurcat întreaga țară cu rețeaua sa, în același an au lansat prima unitate a centralei nucleare din Voronezh, capacitatea sa a fost de 210 MW, a doua unitate lansată cinci ani mai târziu, în 1969, a avut o capacitate de 365 MW. boom-ul în construcția de centrale nucleare, nu sa diminuat pe tot parcursul epoca sovietică. Stații noi, sau unități suplimentare deja construite, au fost lansate la intervale de câțiva ani. Deci, deja în 1973, Leningrad și-a primit propria centrală nucleară.

Cu toate acestea, statul sovietic nu a fost singurul din lume care a fost capabil să stăpânească astfel de proiecte. În Marea Britanie, nici ei nu au ațipit și, înțelegând perspectivele această direcție a studiat activ această problemă. Doar doi ani mai târziu, după deschiderea stației din Obninsk, britanicii s-au lansat proiect propriu pentru dezvoltarea atomului pașnic. În 1956, britanicii și-au lansat propria stație în orașul Calder-Hall, a cărei putere depășea omologul sovietic și se ridica la 46 MW. Fără să rămână în urmă de cealaltă parte a Atlanticului, un an mai târziu, americanii au lansat solemn stația din Shippingport. Capacitatea instalației a fost de 60 MW.

Cu toate acestea, dezvoltarea atomului pașnic a fost plină de amenințări ascunse, despre care întreaga lume a aflat curând. Primul semn a fost un accident major în Three Mile Island care a avut loc în 1979, dar după acesta a avut loc o catastrofă care a lovit întreaga lume, în Uniunea Sovietică, în micul oraș Cernobîl, a avut loc un dezastru de mare amploare, s-a întâmplat. în 1986. Consecințele tragediei au fost ireparabile, dar, pe lângă aceasta, acest fapt a făcut întreaga lume să se gândească la oportunitatea utilizării energiei nucleare în scopuri pașnice.

Luminatele lumii din această industrie se gândesc serios la îmbunătățirea siguranței instalațiilor nucleare. Rezultatul a fost adunarea fondatoare, care a fost organizată la 15 mai 1989 în capitala sovietică. Adunarea a decis să creeze o Asociație Mondială, care ar trebui să includă toți operatorii de centrale nucleare, abrevierea sa general recunoscută este WANO. În cursul implementării programelor sale, organizația monitorizează sistematic creșterea nivelului de siguranță a centralelor nucleare din lume. Cu toate acestea, în ciuda tuturor eforturilor depuse, chiar și cele mai moderne și la prima vedere obiecte aparent sigure nu pot rezista asaltului elementelor. Din cauza catastrofei endogene, care s-a manifestat sub forma unui cutremur și a tsunami-ului care a urmat, în 2011 a avut loc un accident la stația Fukushima-1.

Pana atomică

Clasificarea CNE

Centralele nucleare sunt clasificate după două criterii, tipul de energie pe care o produc și tipul de reactoare. În funcție de tipul de reactor, se determină cantitatea de energie generată, nivelul de siguranță și, de asemenea, ce fel de materii prime sunt utilizate în stație.

În funcție de tipul de energie pe care o produc stațiile, acestea sunt împărțite în două tipuri:

Funcția lor principală este de a genera energie electrică.

Centrale termice nucleare. Datorita centralelor termice instalate acolo, care folosesc pierderile de caldura inevitabile la statie, devine posibila incalzirea apei din retea. Astfel, aceste statii, pe langa energie electrica, genereaza energie termica.

După ce au examinat multe opțiuni, oamenii de știință au ajuns la concluzia că cele mai raționale sunt cele trei soiuri ale lor, care sunt utilizate în prezent în întreaga lume. Ele diferă în mai multe moduri:

1. Combustibil utilizat;
2. Lichidanți de răcire aplicați;
3. Miezuri operate pentru a menține temperatura necesară;
4. Un tip de moderator care determină reducerea vitezei neutronilor care sunt eliberați în timpul dezintegrarii și sunt atât de necesari pentru a susține o reacție în lanț.

Cel mai comun tip este reactorul, care folosește uraniu îmbogățit drept combustibil. Apa obișnuită sau ușoară este folosită aici ca lichid de răcire și moderator. Astfel de reactoare se numesc apă ușoară, există două tipuri de ele. În primul, aburul folosit pentru a transforma turbinele este generat într-o zonă activă numită reactor cu apă clocotită. În al doilea, generarea de abur are loc în circuitul extern, care este conectat la circuitul primar prin schimbătoare de căldură și generatoare de abur. Acest reactor a început să fie dezvoltat în anii cincizeci ai secolului trecut, baza pentru ele au fost programele armatei SUA. În același timp, cam în același timp, Soyuz a dezvoltat un reactor cu apă clocotită, în care o tijă de grafit a acționat ca moderator.

Este tipul de reactor cu un moderator de acest tip care și-a găsit aplicație în practică. Vorbim despre un reactor răcit cu gaz. Istoria sa a început la sfârșitul anilor patruzeci, începutul anilor cincizeci ai secolului XX, inițial dezvoltarea acestui tip a fost folosită în producția de arme nucleare. În acest sens, două tipuri de combustibil sunt potrivite pentru acesta, acestea sunt plutoniul pentru arme și uraniul natural.

Cel mai recent proiect, care a fost însoțit de succes comercial, a fost un reactor în care apa grea este folosită ca lichid de răcire, iar uraniul natural, deja cunoscut nouă, este folosit drept combustibil. Inițial, mai multe țări au proiectat astfel de reactoare, dar, ca urmare, producția lor a fost concentrată în Canada, motiv pentru prezența zăcămintelor masive de uraniu în această țară.

Centralele nucleare cu toriu - energia viitorului?

Istoricul îmbunătățirii tipurilor de reactoare nucleare

Reactorul primei centrale nucleare de pe planetă a fost un design foarte rezonabil și viabil, care a fost dovedit în timpul funcționării pe termen lung și fără cusur a stației. Printre elementele sale constitutive au fost:

1. protectie laterala impotriva apei;
2. carcasă de zidărie;
3. coperta;
4. colector prefabricat;
5. canal de combustibil;
6. placa de sus;
7. zidărie de grafit;
8. placa de jos;
9. colector de distributie.

S-a ales principalul material structural pentru placarea TVEL și canalele tehnologice oţel inoxidabil, la acel moment, nu existau aliaje de zirconiu cunoscute care să poată fi potrivite în proprietăți pentru funcționare la o temperatură de 300 ° C. Răcirea unui astfel de reactor a fost efectuată cu apă, în timp ce presiunea sub care a fost alimentat a fost de 100 at. În acest caz, aburul a fost eliberat cu o temperatură de 280°C, care este un parametru destul de moderat.

Canalele unui reactor nuclear au fost proiectate astfel încât să fie posibil să le înlocuiască complet. Acest lucru se datorează limitării resursei, care se datorează timpului petrecut de combustibil în zona de activitate. Proiectanții nu au găsit niciun motiv să se aștepte ca materialele structurale situate în zona de activitate sub iradiere să își poată lucra întreaga resursă, și anume aproximativ 30 de ani.

În ceea ce privește designul TVEL, s-a decis să se adopte o versiune tubulară cu un mecanism de răcire unilateral

Acest lucru a redus probabilitatea ca produsele de fisiune să intre în circuit în cazul unei defecțiuni a elementului de combustibil. Pentru reglarea temperaturii învelișului TVEL s-a folosit o compoziție de combustibil dintr-un aliaj de uranomolibden, care a avut forma unor granule dispersate prin intermediul unei matrice de apă caldă. Combustibilul nuclear prelucrat în acest mod a făcut posibilă obținerea de elemente combustibile de mare încredere. capabil să funcționeze sub sarcini termice mari.

Infama centrală nucleară de la Cernobîl poate servi drept exemplu pentru următoarea rundă de dezvoltare a tehnologiilor nucleare pașnice. La acea vreme, tehnologiile folosite în construcția sa erau considerate cele mai avansate, iar tipul de reactor cel mai modern din lume. Vorbim despre reactorul RBMK-1000.

Puterea termică a unui astfel de reactor a ajuns la 3200 MW, în timp ce are două turbogeneratoare, a căror putere electrică ajunge la 500 MW, deci o unitate de putere are o putere electrică de 1000 MW. Dioxidul de uraniu îmbogățit a fost folosit drept combustibil pentru RBMK. În starea inițială înainte de începerea procesului, o tonă de astfel de combustibil conține aproximativ 20 kg de combustibil, și anume uraniu - 235. Cu încărcarea staționară de dioxid de uraniu în reactor, masa substanței este de 180 de tone.

Însă procesul de încărcare nu este un vrac, elementele de combustibil sunt plasate în reactor, deja bine cunoscut la noi TTEL. De fapt, sunt tuburi, pentru realizarea cărora se folosește un aliaj de zirconiu. Ca conținut, acestea conțin tablete de dioxid de uraniu, care au formă cilindrică. În zona de activitate a reactorului, acestea sunt plasate în ansambluri de combustibil, fiecare dintre acestea combinând 18 elemente de combustibil.

Într-un astfel de reactor există până la 1700 de astfel de ansambluri și sunt amplasate într-o zidărie de grafit, unde canale tehnologice de formă verticală sunt special concepute pentru aceste scopuri. În ele circulă lichidul de răcire, al cărui rol, în RMBC, este jucat de apă. Un vârtej de apă are loc atunci când este expus pompelor de circulație, dintre care sunt opt ​​bucăți. Reactorul este situat în interiorul puțului, iar zidăria grafică este amplasată într-un corp cilindric de 30 mm grosime. Suportul întregului aparat este o bază de beton, sub care se află o piscină - un barbotator, care servește la localizarea accidentului.

A treia generație de reactoare utilizează apă grea

Elementul principal al căruia este deuteriul. Cel mai comun design se numește CANDU, a fost dezvoltat în Canada și este utilizat pe scară largă în întreaga lume. Miezul unor astfel de reactoare este situat într-o poziție orizontală, iar rezervoarele cilindrice joacă rolul unei camere de încălzire. Canalul de combustibil se întinde prin întreaga cameră de încălzire, fiecare dintre aceste canale având două tuburi concentrice. Există tuburi exterioare și interioare.

În tubul interior, combustibilul este sub presiunea lichidului de răcire, ceea ce face posibilă alimentarea suplimentară a reactorului în timpul funcționării. Apa grea cu formula D20 este folosită ca moderator. În timpul unui ciclu închis, apa este pompată prin conductele reactorului care conține mănunchiuri de combustibil. Ca urmare a fisiunii nucleare, se eliberează căldură.

Ciclul de răcire la utilizarea apei grele constă în trecerea prin generatoare de abur, unde apa obișnuită fierbe din căldura degajată de apa grea, în urma căreia se formează abur de înaltă presiune. Este distribuit înapoi în reactor, rezultând un ciclu de răcire închis.

Pe această cale a avut loc îmbunătățirea pas cu pas a tipurilor de reactoare nucleare care au fost și sunt folosite în diferite țări ale lumii.

Practic, în prezent, se utilizează împărțirea centralelor electrice în IES, CHPP, CCGT, GTPP, NPP, HPP. Pentru o descriere mai completă a centralei electrice poate fi clasificată în funcție de o serie de caracteristici principale:

După tipul de resurse energetice primare;

Despre procesele de conversie a energiei;

După numărul și tipul de purtători de energie;

Pe tipuri de energie furnizată;

De cercul consumatorilor acoperiți;

După modul de operare.

1. După tipurile de resurse energetice primare utilizate, centralele electrice care utilizează: combustibil organic (TPP); combustibil nuclear (CNP); hidroenergie (HPP, PSP și PES); energie solară (SES); energie eoliană (WPP); căldură subterană (GEOPP geotermal).

2. După procesele de conversie a energiei aplicate, se disting centralele electrice în care: energia termică primită este transformată în energie mecanică și apoi în energie electrică (TPP, CNE); energia termică primită este transformată direct în energie electrică (centrale cu generatoare MHD, MHD-ES, SES cu fotocelule etc.); energia apei și a aerului este transformată în energie mecanică de rotație, apoi în energie electrică (centrale hidroelectrice, centrale cu acumulare prin pompare, centrale eoliene, centrale eoliene, centrale cu turbine cu gaz cu stocare aer).

3. După numărul și tipul de purtători de energie utilizați, se disting centralele electrice: cu un purtător de energie (CPP și CHP, CPP nuclear și CHP pe abur, centrale nucleare cu purtător de energie pe gaz, GTPP); cu doi purtători de energie diferiți în stare de fază (centrale electrice cu ciclu combinat, inclusiv PG-CPP și PG-CHP); cu doi purtători de energie diferiți din aceeași stare de fază (centrale electrice binare).

4. După tipurile de energie furnizată, se disting centralele electrice: cele care furnizează numai sau în principal energie electrică (centrale hidroelectrice, centrale cu acumulare prin pompare, IES, IES nucleare, GTPP, PG-IES etc.); producerea de energie electrică și termică (CHP, CHP nuclear, GT-CHP etc.). în timpuri recente CPP-urile și CPP-urile nucleare cresc din ce în ce mai mult oferta de energie termică. Centralele combinate de căldură și energie (CHP), pe lângă energie electrică, generează căldură; Utilizarea căldurii aburului de evacuare în generarea de energie combinată asigură economii semnificative de combustibil. Dacă se utilizează abur de evacuare sau apă fierbinte pentru procese tehnologice, încălzirea și ventilarea întreprinderilor industriale, apoi centralele termice se numesc industriale. Când căldura este utilizată pentru încălzirea și alimentarea cu apă caldă a clădirilor rezidențiale și publice din orașe, centralele termice se numesc comunale (încălzire). Centralele de încălzire industrială CHP furnizează căldură ca întreprinderile industriale cât şi populaţia. La CET-urile de încălzire, împreună cu instalațiile de încălzire cu turbine, există cazane de apă caldă pentru furnizarea de căldură în perioadele de vârf de încărcare termică.

5. După gama de consumatori acoperiți se disting: centrale raionale (GRES - centrală raională de stat); centrale locale pentru alimentarea cu energie electrică a localităților individuale; stații bloc pentru alimentarea cu energie a consumatorilor individuali.

6. După modul de funcționare în EPS, centralele electrice se disting: de bază; manevrabil sau semi-vârf; vârf.

Primul grup include CPP-urile mari, cele mai economice, CPP-urile nucleare, centralele termice în modul de încălzire și parțial CP-urile, al doilea grup include centralele electrice în condensare flexibile, SG-CPP-urile și CHPP-urile, al treilea grup include CP-urile de vârf, HDPP-urile, GTPP-urile. Parțial în modul de vârf, CHPP-urile și IES-urile mai puțin economice funcționează.

Pe lângă principalele caracteristici generale ale clasificării centralelor electrice enumerate mai sus, fiecare tip are propriile caracteristici interne de clasificare. De exemplu, IES și CHP diferă în parametrii inițiali, schema tehnologica(bloc și reticulat), capacitatea unitară a blocurilor etc. Centralele nucleare se clasifică după tipul de reactoare (pe neutroni termici și rapizi), după proiectarea reactoarelor etc.

Alături de principalele tipuri de centrale electrice discutate mai sus, în Rusia sunt dezvoltate și centrale cu ciclu combinat și pur cu turbine cu gaz. Centralele cu ciclu combinat (CCPP) sunt utilizate în două versiuni: cu un generator de abur de înaltă presiune și cu evacuarea gazelor de eșapament în cazane convenționale. În prima opțiune, produsele de ardere din camera de ardere sub presiune sunt trimise la un generator de abur compact de înaltă presiune, unde este generat abur de înaltă presiune, iar produsele de ardere sunt răcite la 750-800ºС, după care sunt trimise la turbina cu gaz, iar aburul de înaltă presiune este furnizat turbinei cu abur.

În a doua opțiune, produsele de ardere din camera de ardere cu adăugarea cantității necesare de aer pentru a reduce temperatura la 750-800ºС sunt trimise la turbina cu gaz și, de acolo, gazele de eșapament la o temperatură de aproximativ 350-800ºС. 400ºС cu un conținut ridicat de oxigen intră în cazanele convenționale ale centralelor termice cu turbine cu abur, unde acționează ca un oxidant și își dau căldura.

Și în prima schemă, gazul natural sau combustibilul lichid special pentru turbine cu gaz ar trebui să fie ars, în a doua schemă, un astfel de combustibil ar trebui să fie ars numai în camera de ardere a unei turbine cu gaz, iar în unitățile cazanului - păcură sau combustibil solid, ceea ce este un avantaj cert. Combinarea celor două cicluri va crește eficiența generală a CCPP cu aproximativ 5-6% în comparație cu CPP cu turbina cu abur. Putere turbine cu gaz SGPP reprezintă aproximativ 20-25% din capacitatea unității cu ciclu combinat. Datorită faptului că investiția specifică în partea de turbină cu gaz este mai mică decât în ​​partea de turbină cu abur, în SGPP se realizează o reducere a investiției specifice cu 10-12%. Unitățile CCGT au o manevrabilitate mai mare decât unitățile convenționale de condensare și pot fi utilizate pentru funcționarea în zona de semi-vârf, deoarece sunt mai economice decât CPP-urile manevrabile.

Principii de clasificare a centralelor electrice. Clase, subclase, grupuri, subgrupe.

Clasificarea centralelor electrice

PARTEA A DOUA

CENTRALE ELECTRICE,
LUCRÂND PENTRU
ENERGIE GRATIS

Clasă- este determinată de procesul principal și de tipul de energie inițială (consumată).

Subclasă- determinat de trasaturi caracteristiceși nume acceptate (obișnuite).

grup- este determinată de tipul de energie produsă (produsă).

Subgrup- determină tipul de instalare prin diferențe de proiectare.

În funcție de caracteristicile specifice și de starea de dezvoltare, această diviziune poate să nu fie întotdeauna respectată cu exactitate. Există opt clase principale:

1- termic centrale electrice: în ele, procesul principal de eliberare a energiei este o tranziție de fază de ordin superior (HRPT), adică divizarea parțială sau completă a atomilor în particule elementare - electrino și electroni. Energia inițială este energia potențială de legare a particulelor elementare dintr-un atom - energia acumulată în materie.

2- natural centrale electrice, adică centrale care utilizează energie fenomene naturale direct.

3- coriolis centrale electrice - principalul proces de producere a energiei este asociat cu autorotația rotorului de către forțele Coriolis. Energia inițială a fluxului radial de materie poate fi diferită: hidraulică, chimică, magnetică,...

4- electromagnetic centrale electrice - procesul principal este conversia fluxurilor electrice în tipuri diferite energie: mecanică, termică, electrică.

5- vibrorezonant centrale electrice - procesul principal este schimbul de energie al fluidului de lucru sub vibrații de rezonanță. Punctul de plecare este energia Mediul extern, în special, moleculele de aer atmosferic.

6- esenţial centrale electrice - procesul principal este condensarea direcționată a eterului, în special, gazul electrină. Energia inițială este eterul.

7- reîncărcabil centrale electrice - procesul principal este acumularea de energie (electrica, chimica, termica, ...) si revenirea acesteia la descarcarea bateriei.

8- combinate centrale electrice - centrale cu mai multe tipuri diferite de procese de eliberare a energiei, care sunt greu de atribuit uneia dintre clasele indicate.

Această clasă include toate centralele electrice tradiționale pornite combustibil organic, nucleare, hidrogen și noi instalații de energie naturală.

Cele tradiționale includ: motoare cu ardere internă și externă, instalații de turbine cu gaz și abur, precum și diverse instalații termice și de cazane.

Centralele nucleare includ centralele nucleare moderne și centralele de încălzire, unde procesul de eliberare a energiei merge odată cu descompunerea completă a substanțelor radioactive.

Centralele pe hidrogen folosesc hidrogen, care reactioneaza cu oxigenul pentru a forma apa.

Centralele enumerate sunt bine cunoscute și există multă literatură tehnică despre ele, așa că nu este nevoie să le descriem în detaliu.

Trebuie subliniat faptul că folosesc limitat Resurse naturale: cărbune, petrol, gaz, uraniu... nu sunt reumplute de natură la fel de repede cum sunt consumate. Aceste instalații se caracterizează printr-o ecologie dăunătoare, dăunătoare umanității.

Instalaţiile de energie naturală /1/ sunt libere de aceste deficiențe, deoarece numai descompunerea parțială, parțială, a unei substanțe (aer, apă) este utilizată fără modificare proprietăți chimice din cauza unui mic defect de masă de ordinul a 10 -6%, care se reface în condiții naturale.

Centralele termonucleare, care au fost în dezvoltare de câteva decenii cu rezultate zero, nu au fost incluse în clasificare, deoarece, conform teoriei moderne /1,2/, sunt inoperabile.

Reactoarele sunt clasificate în funcție de nivelul de energie al neutronilor implicați în reacția de fisiune, în funcție de principiul plasării combustibilului și a moderatorului, scopul propus, tipul de moderator și lichid de răcire și starea lor fizică.

Reactoarele nucleare sunt împărțite în mai multe grupuri:

1) În funcție de energia medie a spectrului de neutroni - în rapid, intermediar și termic;

2) În funcție de caracteristicile de proiectare ale miezului - în carenă și canal;

3) După tipul de lichid de răcire - apă, apă grea, sodiu;

4) După tipul de moderator - apă, grafit, apă grea etc.

În scopuri energetice, pentru producerea de energie electrică se folosesc următoarele:

1) Reactoare cu apă sub presiune cu apă nefiertă sau sub presiune,

2) Reactoare cu uraniu-grafit cu apă clocotită sau răcite cu dioxid de carbon,

3) Reactoare cu canale de apă grea etc.

În viitor, reactoarele cu neutroni rapizi răcite cu metale lichide (sodiu etc.) vor fi utilizate pe scară largă; în care implementăm în mod fundamental modul de reproducere a combustibilului, adică. crearea numărului de izotopi fisionali ai plutoniului Pu-239 care depășește numărul de izotopi consumabili ai uraniului U-235. Parametrul care caracterizează reproducerea combustibilului se numește coeficient de plutoniu. Acesta arată câte acte de atomi de Pu-239 sunt create în reacțiile de captare a neutronilor în U-238 pentru un atom de U-235 care captează un neutron și suferă fisiune.

LA reactor cu neutroni termici Cea mai mare parte a fisiunii nucleare are loc atunci când nucleele izotopilor fisionali absorb neutronii termici. Reactoarele în care fisiunea nucleară este produsă în principal de neutroni cu energii mai mari de 0,5 MeV se numesc reactoare cu neutroni rapizi. Reactoarele în care cele mai multe fisiuni au loc ca urmare a absorbției neutronilor intermediari de către izotopii fisionali se numesc reactoare cu neutroni intermediari (rezonante).

În prezent, reactoarele cu neutroni termici sunt cele mai utilizate. Reactoarele termice se caracterizează prin concentrații de combustibil nuclear de 235 U în miez de la 1 la 100 kg/m 3 și prezența unor mase mari ale moderatorului. Un reactor cu neutroni rapidi se caracterizează prin concentrații de 235 U sau 239 U combustibil nuclear de ordinul a 1000 kg/m 3 și absența unui moderator în miez.

În reactoarele cu neutroni intermediari, există foarte puțin moderator în miez, iar concentrația de combustibil nuclear de 235 U în el este de la 100 la 1000 kg/m 3 .

În reactoarele cu neutroni termici, fisiunea nucleelor ​​de combustibil are loc și atunci când neutronii rapizi sunt capturați de nucleu, dar probabilitatea acestui proces este nesemnificativă (1 - 3%). Necesitatea unui moderator de neutroni este cauzată de faptul că secțiunile transversale efective de fisiune ale nucleelor ​​de combustibil sunt mult mai mari la energii neutronice scăzute decât la cele mari.

În miezul unui reactor termic trebuie să existe un moderator - o substanță ale cărei nuclee au un număr de masă mic. Ca moderator se folosesc grafit, apă grea sau ușoară, beriliu, lichide organice. Un reactor termic poate funcționa chiar și cu uraniu natural dacă apa grea sau grafitul servesc drept moderator. Pentru alți moderatori, trebuie folosit uraniu îmbogățit. Dimensiunile critice necesare ale reactorului depind de gradul de îmbogățire a combustibilului; cu creșterea gradului de îmbogățire, acestea sunt mai mici. Un dezavantaj semnificativ al reactoarelor cu neutroni termici este pierderea neutronilor lenți ca urmare a captării acestora de către moderator, lichid de răcire, materiale structurale și produse de fisiune. Prin urmare, în astfel de reactoare, este necesar să se utilizeze substanțe cu secțiuni transversale de captare reduse pentru neutroni lenți ca moderator, lichid de răcire și materiale structurale.

Cele trei elemente esențiale pentru reactoarele termice sunt eliberatorul de căldură, moderatorul și lichidul de răcire. Această figură prezintă un aspect tipic de bază.

Un lichid de răcire este pompat prin reactor cu ajutorul unor pompe (numite pompe de circulație), care apoi intră fie în turbină (în RBMK), fie în schimbătorul de căldură (în alte tipuri de reactoare). Lichidul de răcire încălzit al schimbătorului de căldură intră în turbină, unde își pierde o parte din energie pentru a genera electricitate. Din turbină, lichidul de răcire intră în condensatorul de abur astfel încât lichidul de răcire cu parametrii necesari pentru funcționarea optimă intră în reactor. Reactorul are și un sistem de control, care constă dintr-un set de tije cu un diametru de câțiva centimetri și o lungime comparabilă cu înălțimea miezului, constând dintr-un material foarte absorbant de neutroni, de obicei compuși de bor. Tijele sunt amplasate în canale speciale și pot fi ridicate sau coborâte în reactor. În starea ridicată, ele contribuie la accelerarea reactorului, în starea coborâtă, îl îneacă. Acționările tijei sunt reglabile independent, astfel încât să poată fi utilizate pentru a configura activitatea de reacție în diferite părți ale miezului.

O caracteristică a unui reactor nuclear este că 94% din energia de fisiune este transformată instantaneu în căldură, de exemplu. în timpul în care puterea reactorului sau densitatea materialelor din acesta nu are timp să se schimbe semnificativ. Prin urmare, atunci când puterea reactorului se modifică, eliberarea de căldură urmează fără întârziere procesului de fisiune a combustibilului.

Cu toate acestea, atunci când reactorul este oprit, când viteza de fisiune scade de mai mult de zeci de ori, în el rămân surse de eliberare de căldură întârziată (radiația gamma și beta a produselor de fisiune), care devin predominante. Căldura de descompunere după terminarea reacției de fisiune necesită îndepărtarea căldurii pentru o lungă perioadă de timp după oprirea reactorului. Deși puterea de căldură reziduală este mult mai mică decât cea nominală, circulația lichidului de răcire prin reactor trebuie asigurată foarte fiabil, deoarece căldura de descompunere nu poate fi controlată. Scoaterea lichidului de răcire dintr-un reactor care a funcționat de ceva timp este strict interzisă pentru a evita supraîncălzirea și deteriorarea elementelor de combustibil.

LA reactoare cu neutroni intermediari, în care majoritatea evenimentelor de fisiune sunt cauzate de neutroni cu energii mai mari decât termice (de la 1 eV la 100 keV), masa moderatorului este mai mică decât în ​​reactoarele termice. O caracteristică a funcționării unui astfel de reactor este că secțiunea transversală de fisiune a combustibilului scade mai puțin cu o creștere a fisiunii neutronilor în regiunea intermediară decât secțiunea transversală de absorbție a materialelor structurale și a produselor de fisiune. Astfel, probabilitatea unor acte de fisiune crește în comparație cu actele de absorbție. Cerințele pentru caracteristicile neutronice ale materialelor structurale sunt mai puțin stricte, gama lor este mai largă. În consecință, miezul unui reactor cu neutroni intermediari poate fi realizat din materiale mai rezistente, ceea ce face posibilă creșterea eliminării specifice de căldură de pe suprafața de încălzire a reactorului. Îmbogățirea combustibilului în izotopi fisionali în reactoarele intermediare datorită reducerii secțiunii transversale ar trebui să fie mai mare decât în ​​cele termice. Reproducerea combustibilului nuclear în reactoarele cu neutroni intermediari este mai mare decât într-un reactor cu neutroni termici.

Substanțele care moderează slab neutronii sunt utilizate ca agenți de răcire în reactoarele intermediare. De exemplu, metalele lichide. Moderatorul este grafit, beriliu etc.

Barele de combustibil cu combustibil foarte îmbogățit sunt plasate în miezul unui reactor cu neutroni rapid. Zona activă este înconjurată de o zonă de reproducere, formată din bare de combustibil care conțin materii prime combustibile (uraniu sărăcit, toriu). Neutronii emiși din zona activă sunt capturați în zona de reproducere de către nucleele materiei prime combustibile, ca urmare, se formează un nou combustibil nuclear. Un avantaj deosebit al reactoarelor rapide este posibilitatea de a organiza reproducerea extinsă a combustibilului nuclear în ele, de exemplu. Simultan cu generarea de energie, produceți combustibil nuclear nou în loc de combustibil nuclear ars. Reactoarele rapide nu necesită un moderator, iar lichidul de răcire nu ar trebui să încetinească neutronii.

În funcție de modul în care combustibilul este plasat în miez, reactoarele sunt împărțite în omogene și eterogene.

LA reactor omogen combustibilul nuclear, lichidul de răcire și moderatorul (dacă există) sunt bine amestecați și se află în aceeași stare fizică, de ex. miezul unui reactor complet omogen este un amestec omogen lichid, solid sau gazos de combustibil nuclear, lichid de răcire sau moderator. Reactoarele omogene pot fi atât neutroni termici, cât și rapid. Într-un astfel de reactor, întregul miez este situat în interiorul unui vas sferic de oțel și reprezintă un amestec lichid omogen de combustibil și moderator sub formă de soluție sau aliaj lichid (de exemplu, o soluție de sulfat de uranil în apă, o soluție de uraniu). în bismut lichid), care îndeplinește simultan funcția de lichid de răcire.

O reacție de fisiune nucleară are loc în soluția de combustibil din interiorul vasului reactorului sferic, ca urmare, temperatura soluției crește. Soluția combustibilă din reactor intră în schimbătorul de căldură, unde eliberează căldură apei din circuitul secundar, se răcește și este trimisă înapoi în reactor de către o pompă de circulație. Pentru a preveni apariția unei reacții nucleare în afara reactorului, volumele conductelor circuitului, schimbătorul de căldură și pompa sunt selectate astfel încât volumul de combustibil situat în fiecare secțiune a circuitului să fie mult mai mic decât cel critic. . Reactoarele omogene au o serie de avantaje față de cele eterogene. Acesta este un design simplu al miezului și dimensiunile sale minime, capacitatea de a elimina continuu produsele de fisiune și de a adăuga combustibil nuclear proaspăt în timpul funcționării fără a opri reactorul, ușurința în prepararea combustibilului și, de asemenea, faptul că reactorul poate fi controlat prin schimbare. concentrația de combustibil nuclear.

Cu toate acestea, reactoarele omogene au și dezavantaje serioase. Un amestec omogen care circulă în jurul circuitului emite radiații radioactive puternice, care necesită protecție suplimentară și complică controlul reactorului. Doar o parte din combustibil se află în reactor și este folosită pentru a genera energie, iar cealaltă parte se află în conducte externe, schimbătoare de căldură și pompe. Amestecul în circulație provoacă coroziune și eroziune severă a sistemelor și dispozitivelor reactorului și circuitului. Formarea unui amestec exploziv exploziv într-un reactor omogen ca urmare a radiolizei apei necesită dispozitive pentru arderea ulterioară a acestuia. Toate acestea au dus la faptul că reactoarele omogene nu sunt utilizate pe scară largă.

LA reactor eterogen combustibilul sub formă de blocuri este plasat în moderator, adică. combustibilul și moderatorul sunt separate spațial.

În prezent, doar reactoarele eterogene sunt proiectate în scopuri energetice. Combustibilul nuclear dintr-un astfel de reactor poate fi utilizat în stare gazoasă, lichidă și solidă. Cu toate acestea, acum reactoarele eterogene funcționează numai cu combustibil solid.

În funcție de agentul de moderare, reactoarele eterogene sunt împărțite în grafit, apă ușoară, apă grea și organică. În funcție de tipul de lichid de răcire, reactoarele eterogene sunt apă ușoară, apă grea, gaz și metal lichid. Purtătorii de căldură lichid în interiorul reactorului pot fi în stări monofazate și bifazate. În primul caz, lichidul de răcire din interiorul reactorului nu fierbe, iar în al doilea caz, da.

Reactoarele în miezul cărora temperatura lichidului de răcire este sub punctul de fierbere se numesc reactoare cu apă sub presiune, iar reactoarele în care fierbe lichidul de răcire se numesc fierbere.

În funcție de moderatorul și lichidul de răcire utilizat, reactoarele eterogene sunt realizate după diferite scheme. În Rusia, principalele tipuri de reactoare nucleare sunt apa sub presiune și grafitul de apă.

Conform proiectării, reactoarele sunt împărțite în vas și canal. LA reactoare cu vas presiunea lichidului de răcire este purtată de carcasă. Debitul total de lichid de răcire curge în interiorul vasului reactorului. LA reactoare cu canal lichidul de răcire este furnizat pe fiecare canal cu ansamblul combustibil separat. Vasul reactorului nu este încărcat cu presiunea lichidului de răcire, această presiune este transportată de fiecare canal individual.

În funcție de scop, reactoarele nucleare sunt de putere, convertoare și amelioratoare, de cercetare și polivalente, de transport și industriale.

Reactoarele de energie nucleară sunt utilizate pentru generarea de energie electrică în centralele nucleare, în centralele de navă, în centralele nucleare combinate de căldură și energie (ATES), precum și în stațiile de alimentare cu energie termică nucleară (AST).

Se numesc reactoare concepute pentru a produce combustibil nuclear secundar din uraniu natural și toriu convertoare sau crescători. În reactorul-convertor de combustibil nuclear secundar se formează mai puțin decât consumul inițial. În reactorul de reproducere se realizează reproducerea extinsă a combustibilului nuclear, adică. se dovedește mai mult decât s-a cheltuit.

Reactoarele de cercetare servesc la studiul proceselor de interacțiune a neutronilor cu materia, studiul comportamentului materialelor reactoarelor în câmpuri intense de radiații neutronice și gama, cercetări radiochimice și biologice, producție de izotopi, cercetări experimentale în fizica reactoarelor nucleare. Reactoarele au putere diferită, mod de funcționare staționar sau pulsat. Cele mai utilizate reactoare de cercetare cu apă sub presiune pe uraniu îmbogățit. Puterea termică a reactoarelor de cercetare variază într-o gamă largă și ajunge la câteva mii de kilowați.

Multifunctional denumite reactoare care servesc mai multe scopuri, cum ar fi generarea de energie și producerea de combustibil nuclear.

Agenția Federală pentru Educație

SEI HPE „Universitatea de Stat Pomor numită după V.I. M.V. Lomonosov”

Facultatea de Tehnologie și Antreprenoriat

Schița lecției

pe tema: „Centrala nucleară”.

Arhangelsk 2010

Planul schiță a lecției

Subiectul lecției. Centrale nucleare.

Obiectivele lecției:

1) Educațional:

Introduce informatii generale despre centralele nucleare;

Să dezvăluie semnificația principală a elementelor individuale ale dispozitivului centralelor nucleare;

Familiarizați-vă cu locațiile favorabile ale centralelor nucleare;

Vorbiți despre avantajele și dezavantajele centralelor nucleare;

Pentru a familiariza studenții cu cele mai recente date despre construcția de centrale nucleare în regiunea Arhangelsk.

2) Educațional:

Cultivați atenția, perseverența, acuratețea.

3) Dezvoltare:

Formarea interesului cognitiv pentru subiect;

Dezvoltați atenția voluntară, memoria vizuală, gândirea constructivă.

Tip de lecție: prelegere cu utilizarea tehnologiilor multimedia.

Mijloace de predare, rechizite și materiale: schema bloc a unei centrale nucleare.

Pentru profesor- manual; mese de studiu și cretă pentru lucrul la tablă, echipamente pentru afișarea multimedia.

Pentru student- un manual, un caiet în cușcă, un caiet de lucru.

În timpul orelor

Partea organizatorică - 2 minute

Salutari;

Verificarea gradului de pregătire pentru lecție;

Verificarea prezenței elevilor.

Prezentarea temei, obiectivele lecției - 3 minute

Atrăgând atenția elevilor către tablă, profesorul pronunță ceea ce este scris cu voce tare și le cere să noteze subiectul lecției în caietul elevului.

Repetarea materialului abordat anterior pe tema „Obținerea energiei electrice” - 5 minute

Pentru a economisi timp la curs, cel mai bine este să consolidați materialul studiat cu studenții folosind metoda sondajului frontal. Cu toate acestea, pot fi folosite și alte forme și metode de actualizare a cunoștințelor elevilor.

Elevii sunt rugați să răspundă la următoarele întrebări:

Modalități de utilizare a energiei electrice?

Tipuri de generatoare?

PTL - linii electrice;

Ce centrale electrice produc energie electrică?

Surse de energie radioizotopice.

Învățarea de materiale noi - 25 de minute

Includerea multimedia realizată în MS Power Point în fața elevilor.

Centrală nucleară(NPP) - un complex de structuri tehnice concepute pentru a genera energie electrică prin utilizarea energiei eliberate în timpul unei reacții nucleare controlate (diapozitivul nr. 1).

Poveste.

În a doua jumătate a anilor '40, chiar înainte de finalizarea lucrărilor la crearea primei bombe atomice (testarea acesteia, după cum se știe, a avut loc la 29 august 1949), oamenii de știință sovietici au început să dezvolte primele proiecte pentru pașnici. utilizarea energiei atomice, a cărei direcție generală a devenit imediat industria de energie electrică.

În 1948, la propunerea lui I.V. Kurchatov și în conformitate cu sarcina partidului și a guvernului, a început prima lucrare privind aplicarea practică a energiei atomice pentru a genera electricitate.

În mai 1950, lângă satul Obninskoye, regiunea Kaluga, au început lucrările de construcție a primei centrale nucleare din lume.

Prima centrală nucleară din lume cu o capacitate de 5 MW a fost lansată la 27 iunie 1954 în URSS, în orașul Obninsk, situat în regiunea Kaluga (diapozitivul nr. 2).

Pe 29 aprilie 2002, la ora 11:31, ora Moscovei, reactorul primei centrale nucleare din lume din Obninsk a fost închis definitiv. Potrivit serviciului de presă al Ministerului Rus al Energiei Atomice, stația a fost oprită doar din motive economice, deoarece „încărcarea ei în condiții de siguranță a devenit din ce în ce mai costisitoare”.

Prima centrală nucleară din lume cu un reactor AM-1 (Atom pașnic) cu o capacitate de 5 MW a dat curent industrial la 27 iunie 1954 și a deschis calea utilizării energiei nucleare în scopuri pașnice, lucrând cu succes aproape 48 de ani. ani.

În 1958 a fost pusă în funcțiune prima etapă a centralei nucleare din Siberia cu o capacitate de 100 MW (capacitatea totală de proiectare este de 600 MW). În același an, a început construcția centralei nucleare industriale Beloyarsk, iar la 26 aprilie 1964, generatorul din prima etapă a dat curent consumatorilor. În septembrie 1964, Unitatea 1 a CNE Novovoronezh a fost pusă în funcțiune cu o capacitate de 210 MW. A doua unitate cu o capacitate de 350 MW a fost pusă în funcțiune în decembrie 1969. În 1973 a fost pusă în funcțiune CNE Leningrad.

În afara URSS, prima centrală nucleară cu scop industrial cu o capacitate de 46 MW a fost pusă în funcțiune în 1956 la Calder Hall (Marea Britanie). Un an mai târziu, în Shippingport (SUA) a fost pusă în funcțiune o centrală nucleară de 60 MW.

La începutul anului 2004, în lume funcționau 441 de reactoare nucleare, OJSC TTEL rusă furnizează combustibil pentru 75 dintre ele.

Cea mai mare centrală nucleară din Europa - CNE Zaporojie. Energodar (regiunea Zaporojie, Ucraina), a cărui construcție a început în 1980 și la mijlocul lui 2008, 6 reactor nuclear cu o putere totală de 5,7 GigaWatt.

Clasificare.

După tipul de reactor.

Centralele nucleare sunt clasificate în funcție de reactoarele instalate pe ele:

Reactoarele cu neutroni termici care folosesc moderatori speciali pentru a crește probabilitatea de absorbție a neutronilor de către nucleele atomilor de combustibil;

Reactoare cu apă ușoară. Un reactor cu apă ușoară este un reactor nuclear care utilizează apă H3O obișnuită ca moderator de neutroni și/sau lichid de răcire. Apa obișnuită, spre deosebire de apa grea, nu numai că încetinește, ci și absoarbe în mare măsură neutronii (conform reacției 1H + n = ²D).;

Reactoare de grafit;

Reactoare cu apă grea. Un reactor nuclear cu apă grea este un reactor nuclear care utilizează D2O - apă grea - ca agent de răcire și moderator. Datorită faptului că deuteriul are o secțiune transversală de absorbție a neutronilor mai scăzută decât hidrogenul ușor, astfel de reactoare au un echilibru de neutroni îmbunătățit, ceea ce face posibilă utilizarea uraniului natural ca combustibil în reactoarele de putere sau utilizarea neutronilor „în plus” pentru a produce izotopi în astfel de reactoare. -a sunat. "industrial";

Reactoare cu neutroni rapidi - un reactor nuclear care utilizează neutroni cu energii > 105 eV pentru a menține o reacție nucleară în lanț. ;

Reactoare subcritice care utilizează surse externe de neutroni;

reactoare termonucleare. Fuziunea termonucleară controlată (CTF) este sinteza nucleelor ​​atomice mai grele din cele mai ușoare pentru a obține energie, care, spre deosebire de fuziunea termonucleară explozivă (folosită în armele termonucleare), este controlată.

După tipul de energie eliberată.

În funcție de tipul de energie furnizată, centralele nucleare pot fi împărțite în:

Centrale nucleare (CNP) concepute numai pentru a genera energie electrică;

Centrale nucleare combinate de căldură și energie (ATES), care generează atât energie electrică, cât și căldură;

Stații de alimentare cu căldură nucleară (AST) care produc numai energie termică;

Cu toate acestea, toate centralele nucleare din Rusia au centrale termice concepute pentru a încălzi apa din rețea.

3.3. Elementele principale ale unei centrale nucleare

Unul dintre elementele principale ale unei centrale nucleare este un reactor. În multe țări ale lumii, folosesc în principal reacții nucleare de fisiune a uraniului U-235 sub acțiunea neutronilor termici. Pentru implementarea lor în reactor, pe lângă combustibil (U-235), trebuie să existe un moderator de neutroni și, desigur, un lichid de răcire care elimină căldura din reactor. În reactoarele de tip VVER (reactoare de putere apă-apă), apa obișnuită sub presiune este folosită ca moderator și lichid de răcire. În reactoarele de tip RBMK (reactor cu canal de mare putere), apa este folosită ca lichid de răcire, iar grafitul este folosit ca moderator. Ambele reactoare au fost în anii anteriori utilizate pe scară largă la centralele nucleare din industria energiei electrice.

Reactorul și sistemele sale de serviciu includ: reactorul propriu-zis cu protecție biologică, schimbătoare de căldură, pompe sau unități de suflare care circulă lichidul de răcire; conducte și fitinguri ale circuitului de circulație; dispozitive pentru reincarcarea combustibilului nuclear; sisteme speciale ventilație, răcire de urgență etc.

Promițătoare sunt centralele nucleare cu reactoare cu neutroni rapidi (FN), care pot fi folosite pentru a produce căldură și electricitate, precum și pentru reproducerea combustibilului nuclear. Schema tehnologică a unității de putere a unei astfel de centrale nucleare este prezentată în figură. Reactorul de tip BN are o zonă activă în care are loc o reacție nucleară cu eliberarea unui flux de neutroni rapizi. Acești neutroni acționează asupra elementelor din U-238, care nu este utilizat în mod normal în reacțiile nucleare, și îl transformă în plutoniu Pu-239, care poate fi folosit ulterior ca combustibil nuclear în centralele nucleare. Căldura reacției nucleare este îndepărtată de sodiu lichid și utilizată pentru a genera electricitate.

Schema tehnologică principală a unei centrale nucleare cu reactor de tip BN:

a - principiul executiei miezului reactorului;

b - schema tehnologica:

1 - reactor; 2 – generator de abur; 3 - turbină; 4 - generator; 5 - transformator; 6-condensator turbine; 7 - pompa de condens (de alimentare); 8 - schimbător de căldură al circuitelor de sodiu; 9 - pompă de sodiu neradioactivă; 10 - pompă de sodiu radioactiv (diapozitivul nr. 3,4).

Centralele nucleare nu au emisii de gaze de ardere și nici deșeuri sub formă de cenușă și zgură. Cu toate acestea, degajarea de căldură specifică în apa de răcire la CNE este mai mare decât la CTE, datorită consumului specific mai mare de abur și, în consecință, consumurilor specifice mari de apă de răcire. Prin urmare, majoritatea centralelor nucleare noi prevăd instalarea de turnuri de răcire, în care căldura din apa de răcire este îndepărtată în atmosferă.

O caracteristică importantă a posibilului impact al centralelor nucleare asupra mediu inconjurator este necesitatea de a elimina deșeurile radioactive. Acest lucru se face în cimitire speciale, care exclud posibilitatea expunerii la radiații asupra oamenilor. Pentru a evita impactul unor eventuale degajări radioactive din centralele nucleare asupra oamenilor în caz de accidente, s-au luat măsuri speciale de îmbunătățire a fiabilității echipamentelor (duplicarea sistemelor de securitate etc.), și se creează o zonă de protecție sanitară în jurul planta.

3.4. Principiul de funcționare

Schema de funcționare a unei centrale nucleare pe un reactor de putere cu apă sub presiune cu dublu circuit (VVER) (diapozitivul nr. 5).

Figura prezintă o diagramă a funcționării unei centrale nucleare cu un reactor de putere cu dublu circuit răcit cu apă. Energia eliberată în miezul reactorului este transferată la agentul de răcire primar. În plus, lichidul de răcire este pompat către schimbătorul de căldură (generator de abur), unde încălzește apa din circuitul secundar până la fierbere. Aburul rezultat intră în turbinele care rotesc generatoarele electrice. La ieșirea din turbine, aburul intră în condensator, unde este răcit de o cantitate mare de apă care vine din rezervor.

Compensatorul de presiune este o structură destul de complexă și voluminoasă, care servește la egalizarea fluctuațiilor de presiune din circuit în timpul funcționării reactorului, care apar din cauza expansiunii termice a lichidului de răcire. Presiunea din primul circuit poate ajunge până la 160 de atmosfere (VVER-1000).

Pe lângă apă, sodiul topit sau gazul poate fi folosit și ca agent de răcire în diferite reactoare. Utilizarea sodiului face posibilă simplificarea designului carcasei miezului reactorului (spre deosebire de circuitul de apă, presiunea din circuitul de sodiu nu depășește presiunea atmosferică), pentru a scăpa de compensatorul de presiune, dar creează propriile dificultăți asociate cu activitatea chimică crescută a acestui metal.

Numărul total de circuite poate varia pentru diferite reactoare, diagrama din figură este pentru reactoare de tip VVER (Public Water Power Reactor). Reactoarele de tip RBMK (Reactor de tip canal de mare putere) folosesc un circuit de apă, iar reactoarele BN (Reactor de neutroni rapid) utilizează două circuite de sodiu și unul de apă.

Dacă nu este posibil să se folosească o cantitate mare de apă pentru a condensa aburul, în loc să se folosească un rezervor, apa poate fi răcită în turnuri speciale de răcire (turnuri de răcire), care, datorită dimensiunii lor, sunt de obicei partea cea mai vizibilă. a unei centrale nucleare.

3.5. Avantaje și dezavantaje.

Avantajele centralelor nucleare:

Fără emisii nocive;

Emisiile de substanțe radioactive sunt de câteva ori mai mici decât el de cărbune. stații de capacitate similară (cenusa de la termocentralele pe cărbune conține un procent de uraniu și toriu suficient pentru extracția lor rentabilă);

O cantitate mică de combustibil utilizat și posibilitatea reutilizarii acestuia după procesare;

Putere mare: 1000-1600 MW pe unitate;

Cost redus de energie, în special de căldură.

Dezavantajele centralelor nucleare:

Combustibilul iradiat este periculos, necesitând măsuri complexe și costisitoare de reprocesare și depozitare;

Funcționarea cu putere variabilă este nedorită pentru reactoarele cu neutroni termici;

Consecințele unui posibil incident sunt extrem de grave, deși probabilitatea acestuia este destul de mică;

Investiții mari de capital, atât specifice, la 1 MW de capacitate instalată pentru unitățile cu o capacitate mai mică de 700-800 MW, cât și generale, necesare construcției stației, infrastructurii acesteia, precum și în cazul unei eventuale lichidări.

Centrale nucleare din Rusia.

Momentan în Federația Rusă 10 centrale nucleare în funcțiune operează 31 de unități de putere cu o capacitate totală de 23243 MW, dintre care 15 sunt reactoare cu apă sub presiune - 9 VVER-440, reactoare de fierbere cu 15 canale - 11 RBMK-1000 și 4 EGP-6, 1 reactor cu neutroni rapidi.

Evoluțiile proiectului de Strategie energetică a Rusiei pentru perioada până în 2030 prevăd o creștere de 4 ori a producției de energie electrică la centralele nucleare.

3.7. Proiectul unei centrale nucleare de siguranță sporită AES-92.

Proiectul a fost creat în cadrul programului de stat „Energie curată din punct de vedere ecologic”. A luat în considerare experiența internă în crearea și exploatarea modelului anterior al centralei de reactor (V-320) la centralele nucleare Zaporozhye, Balakovo, Sud-Ucraina și Kalinin și cele mai recente realizări mondiale în domeniul proiectării și exploatării CNE. Soluțiile tehnice adoptate permit clasificare internationala atribuirea NPP-92 centralelor nucleare din generația a III-a. Aceasta înseamnă că o astfel de centrală nucleară are cea mai avansată tehnologie de siguranță în raport cu reactoarele moderne cu apă ușoară evolutive. La dezvoltarea unui proiect de centrală nucleară, proiectanții s-au concentrat pe minimizarea rolului factorului uman (diapozitivul nr. 6).

Implementarea acestui concept a fost realizată în două direcții. În primul rând, sistemele de siguranță pasivă sunt incluse în proiect. Acest termen se referă la sistemele care funcționează cu o sursă de alimentare externă mică sau deloc și nu necesită intervenția operatorului. În al doilea rând, a fost adoptat conceptul de sisteme de siguranță activă cu dublu scop, care reduce semnificativ probabilitatea defecțiunilor nedetectate.

Principalul avantaj al proiectului AES-92 este că principalele funcții de siguranță sunt îndeplinite independent una de cealaltă prin două sisteme care diferă prin principiul de funcționare. Prezența unui dublu reținere (containment), dacă este necesar, previne eliberarea de produse radioactive și protejează reactorul de influențe externe, cum ar fi o undă de explozie sau un prăbușire de avion. Toate acestea, împreună cu o creștere a fiabilității sistemelor, o scădere a probabilității de defecțiune și o scădere a rolului factorului uman, crește nivelul de siguranță a CNE.

3.8. Proiectul unei centrale nucleare plutitoare la Severodvinsk.

Proiectul primei centrale nucleare plutitoare din lume a început. Rusia a început construcția unei centrale nucleare plutitoare la Severodvinsk la șantierul naval Sevmash, singurul șantier naval din țară capabil să îndeplinească o astfel de sarcină. PAPP va purta numele lui Mihail Lomonosov. Este planificată crearea unei flotile de șapte centrale nucleare plutitoare pentru a furniza energie electrică și apă proaspătă regiunilor de nord ale Rusiei și statelor insulare din regiunea Pacificului, precum și încă o duzină de țări care și-au arătat anterior interesul pentru ideea de Oamenii de știință nucleari ruși.

„Astăzi semnăm un acord privind construirea unei serii de șase unități de putere de centrale nucleare plutitoare. Există o cerere pentru ele nu numai în Rusia, ci și în regiunea Asia-Pacific, unde pot fi folosite pentru apă. desalinizare”, spune Kiriyenko. Primul bloc va fi un fel de proiect pilot. Are la bază reactorul de mică putere KLT40S, care, însă, nu îl va împiedica să furnizeze energie întregului Sevmash și, în plus, să satisfacă cererea unui număr de companii străine. Instalațiile reactoarelor au fost încredințate să fie fabricate de către Biroul de Proiectare Experimentală de Inginerie Mecanică. Afrikantov, 80% din proiect va fi finanțat de Rosatom, restul va fi preluat de Sevmash.

Costul întregului proiect este desemnat condiționat la nivelul de 200 de milioane de dolari, în timp ce perioada de rambursare a centralei nucleare, potrivit experților, nu va fi mai mare de șapte ani. Pentru a ne imagina amploarea costurilor, este suficient să oferim câteva cifre care caracterizează, să zicem, diferite dimensiuni ale spațiului financiar în care se implementează proiectul. Deci, în 2007, 2 miliarde 609 milioane de ruble vor fi alocate pentru construcția TNPP. Unitatea pilot este planificată să fie lansată nu mai târziu de 3,8 ani. Fiecare stație va putea funcționa 12-15 ani fără realimentare. Serviciile de „reîncărcare” mobile nu vor fi contrarii să folosească cel puțin 12 țări care se confruntă cu o lipsă de energie electrică într-o măsură sau alta. Timp de aproape patru ani, 25.000 de oameni care lucrează la șantierul naval Severodvinsk vor lucra la primul TNPP.

Informații noi pe această temă:

Corporația de Stat Rosatom a convenit cu guvernul cu privire la transferul amplasamentului pentru construcția centralei nucleare plutitoare Akademik Lomonosov de la Sevmash (Severodvinsk, regiunea Arhangelsk) la Baltiysky Zavod (Sankt Petersburg), relatează serviciul de presă al concernului Rosenergoatom. .

„Decizia a fost cauzată de un volum de muncă semnificativ al întreprinderii și de necesitatea de a-și concentra eforturile pe ordinea de apărare a statului”, se arată în raport.

Așa cum se precizează în comunicatul de presă, Sevmash va fi revocat acordurile generale de contractare pentru construcția unei centrale nucleare de capacitate redusă și fabricarea și furnizarea unei unități electrice plutitoare. Întregul volum de construcție în curs și nedezvoltat bani lichizi va fi returnat clientului - Rosenergoatom.

Anterior, sa raportat că construcția primei centrale nucleare plutitoare din Federația Rusă, Sevmashpredpriyatie, urma să fie finalizată în 2010. Costul contractului este de 200 de milioane de dolari, s-a presupus că 80% din proiect ar fi finanțat din fondurile Rosenergatom, încă 20% - de la Sevmash. A fost planificată punerea în funcțiune a centralei nucleare în 2011.

Baltiysky Zavod este cea mai mare companie de construcții navale din Rusia. United Industrial Corporation, care controlează fabrica, administrează active în valoare de aproximativ 9 miliarde de euro.

Complexul de construcții navale Sevmash este cel mai mare șantier naval rusesc pentru construcția de submarine nucleare pentru Marina Rusă. Cu toate acestea, în anul trecutîntreprinderea întâmpină dificultăți de finanțare, ceea ce afectează negativ executarea comenzilor existente. Prin urmare, este posibil ca decizia de reprofilare a comenzii de construire a unei centrale nucleare plutitoare să fi fost cauzată, printre altele, de situația de la Sevmash (diapozitivul nr. 7).

Generalizarea și consolidarea cunoștințelor- 5 minute.

Profesorul poate consolida materialul studiat prin metoda chestionării frontale a elevilor. În aceste scopuri, ei pot folosi, de exemplu, astfel de întrebări:

Ce este o centrală nucleară?

(Centrală nucleară(NPP) - un complex de structuri tehnice concepute pentru a genera energie electrică prin utilizarea energiei eliberate în timpul unei reacții nucleare controlate);

În ce an și în ce oraș a fost lansată prima centrală nucleară?

(În 1954 la Obninsk);

Care sunt tipurile de reactoare?

(Reactoare pe neutroni termici; pe apă ușoară; reactoare cu grafit; reactoare pe apă grea; reactoare pe neutroni rapizi; reactoare subcritice; reactoare termonucleare);

Ce este PAES?

(Centrală nucleară plutitoare)

Rezumând lecția - 5 minute

Caracteristicile generale ale activităților de învățare ale elevilor, mesajul profesorului despre atingerea obiectivelor lecției; identificarea deficiențelor și modalități de a le elimina. Amintirea însoțitorilor de îndatoririle lor. Profesorul mulțumește elevilor pentru activitatea lor educațională și cognitivă, încheie lecția.

Bibliografie:

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/plavajushhaja_ajes.html

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