Navedite klasifikacijo jedrskih elektrarn na svetu. Jedrske elektrarne

Jedrske elektrarne so jedrskih objektov proizvajajo energijo ob upoštevanju določenih načinov pod določenimi pogoji. Za te namene se uporablja s projektom opredeljeno ozemlje, kjer se uporabljajo jedrski reaktorji v kombinaciji s potrebnimi sistemi, napravami, opremo in konstrukcijami za izvajanje nalog. Za izpolnjevanje ciljnih nalog je vključeno specializirano osebje.

Vse jedrske elektrarne v Rusiji

Zgodovina jedrske energije pri nas in v tujini

Drugo polovico štiridesetih let prejšnjega stoletja je zaznamoval začetek dela na ustvarjanju prvega projekta, ki je vključeval uporabo miroljubnega atoma za proizvodnjo električne energije. Leta 1948 je I.V. Kurčatov, ki ga je vodila naloga stranke in sovjetske vlade, je dal predlog za začetek dela na praktični uporabi atomske energije za proizvodnjo električne energije.

Dve leti pozneje, leta 1950, nedaleč od vasi Obninskoye, ki se nahaja v regija Kaluga, se je začela gradnja prve jedrske elektrarne na planetu. Zagon prve industrijske jedrske elektrarne na svetu z močjo 5 MW je potekal 27.6.1954. Sovjetska zveza je postala prva sila na svetu, ki ji je uspelo uporabiti atom v miroljubne namene. Postaja je bila odprta v Obninsku, ki je do takrat dobil status mesta.

Toda sovjetski znanstveniki se pri tem niso ustavili, nadaljevali so z delom v tej smeri, zlasti šele štiri leta pozneje, leta 1958, se je začelo delovanje prve stopnje Sibirske jedrske elektrarne. Njena moč je bila večkrat večja od postaje v Obninsku in je znašala 100 MW. Toda za domače znanstvenike to ni bila meja, po zaključku vseh del je bila projektna zmogljivost postaje 600 MW.

Na odprtih prostorih Sovjetska zveza, gradnja jedrskih elektrarn, je v tistem času dobila velik obseg. Istega leta se je začela gradnja NEK Beloyarsk, katerega prva faza je že aprila 1964 oskrbela prve porabnike. Geografija gradnje jedrskih elektrarn je zapletla vso državo s svojim omrežjem, istega leta so zagnali prvi blok jedrske elektrarne v Voronežu, njena moč je bila 210 MW, drugi blok je bil zagnan pet let pozneje, leta 1969 , se je ponašal z zmogljivostjo 365 MW. razcvet gradnje jedrskih elektrarn, se vseskozi ni umiril Sovjetska doba. Nove postaje ali dodatne že zgrajene enote so bile zagnane v presledkih po več let. Tako je že leta 1973 Leningrad dobil svojo jedrsko elektrarno.

Vendar sovjetska država ni bila edina na svetu, ki je lahko obvladala takšne projekte. V Veliki Britaniji tudi niso zadremali in razumeli možnosti to smer aktivno preučevali to vprašanje. Le dve leti pozneje, po odprtju postaje v Obninsku, so začeli Britanci lasten projekt za razvoj miroljubnega atoma. Leta 1956 so Britanci v mestu Calder-Hall zagnali svojo postajo, katere moč je presegla sovjetsko in je znašala 46 MW. Ne zaostajajo na drugi strani Atlantika, leto pozneje so Američani slovesno izstrelili postajo v Shippingportu. Zmogljivost objekta je bila 60 MW.

Vendar pa je bil razvoj miroljubnega atoma poln skritih groženj, za katere je kmalu izvedel ves svet. Prvi znak je bila velika nesreča na otoku Three Mile Island, ki se je zgodila leta 1979, po njej pa je sledila katastrofa, ki je prizadela ves svet, v Sovjetski zvezi, v majhnem mestu Černobil, se je zgodila velika katastrofa, se je zgodilo leta 1986. Posledice tragedije so bile nepopravljive, a poleg tega je to dejstvo dalo ves svet razmišljati o smotrnosti uporabe jedrske energije v miroljubne namene.

Svetovni svetilniki v tej industriji resno razmišljajo o izboljšanju varnosti jedrskih objektov. Rezultat je bila ustanovna skupščina, ki je bila organizirana 15. maja 1989 v sovjetski prestolnici. Skupščina je sklenila ustanoviti Svetovno združenje, ki naj bi vključevalo vse upravljavce jedrskih elektrarn, njegova splošno priznana okrajšava je WANO. Organizacija pri izvajanju svojih programov sistematično spremlja dvig stopnje varnosti jedrskih elektrarn v svetu. Kljub vsemu vloženemu trudu pa tudi najsodobnejši in na prvi pogled na videz varni objekti ne prenesejo navala elementov. Prav zaradi endogene katastrofe, ki se je izkazala v obliki potresa in cunamija, ki ji je sledil, se je leta 2011 zgodila nesreča na postaji Fukušima-1.

Atomska zatemnitev

Klasifikacija NPP

Jedrske elektrarne so razvrščene po dveh kriterijih, po vrsti energije, ki jo proizvajajo, in po vrsti reaktorjev. Glede na vrsto reaktorja se določi količina proizvedene energije, raven varnosti in tudi, kakšne surovine se uporabljajo na postaji.

Glede na vrsto energije, ki jo proizvajajo postaje, jih delimo na dve vrsti:

Njihova glavna funkcija je pridobivanje električne energije.

Jedrske termoelektrarne. Zaradi tam nameščenih toplotnih naprav, ki izkoriščajo toplotne izgube, ki so na postaji neizogibne, je možno ogrevanje omrežne vode. Tako te postaje poleg električne energije proizvajajo toplotno energijo.

Po preučitvi številnih možnosti so znanstveniki prišli do zaključka, da so najbolj racionalne njihove tri sorte, ki se trenutno uporabljajo po vsem svetu. Razlikujejo se na več načinov:

1. Porabljeno gorivo;
2. Uporabljene hladilne tekočine;
3. Jedra delujejo za vzdrževanje zahtevane temperature;
4. Vrsta moderatorja, ki določa zmanjšanje hitrosti nevtronov, ki se sproščajo med razpadom in so tako potrebni za podporo verižne reakcije.

Najpogostejši tip je reaktor, ki kot gorivo uporablja obogateni uran. Kot hladilno sredstvo in moderator se tukaj uporablja navadna ali lahka voda. Takšni reaktorji se imenujejo lahka voda, obstajata dve vrsti. V prvem se para, ki se uporablja za vrtenje turbin, generira v aktivni coni, imenovani reaktor z vrelo vodo. V drugem nastajanje pare poteka v zunanjem krogu, ki je preko toplotnih izmenjevalnikov in generatorjev pare povezan s primarnim krogom. Ta reaktor so začeli razvijati v petdesetih letih prejšnjega stoletja, osnova zanje pa so bili programi ameriške vojske. Hkrati, približno ob istem času, je Soyuz razvil reaktor z vrelo vodo, v katerem je grafitna palica delovala kot moderator.

Prav tip reaktorja s tovrstnim moderatorjem je našel uporabo v praksi. Govorimo o plinsko hlajenem reaktorju. Njegova zgodovina se je začela v poznih štiridesetih, zgodnjih petdesetih letih XX stoletja, sprva je bil razvoj te vrste uporabljen pri proizvodnji jedrskega orožja. V zvezi s tem sta zanj primerni dve vrsti goriva, to sta orožni plutonij in naravni uran.

Zadnji projekt, ki ga je pospremil komercialni uspeh, je bil reaktor, kjer se kot hladilno sredstvo uporablja težka voda, kot gorivo pa nam že poznan naravni uran. Sprva je več držav zasnovalo takšne reaktorje, vendar je bila njihova proizvodnja koncentrirana v Kanadi, kar je razlog za prisotnost ogromnih nahajališč urana v tej državi.

Torijeve jedrske elektrarne - energija prihodnosti?

Zgodovina izboljšav vrst jedrskih reaktorjev

Reaktor prve jedrske elektrarne na planetu je bil zelo smiselna in izvedljiva zasnova, kar se je izkazalo med dolgoletnim in brezhibnim delovanjem postaje. Med njegovimi sestavnimi elementi so bili:

1. stranska zaščita vode;
2. zidano ohišje;
3. zgornji pokrov;
4. montažni kolektor;
5. kanal za gorivo;
6. zgornja plošča;
7. grafitne zidane;
8. spodnja plošča;
9. razdelilnik.

Izbran je bil glavni konstrukcijski material za obloge TVEL in tehnološke kanale nerjaveče jeklo, takrat še ni bilo znanih cirkonijevih zlitin, ki bi bile po lastnostih primerne za delovanje pri temperaturi 300 °C. Hlajenje takega reaktorja je potekalo z vodo, medtem ko je bil tlak, pod katerim je bil doveden, 100 at. V tem primeru se je para sprostila s temperaturo 280°C, kar je precej zmeren parameter.

Kanali jedrskega reaktorja so bili zasnovani tako, da jih je bilo mogoče popolnoma zamenjati. To je posledica omejitve vira, ki je posledica časa, ki ga gorivo porabi v območju dejavnosti. Oblikovalci niso našli razloga za pričakovati, da bodo konstrukcijski materiali, ki se nahajajo v območju obsevanja, lahko izkoristili svoj celoten vir, in sicer približno 30 let.

Kar zadeva zasnovo TVEL, je bilo odločeno, da sprejmemo cevno različico z enostranskim hladilnim mehanizmom

To je zmanjšalo verjetnost, da bi produkti cepitve prišli v vezje v primeru okvare gorivnega elementa. Za uravnavanje temperature obloge TVEL je bila uporabljena gorivna sestava zlitine uranomolibdena, ki je imela obliko zrn, razpršenih s pomočjo toplovodne matrice. Tako obdelano jedrsko gorivo je omogočilo pridobivanje zelo zanesljivih gorivnih elementov. zmožnost delovanja pri visokih toplotnih obremenitvah.

Zloglasna jedrska elektrarna Černobil lahko služi kot primer naslednjega kroga razvoja miroljubnih jedrskih tehnologij. Takrat so tehnologije, uporabljene pri njegovi gradnji, veljale za najnaprednejše, tip reaktorja pa za najsodobnejši na svetu. Govorimo o reaktorju RBMK-1000.

Toplotna moč enega takega reaktorja je dosegla 3200 MW, medtem ko ima dva turbogeneratorja, katerih električna moč doseže 500 MW, tako da ima en agregat električno moč 1000 MW. Kot gorivo za RBMK je bil uporabljen obogaten uranov dioksid. V začetnem stanju pred začetkom procesa ena tona takšnega goriva vsebuje približno 20 kg goriva, in sicer urana - 235. Pri stacionarnem nalaganju uranovega dioksida v reaktor je masa snovi 180 ton.

Toda proces nalaganja ni množičen, gorivni elementi so nameščeni v reaktorju, ki nam je že dobro poznan TVEL. Pravzaprav so cevi, za izdelavo katerih se uporablja cirkonijeva zlitina. Kot vsebina vsebujejo tablete uranovega dioksida, ki imajo valjasto obliko. V coni delovanja reaktorja so nameščeni v gorivnih sklopih, od katerih vsak združuje 18 gorivnih elementov.

V takem reaktorju je do 1700 takšnih sklopov, nameščeni pa so v grafitnem zidu, kjer so za te namene posebej zasnovani tehnološki kanali navpične oblike. V njih kroži hladilna tekočina, katere vlogo v RMBC igra voda. Ob izpostavitvi obtočnim črpalkam, ki jih je osem kosov, nastane vrtinec vode. Reaktor se nahaja v notranjosti jaška, grafični zid pa v valjastem telesu debeline 30 mm. Nosilec celotnega aparata je betonska podlaga, pod katero se nahaja bazen – mehurček, ki služi za lokalizacijo nesreče.

Tretja generacija reaktorjev uporablja težko vodo

Njegov glavni element je devterij. Najpogostejši dizajn se imenuje CANDU, razvit je bil v Kanadi in se pogosto uporablja po vsem svetu. Jedro takšnih reaktorjev je nameščeno v vodoravnem položaju, cilindrični rezervoarji pa igrajo vlogo grelne komore. Kanal za gorivo se razteza skozi celotno grelno komoro, vsak od teh kanalov ima dve koncentrični cevi. Obstajajo zunanje in notranje cevi.

V notranji cevi je gorivo pod pritiskom hladilne tekočine, kar omogoča dodatno polnjenje reaktorja med delovanjem. Kot moderator se uporablja težka voda s formulo D20. Med zaprtim ciklom se voda črpa skozi cevi reaktorja, ki vsebujejo snope goriva. Kot posledica jedrske cepitve se sprošča toplota.

Cikel hlajenja pri uporabi težke vode je sestavljen iz prehoda skozi generatorje pare, kjer navadna voda zavre iz toplote, ki jo sprošča težka voda, zaradi česar nastane para pod visokim pritiskom. Razporedi se nazaj v reaktor, kar ima za posledico zaprt cikel hlajenja.

Na tej poti je potekalo postopno izboljšanje vrst jedrskih reaktorjev, ki so bili in se uporabljajo v različnih državah sveta.

V bistvu se trenutno uporablja delitev elektrarn na IES, SPTE, CCGT, GTE, NEK, HE. Za popolnejši opis elektrarne je mogoče razvrstiti glede na številne glavne značilnosti:

Po vrsti primarnih energetskih virov;

O procesih pretvorbe energije;

Po številu in vrsti energetskih nosilcev;

Po vrstah dobavljene energije;

Po krogu zajetih potrošnikov;

Po načinu delovanja.

1. Glede na vrste uporabljenih primarnih energetskih virov, elektrarne, ki uporabljajo: organsko gorivo (TE); jedrsko gorivo (NPP); hidroelektrarna (HE, ČHE in PES); sončna energija (SES); vetrna energija (WPP); podzemna toplota (geotermalni GEOPP).

2. Glede na uporabljene procese pretvorbe energije ločimo elektrarne, pri katerih: prejeta toplotna energija se pretvori v mehansko in nato v električno energijo (TE, NE); prejeta toplotna energija se neposredno pretvori v električno energijo (elektrarne z MHD generatorji, MHD-ES, SES s fotocelicami itd.); energija vode in zraka se pretvarja v mehansko energijo vrtenja, nato v električno energijo (hidroelektrarne, črpalne elektrarne, vetrne elektrarne, vetrne elektrarne na veter, zračne plinske turbinske elektrarne).

3. Glede na število in vrsto uporabljenih nosilcev energije ločimo elektrarne: z enim energentom (CPP in SPTE, jedrska CPP in SPTE na paro, NEK s plinskim energentom, GTE); z dvema nosilcema energije, ki sta različna v faznem stanju (elektrarne s kombiniranim ciklom, vključno s PG-CPP in PG-SPTE); z dvema različnima nosilcema energije istega faznega stanja (binarne elektrarne).

4. Glede na vrste dobavljene energije ločimo elektrarne: tiste, ki oskrbujejo samo ali pretežno električno energijo (hidroelektrarne, črpalne elektrarne, IES, jedrske IES, GTE, SG-IES itd.); proizvodnjo električne in toplotne energije (SPTE, jedrska SPTE, GT-SPTE itd.). v Zadnje čase CPP in jedrske CPP vse bolj povečujejo dobavo toplotne energije. Kombinirane toplotne in elektrarne (SPTE) poleg električne energije proizvajajo toploto; Uporaba toplote izpušne pare pri kombinirani proizvodnji električne energije zagotavlja znatne prihranke goriva. Če se uporablja izpušna para ali vroča voda za tehnoloških procesov, ogrevanje in prezračevanje industrijskih podjetij, potem termoelektrarne imenujemo industrijske. Kadar se toplota uporablja za ogrevanje in oskrbo s toplo vodo stanovanjskih in javnih zgradb v mestih, se termoelektrarne imenujejo komunalne (ogrevanje). Industrijsko ogrevanje SPTE dovajajo toploto kot industrijska podjetja kot tudi prebivalstvo. Pri ogrevalnih SPTE so poleg toplotnih turbin na voljo tudi toplovodni kotli za oskrbo s toploto v konicah toplotne obremenitve.

5. Glede na obseg pokritih odjemalcev ločimo: daljinske elektrarne (GRES - državna daljinska elektrarna); lokalne elektrarne za oskrbo posameznih naselij; blok postaje za napajanje posameznih porabnikov.

6. Glede na način delovanja v EPS ločimo elektrarne: osnovne; manevrski ali pol-vrh; vrhunec.

V prvo skupino sodijo velike, najbolj ekonomične CHE, jedrske CPP, termoelektrarne v ogrevalnem načinu in delno HE, v drugo skupino sodijo fleksibilne kondenzacijske elektrarne, SG-CPP in SPTE, v tretjo skupino so vršne HE, HDPP, GTE. Delno v končnem načinu delujejo SPTE in manj ekonomične IES.

Poleg zgoraj naštetih splošnih glavnih značilnosti klasifikacije elektrarn ima vsak tip svoje notranje klasifikacijske značilnosti. Na primer, IES in SPTE se razlikujeta po začetnih parametrih, tehnološko shemo(blok in zamreženo), enotna zmogljivost blokov itd. Jedrske elektrarne se razvrščajo glede na vrsto reaktorjev (na toplotne in hitre nevtrone), glede na zasnovo reaktorjev ipd.

Poleg zgoraj obravnavanih glavnih vrst elektrarn se v Rusiji razvijajo tudi elektrarne s kombiniranim ciklom in izključno s plinsko turbino. Kombinirane elektrarne (CCPP) se uporabljajo v dveh različicah: z visokotlačnim generatorjem pare in z odvajanjem izpušnih plinov v običajne kotle. Pri prvi možnosti se produkti zgorevanja iz zgorevalne komore pod tlakom pošljejo v visokotlačni kompaktni parni generator, kjer nastane visokotlačna para, produkti zgorevanja pa se ohladijo na 750-800ºС, nato pa se pošljejo v plinsko turbino, visokotlačna para pa se dovaja v parno turbino.

Pri drugi možnosti se produkti zgorevanja iz zgorevalne komore z dodatkom potrebne količine zraka za znižanje temperature na 750-800ºС pošljejo v plinsko turbino, od tam pa izpušni plini pri temperaturi približno 350- 400ºС z visoko vsebnostjo kisika vstopijo v običajne kotlovske enote parnih turbinskih termoelektrarn, kjer delujejo kot oksidant in dajejo svojo toploto.

In v prvi shemi naj bi kurili zemeljski plin ali posebno plinsko turbinsko tekoče gorivo, v drugi shemi naj bi takšno gorivo zgorevalo samo v zgorevalni komori plinske turbine, v kotlovskih enotah pa kurilno olje oz. trdo gorivo, kar je nedvomna prednost. Kombinacija obeh ciklov bo povečala splošno učinkovitost CCPP za približno 5-6 % v primerjavi s CPP s parno turbino. Moč plinske turbine SGPP je približno 20-25 % zmogljivosti enote s kombiniranim ciklom. Ker je specifična investicija v del plinske turbine manjša kot v parni turbinski del, je v SGPP doseženo zmanjšanje specifične investicije za 10-12 %. CCGT enote imajo večjo manevriranje kot običajne kondenzacijske enote in se lahko uporabljajo za delovanje v coni semi-peak, saj so varčnejše od manevriranih CPP.

Načela klasifikacije elektrarn. Razredi, podrazredi, skupine, podskupine.

Razvrstitev elektrarn

DRUGI DEL

ELEKTRARNE,
DELATI NA
BREZPLAČNA ENERGIJA

razred- določa glavni proces in vrsta začetne (porabljene) energije.

Podrazred- določil značilne lastnosti in sprejeta (običajna) imena.

Skupina- je določena z vrsto proizvedene (proizvedene) energije.

podskupina- določa vrsto vgradnje glede na oblikovne razlike.

Glede na posebnosti in razvojno stanje se ta delitev ne more vedno natančno upoštevati. Obstaja osem glavnih razredov:

1- toplotno elektrarne: v njih je glavni proces sproščanja energije fazni prehod višjega reda (HRPT), to je delna ali popolna razcepitev atomov na elementarne delce - elektrine in elektrone. Začetna energija je potencialna energija vezave elementarnih delcev v atomu – energija, akumulirana v snovi.

2- naravno elektrarne, torej elektrarne, ki porabljajo energijo naravnih pojavov neposredno.

3- coriolis elektrarne - glavni proces proizvodnje energije je povezan s samorotiranjem rotorja s Coriolisovimi silami. Začetna energija radialnega toka snovi je lahko različna: hidravlična, kemična, magnetna, ...

4- elektromagnetno elektrarne - glavni proces je pretvorba tokov electrino v različne vrste energija: mehanska, toplotna, električna.

5- vibroresonančna elektrarne - glavni proces je izmenjava energije delovne tekočine pod resonančnimi vibracijami. Izhodišče je energija zunanje okolje, zlasti molekule atmosferskega zraka.

6- bistveno elektrarne - glavni proces je usmerjena kondenzacija etra, zlasti plina elektrrina. Začetna energija je eter.

7- polnilna elektrarne - glavni proces je kopičenje energije (električne, kemične, toplotne, ...) in njeno vračanje ob izpraznitvi baterije.

8- kombinirano elektrarne - elektrarne z več različnimi vrstami procesov sproščanja energije, ki jih je težko pripisati enemu od navedenih razredov.

Ta razred vključuje vse tradicionalne elektrarne organsko gorivo, jedrske, vodikove in nove naprave naravne energije.

Med tradicionalne sodijo: motorji z notranjim in zunanjim zgorevanjem, plinske in parne turbinske inštalacije ter različne toplotne in kotlovske inštalacije.

Med jedrske elektrarne spadajo sodobne jedrske elektrarne in toplotne elektrarne, kjer proces sproščanja energije poteka s popolnim razpadom radioaktivnih snovi.

Vodikove elektrarne uporabljajo vodik, ki reagira s kisikom in tvori vodo.

Naštete elektrarne so dobro znane in o njih obstaja veliko tehnične literature, zato jih ni treba podrobneje opisovati.

Treba je poudariti, da uporabljajo omejeno Naravni viri: premog, nafta, plin, uran ... narava ne napolni tako hitro, kot se porabi. Za te naprave je značilna škodljiva ekologija, škodljiva za človeštvo.

Naprave naravne energije /1/ so brez te pomanjkljivosti, saj se uporablja le delna, varčna, razgradnja snovi (zrak, voda) brez spreminjanja kemične lastnosti zaradi majhne napake mase reda 10 -6%, ki se napolni v naravnih razmerah.

Termonuklearne elektrarne, ki so se razvijale več desetletij z ničelnimi rezultati, niso bile uvrščene v klasifikacijo, saj so po sodobni teoriji /1,2/ nedelujoče.

Reaktorji so razvrščeni glede na energijsko raven nevtronov, ki sodelujejo v reakciji cepitve, glede na načelo postavitve goriva in moderatorja, predvideni namen, vrsto moderatorja in hladilne tekočine ter njihovo agregatno stanje.

Jedrski reaktorji so razdeljeni v več skupin:

1) Glede na povprečno energijo nevtronskega spektra - na hitre, vmesne in toplotne;

2) Glede na oblikovne značilnosti jedra - v trup in kanal;

3) Po vrsti hladilne tekočine - voda, težka voda, natrij;

4) Po vrsti moderatorja - voda, grafit, težka voda itd.

Za energetske namene, za proizvodnjo električne energije se uporabljajo:

1) vodni reaktorji pod tlakom z vrelo vodo ali vrelo vodo pod tlakom,

2) uran-grafitni reaktorji z vrelo vodo ali ohlajeni z ogljikovim dioksidom,

3) Kanalski reaktorji s težko vodo itd.

V prihodnosti se bodo široko uporabljali reaktorji s hitrimi nevtroni, hlajeni s tekočimi kovinami (natrij itd.); pri katerem v osnovi izvajamo način reprodukcije goriva, t.j. ustvarjanje števila cepljivih izotopov plutonija Pu-239, ki presega število potrošnih izotopov urana U-235. Parameter, ki označuje reprodukcijo goriva, se imenuje plutonijev koeficient. Prikazuje, koliko dejanj atomov Pu-239 nastane v reakcijah zajemanja nevtronov v U-238 na en atom U-235, ki zajame nevtron in se cepi.

IN termični nevtronski reaktor Večina jedrske cepitve se zgodi, ko jedra cepljivih izotopov absorbirajo toplotne nevtrone. Reaktorji, v katerih jedrsko cepitev proizvajajo predvsem nevtroni z energijami, večjimi od 0,5 MeV, se imenujejo reaktorji s hitrimi nevtroni. Reaktorje, v katerih se večina cepitev zgodi kot posledica absorpcije vmesnih nevtronov s cepljivimi izotopi, imenujemo vmesni (resonančni) nevtronski reaktorji.

Trenutno so najbolj razširjeni reaktorji s toplotnimi nevtroni. Za termične reaktorje so značilne koncentracije 235 U jedrskega goriva v sredici od 1 do 100 kg/m 3 in prisotnost velikih mas moderatorja. Za reaktor s hitrimi nevtroni so značilne koncentracije jedrskega goriva 235 U ali 239 U v velikosti 1000 kg/m 3 in odsotnost moderatorja v sredici.

V vmesnih nevtronskih reaktorjih je v sredici zelo malo moderatorja, koncentracija 235 U jedrskega goriva v njem pa je od 100 do 1000 kg/m 3 .

V reaktorjih s toplotnimi nevtroni do cepitve gorivnih jeder pride tudi, ko jedro zajame hitre nevtrone, vendar je verjetnost tega procesa zanemarljiva (1 - 3 %). Potreba po moderatorju nevtronov je posledica dejstva, da so efektivni prečni prerezi cepitve gorivnih jeder veliko večji pri nizkih energijah nevtronov kot pri visokih.

V jedru toplotnega reaktorja mora biti moderator - snov, katere jedra imajo majhno masno število. Kot moderator se uporabljajo grafit, težka ali lahka voda, berilij, organske tekočine. Termični reaktor lahko deluje celo na naravnem uranu, če kot moderator služi težka voda ali grafit. Za druge moderatorje je treba uporabiti obogateni uran. Potrebne kritične dimenzije reaktorja so odvisne od stopnje obogatitve goriva, s povečanjem stopnje obogatitve pa so manjše. Pomembna pomanjkljivost reaktorjev s toplotnimi nevtroni je izguba počasnih nevtronov zaradi njihovega zajemanja z moderatorjem, hladilno tekočino, konstrukcijskimi materiali in produkti cepitve. Zato je treba v takih reaktorjih kot moderator, hladilno tekočino in konstrukcijske materiale uporabiti snovi z majhnim prerezom zajemanja počasnih nevtronov.

Trije bistveni elementi za termične reaktorje so oddajnik toplote, moderator in hladilno sredstvo. Ta slika prikazuje tipično postavitev jedra.

Hladilna tekočina se črpa skozi reaktor s pomočjo črpalk (imenovanih obtočne črpalke), ki nato vstopi bodisi v turbino (v RBMK) bodisi v toplotni izmenjevalnik (pri drugih vrstah reaktorjev). Ogreta hladilna tekočina toplotnega izmenjevalnika vstopi v turbino, kjer izgubi del energije za proizvodnjo električne energije. Iz turbine hladilno sredstvo vstopi v parni kondenzator, tako da hladilna tekočina s parametri, potrebnimi za optimalno delovanje, vstopi v reaktor. Reaktor ima tudi krmilni sistem, ki je sestavljen iz niza palic premera nekaj centimetrov in dolžine, primerljive z višino sredice, ki je sestavljen iz materiala, ki močno absorbira nevtrone, običajno iz borovih spojin. Palice so nameščene v posebnih kanalih in jih je mogoče dvigniti ali spustiti v reaktor. V dvignjenem stanju prispevajo k pospeševanju reaktorja, v spuščenem pa ga utopijo. Pogoni palic so neodvisno nastavljivi, tako da jih je mogoče uporabiti za konfiguriranje reakcijske aktivnosti v različnih delih jedra.

Značilnost jedrskega reaktorja je, da se 94 % cepitvene energije takoj pretvori v toploto, t.j. v času, v katerem se moč reaktorja ali gostota materialov v njem nima časa opazno spremeniti. Zato, ko se moč reaktorja spremeni, sproščanje toplote brez odlašanja sledi procesu cepitve goriva.

Ko pa reaktor izklopimo, ko se stopnja cepitve zmanjša za več kot desetkrat, v njem ostanejo viri zapoznelega sproščanja toplote (gama in beta sevanje produktov cepitve), ki postanejo prevladujoči. Toplota razpada po prenehanju cepitvene reakcije zahteva odvzem toplote dolgo časa po zaustavitvi reaktorja. Čeprav je preostala toplotna moč veliko manjša od nazivne, je treba kroženje hladilne tekočine skozi reaktor zagotoviti zelo zanesljivo, saj razpadne toplote ni mogoče nadzorovati. Odstranjevanje hladilne tekočine iz reaktorja, ki že nekaj časa deluje, je strogo prepovedano, da bi se izognili pregrevanju in poškodbam gorivnih elementov.

IN vmesni nevtronski reaktorji, pri katerem večino fisijskih dogodkov povzročijo nevtroni z energijami, višjimi od toplotne (od 1 eV do 100 keV), je masa moderatorja manjša kot v termičnih reaktorjih. Značilnost delovanja takega reaktorja je, da se cepitveni prerez goriva manj zmanjša s povečanjem cepitve nevtronov v vmesnem območju kot absorpcijski presek konstrukcijskih materialov in produktov cepitve. Tako se verjetnost cepitvenih dejanj poveča v primerjavi z absorpcijskimi dejanji. Zahteve za nevtronske značilnosti konstrukcijskih materialov so manj stroge, njihov obseg je širši. Posledično je lahko jedro vmesnega nevtronskega reaktorja izdelano iz močnejših materialov, kar omogoča povečanje specifičnega odvzema toplote z grelne površine reaktorja. Obogatitev goriva s cepljivimi izotopi v vmesnih reaktorjih zaradi zmanjšanja preseka bi morala biti višja kot v toplotnih. Reprodukcija jedrskega goriva v vmesnih nevtronskih reaktorjih je večja kot v reaktorju s toplotnimi nevtroni.

Snovi s šibko zmernimi nevtroni se uporabljajo kot hladilne tekočine v vmesnih reaktorjih. Na primer tekoče kovine. Moderator je grafit, berilij itd.

Gorivne palice z visoko obogatenim gorivom so nameščene v jedro reaktorja s hitrimi nevtroni. Aktivna cona je obdana z območjem razmnoževanja, sestavljeno iz gorivnih palic, ki vsebujejo surovine za gorivo (osiromašeni uran, torij). Nevtrone, ki se oddajajo iz aktivne cone, ujamejo v območju razmnoževanja jedra surovine goriva, posledično nastane novo jedrsko gorivo. Posebna prednost hitrih reaktorjev je možnost organiziranja razširjene reprodukcije jedrskega goriva v njih, t.j. Hkrati s proizvodnjo energije proizvajajte novo namesto zgorelo jedrsko gorivo. Hitri reaktorji ne potrebujejo moderatorja, hladilna tekočina pa ne sme upočasniti nevtronov.

Glede na način vgradnje goriva v sredico se reaktorji delijo na homogene in heterogene.

IN homogeni reaktor jedrsko gorivo, hladilno sredstvo in moderator (če obstaja) so temeljito pomešani in so v enakem agregatnem stanju, t.j. jedro popolnoma homogenega reaktorja je tekoča, trdna ali plinasta homogena zmes jedrskega goriva, hladilne tekočine ali moderatorja. Homogeni reaktorji so lahko toplotni in hitri nevtroni. V takem reaktorju se celotno jedro nahaja znotraj jeklene sferične posode in predstavlja tekočo homogeno mešanico goriva in moderatorja v obliki raztopine ali tekoče zlitine (na primer raztopina uranil sulfata v vodi, raztopina urana). v tekočem bizmutu), ki hkrati opravlja funkcijo hladilne tekočine.

V raztopini goriva v sferični reaktorski posodi se pojavi reakcija jedrske cepitve, zaradi česar se temperatura raztopine dvigne. Gorljiva raztopina iz reaktorja vstopi v toplotni izmenjevalnik, kjer odda toploto vodi sekundarnega krogotoka, se ohladi in jo s cirkulacijsko črpalko pošlje nazaj v reaktor. Da bi preprečili, da bi prišlo do jedrske reakcije zunaj reaktorja, so prostornine cevovodov kroga, toplotnega izmenjevalnika in črpalke izbrane tako, da je prostornina goriva, ki se nahaja v vsakem odseku krogotoka, veliko nižja od kritične. . Homogeni reaktorji imajo številne prednosti pred heterogenimi. To so preprosta zasnova sredice in njene minimalne dimenzije, zmožnost stalnega odstranjevanja produktov cepitve in dodajanja svežega jedrskega goriva med delovanjem brez zaustavitve reaktorja, enostavnost priprave goriva in dejstvo, da je reaktor mogoče nadzorovati s spreminjanjem koncentracijo jedrskega goriva.

Vendar imajo homogeni reaktorji tudi resne pomanjkljivosti. Homogena zmes, ki kroži po krogu, oddaja močno radioaktivno sevanje, ki zahteva dodatno zaščito in otežuje upravljanje reaktorja. Le del goriva je v reaktorju in se uporablja za pridobivanje energije, drugi del pa je v zunanjih cevovodih, toplotnih izmenjevalnikih in črpalkah. Krožna mešanica povzroča močno korozijo in erozijo sistemov in naprav reaktorja in krogotoka. Nastajanje eksplozivne eksplozivne mešanice v homogenem reaktorju kot posledica radiolize vode zahteva naprave za njeno naknadno zgorevanje. Vse to je privedlo do dejstva, da se homogeni reaktorji ne uporabljajo široko.

IN heterogeni reaktor gorivo v obliki blokov se postavi v moderator, t.j. gorivo in moderator sta prostorsko ločena.

Trenutno so za energetske namene zasnovani le heterogeni reaktorji. Jedrsko gorivo v takem reaktorju se lahko uporablja v plinastem, tekočem in trdnem stanju. Vendar zdaj heterogeni reaktorji delujejo samo na trdno gorivo.

Glede na sredstvo za umirjanje delimo heterogene reaktorje na grafitne, lahko vodne, težko vodne in organske. Glede na vrsto hladilne tekočine so heterogeni reaktorji lahko vodni, težki vodni, plinasti in tekoči kovini. Tekoči nosilci toplote znotraj reaktorja so lahko v enofaznih in dvofaznih stanjih. V prvem primeru hladilna tekočina v reaktorju ne zavre, v drugem primeru pa zavre.

Reaktorji, v sredici katerih je temperatura tekočega hladila pod vreliščem, se imenujejo vodni reaktorji pod tlakom, reaktorji, v katerih hladilno sredstvo vre, pa vreli.

Glede na uporabljeni moderator in hladilno sredstvo so heterogeni reaktorji izdelani po različnih shemah. V Rusiji sta glavni vrsti jedrskih reaktorjev vode pod tlakom in vodni grafit.

Po zasnovi so reaktorji razdeljeni na posode in kanale. IN posodi reaktorji tlak hladilne tekočine prenaša telo. Celoten pretok hladilne tekočine teče znotraj reaktorske posode. IN kanalski reaktorji hladilna tekočina se dovaja v vsak kanal z gorivnim sklopom posebej. Reaktorska posoda ni obremenjena s tlakom hladilne tekočine, ta tlak nosi vsak posamezen kanal.

Glede na namen so jedrski reaktorji energetski, pretvorniki in reaktorji, raziskovalni in večnamenski, transportni in industrijski.

Reaktorji za jedrsko energijo se uporabljajo za proizvodnjo električne energije v jedrskih elektrarnah, v ladijskih elektrarnah, v jedrskih termoelektrarnah (ATES), kot tudi na jedrskih toplotnih postajah (AST).

Imenujejo se reaktorji za proizvodnjo sekundarnega jedrskega goriva iz naravnega urana in torija pretvorniki oz rejci. V reaktorju-konverterju sekundarnega jedrskega goriva nastane manj, kot je bilo prvotno porabljeno. V reaktorju reaktorja se izvaja razširjena reprodukcija jedrskega goriva, t.j. izkaže se več, kot je bilo porabljeno.

Raziskovalni reaktorji služijo za preučevanje procesov interakcije nevtronov s snovjo, proučujejo obnašanje reaktorskih materialov v intenzivnih poljih nevtronskega in gama sevanja, radiokemijske in biološke raziskave, proizvodnjo izotopov, eksperimentalne raziskave v fiziki jedrskih reaktorjev. Reaktorji imajo različno moč, stacionarni ali impulzni način delovanja. Najpogosteje uporabljeni raziskovalni reaktorji vode pod tlakom na obogatenem uranu. Toplotna moč raziskovalnih reaktorjev se giblje v širokem razponu in doseže nekaj tisoč kilovatov.

Večnamenski reaktorji, ki služijo več namenom, kot sta proizvodnja električne energije in jedrskega goriva.

Zvezna agencija za izobraževanje

SEI HPE “Pomorska državna univerza poimenovana po V.I. M.V. Lomonosov"

Fakulteta za tehnologijo in podjetništvo

Oris lekcije

na temo: "Nuklearna elektrarna".

Arkhangelsk 2010

Okvirni načrt lekcije

Tema lekcije. Jedrske elektrarne.

Cilji lekcije:

1) Izobraževalni:

Predstavite splošne informacije o jedrskih elektrarnah;

Razkriti glavni pomen posameznih elementov naprave jedrskih elektrarn;

Seznanite se z ugodnimi lokacijami jedrskih elektrarn;

Pogovor o prednostih in slabostih jedrskih elektrarn;

Študente seznaniti z najnovejšimi podatki o gradnji jedrskih elektrarn v regiji Arkhangelsk.

2) Izobraževalni:

Gojite pozornost, vztrajnost, natančnost.

3) Razvijanje:

Oblikovanje kognitivnega zanimanja za predmet;

Razvijajte prostovoljno pozornost, vizualni spomin, konstruktivno mišljenje.

Vrsta lekcije: predavanje z uporabo multimedijskih tehnologij.

Učni pripomočki, pripomočki in materiali: blokovni diagram jedrske elektrarne.

Za učitelja- učbenik; učne mize in kreda za delo na tabli, oprema za prikaz multimedije.

Za študenta- učbenik, zvezek v kletki, delovni zvezek.

Med poukom

Organizacijski del - 2 minuti

Pozdravi;

Preverjanje pripravljenosti na lekcijo;

Preverjanje prisotnosti študentov.

Predstavitev teme, cilji lekcije - 3 minute

S tem, ko učence opozori na tablo, učitelj naglas izgovori napisano in jih prosi, naj temo učne ure zapišejo v študentski zvezek.

Ponavljanje predhodno obravnavanega gradiva na temo "Pridobivanje električne energije" - 5 minut

Da bi prihranili čas na predavanju, je najbolje, da naučeno snov s študenti utrdimo po metodi frontalne ankete. Lahko pa se uporabijo tudi druge oblike in metode posodabljanja znanja učencev.

Učenci morajo odgovoriti na naslednja vprašanja:

Načini uporabe električne energije?

Vrste generatorjev?

PTL - daljnovodi;

Katere elektrarne proizvajajo električno energijo?

Radioizotopski viri energije.

Učenje nove snovi - 25 minut

Vključitev multimedije, izdelane v MS Power Pointu pred študenti.

Nuklearna elektrarna(NPP) - kompleks tehničnih struktur, zasnovanih za pridobivanje električne energije z uporabo energije, ki se sprosti med nadzorovano jedrsko reakcijo (diapozitiv št. 1).

Zgodovina.

V drugi polovici 40-ih let, še pred zaključkom dela na ustvarjanju prve atomske bombe (njena preizkušnja, kot je znano, je potekala 29. avgusta 1949), so sovjetski znanstveniki začeli razvijati prve projekte za miroljubne uporaba atomske energije, katere splošna usmeritev je takoj postala elektroenergetika.

Leta 1948 je na predlog I.V. Kurčatov in v skladu z nalogo stranke in vlade se je začelo prvo delo na praktični uporabi atomske energije za proizvodnjo električne energije.

Maja 1950 so se v bližini vasi Obninskoye v regiji Kaluga začela dela za gradnjo prve jedrske elektrarne na svetu.

Prva jedrska elektrarna na svetu z zmogljivostjo 5 MW je bila zagnana 27. junija 1954 v ZSSR, v mestu Obninsk, ki se nahaja v regiji Kaluga (slajd št. 2).

29. aprila 2002 ob 11.31 po moskovskem času je bil reaktor prve jedrske elektrarne na svetu v Obninsku trajno zaprt. Kot so sporočili iz tiskovne službe ruskega ministrstva za atomsko energijo, so postajo ustavili izključno iz ekonomskih razlogov, saj je "njeno vzdrževanje v varnem stanju vsako leto dražje".

Prva jedrska elektrarna na svetu z reaktorjem AM-1 (Atom miroljubni) z močjo 5 MW je 27. junija 1954 dala industrijski tok in odprla pot za uporabo jedrske energije v miroljubne namene, saj je uspešno delovala skoraj 48 let. let.

Leta 1958 je začela obratovati prva faza Sibirske jedrske elektrarne z močjo 100 MW (skupna projektna zmogljivost je 600 MW). Istega leta se je začela gradnja industrijske jedrske elektrarne Beloyarsk, 26. aprila 1964 pa je generator 1. stopnje dal tok potrošnikom. Septembra 1964 je začel obratovati blok 1 NEK Novovoronež z zmogljivostjo 210 MW. Druga enota z močjo 350 MW je bila zagnana decembra 1969. Leta 1973 je bila v obratovanju elektrarna Leningrad.

Zunaj ZSSR je bila leta 1956 v Calder Hallu (Velika Britanija) v obratovanju prva industrijsko uporabna jedrska elektrarna z močjo 46 MW. Leto pozneje je v Shippingportu (ZDA) začela obratovati jedrska elektrarna z močjo 60 MW.

V začetku leta 2004 je na svetu delovalo 441 jedrskih reaktorjev, ruski TVEL OJSC dobavlja gorivo za 75 od njih.

Največja jedrska elektrarna v Evropi - NEK Zaporožje. Energodar (regija Zaporožje, Ukrajina), katerega gradnja se je začela leta 1980 in od sredine leta 2008, 6 jedrski reaktor s skupno močjo 5,7 GigaWatt.

Razvrstitev.

Po vrsti reaktorja.

Jedrske elektrarne so razvrščene glede na reaktorje, nameščene na njih:

Reaktorji s toplotnimi nevtroni, ki uporabljajo posebne moderatorje za povečanje verjetnosti absorpcije nevtronov z jedri atomov goriva;

Lahkovodni reaktorji. Lahki vodni reaktor je jedrski reaktor, ki uporablja navadno vodo H3O kot moderator nevtronov in/ali hladilno tekočino. Navadna voda za razliko od težke vode ne samo upočasni, ampak tudi v veliki meri absorbira nevtrone (glede na reakcijo 1H + n = ²D).;

Grafitni reaktorji;

Težki vodni reaktorji. Jedrski reaktor s težko vodo je jedrski reaktor, ki uporablja D2O - težko vodo - kot hladilno sredstvo in moderator. Zaradi dejstva, da ima devterij manjši presek absorpcije nevtronov kot lahki vodik, imajo takšni reaktorji izboljšano nevtronsko ravnovesje, kar omogoča uporabo naravnega urana kot goriva v energetskih reaktorjih ali uporabo "dodatnih" nevtronov za proizvodnjo izotopov v t. -poklican. "industrijski";

Reaktorji s hitrimi nevtroni – jedrski reaktor, ki za vzdrževanje jedrske verižne reakcije uporablja nevtrone z energijami > 105 eV. ;

podkritični reaktorji z uporabo zunanjih nevtronskih virov;

termonuklearni reaktorji. Nadzorovana termonuklearna fuzija (CTF) je sinteza težjih atomskih jeder iz lažjih z namenom pridobivanja energije, ki je za razliko od eksplozivne termonuklearne fuzije (ki se uporablja v termonuklearnem orožju) nadzorovana.

Glede na vrsto sproščene energije.

Glede na vrsto dobavljene energije lahko jedrske elektrarne razdelimo na:

jedrske elektrarne (NPP), zasnovane samo za proizvodnjo električne energije;

Jedrske soproizvodnje toplotne in toplotne energije (ATES), ki proizvajajo električno energijo in toploto;

jedrske toplotne postaje (AST), ki proizvajajo samo toplotno energijo;

Vendar imajo vse jedrske elektrarne v Rusiji toplotne naprave za ogrevanje omrežne vode.

3.3. Glavni elementi jedrske elektrarne

Eden glavnih elementov jedrske elektrarne je reaktor. V mnogih državah sveta uporabljajo predvsem jedrske reakcije cepitve urana U-235 pod delovanjem toplotnih nevtronov. Za njihovo izvedbo mora biti v reaktorju poleg goriva (U-235) še moderator nevtronov in seveda hladilna tekočina, ki odvaja toploto iz reaktorja. V reaktorjih tipa VVER (električni reaktorji voda-voda) se kot moderator in hladilno sredstvo uporablja navadna voda pod tlakom. V reaktorjih tipa RBMK (kanalni reaktor velike moči) se voda uporablja kot hladilno sredstvo, grafit pa kot moderator. Oba reaktorja sta se v preteklih letih široko uporabljala v jedrskih elektrarnah v elektroenergetski industriji.

Reaktor in njegovi servisni sistemi vključujejo: sam reaktor z biološko zaščito, toplotne izmenjevalnike, črpalke ali puhalne enote, ki krožijo hladilno tekočino; cevovodi in oprema cirkulacijskega kroga; naprave za polnjenje jedrskega goriva; posebne sisteme prezračevanje, zasilno hlajenje itd.

Obetavne so jedrske elektrarne z reaktorji s hitrimi nevtroni (FN), ki se lahko uporabljajo za proizvodnjo toplote in električne energije ter za reprodukcijo jedrskega goriva. Tehnološka shema pogonskega agregata takšne jedrske elektrarne je prikazana na sliki. Reaktor tipa BN ima aktivno cono, kjer poteka jedrska reakcija s sproščanjem toka hitrih nevtronov. Ti nevtroni delujejo na elemente iz U-238, ki se običajno ne uporablja v jedrskih reakcijah, in ga spremenijo v plutonij Pu-239, ki se kasneje lahko uporablja v jedrskih elektrarnah kot jedrsko gorivo. Toploto jedrske reakcije odstrani tekoči natrij in se uporabi za proizvodnjo električne energije.

Glavna tehnološka shema jedrske elektrarne z reaktorjem tipa BN:

a - princip izvedbe jedra reaktorja;

b - tehnološka shema:

1 - reaktor; 2 – generator pare; 3 - turbina; 4 - generator; 5 - transformator; 6-turbinski kondenzator; 7 - kondenzatna (napajalna) črpalka; 8 - toplotni izmenjevalec natrijevih krogov; 9 - neradioaktivna natrijeva črpalka; 10 - radioaktivna natrijeva črpalka (diapozitiv št. 3,4).

Jedrske elektrarne nimajo emisij dimnih plinov in odpadkov v obliki pepela in žlindre. Specifični izpust toplote v hladilno vodo v NEK pa je večji kot v TE zaradi večje specifične porabe pare in posledično velike specifične porabe hladilne vode. Zato večina novih jedrskih elektrarn predvideva vgradnjo hladilnih stolpov, v katerih se toplota hladilne vode odvaja v ozračje.

Pomembna značilnost možnega vpliva jedrskih elektrarn na okolje je potreba po odlaganju radioaktivnih odpadkov. To se izvaja v posebnih grobiščih, ki izključujejo možnost izpostavljenosti ljudi sevanju. Da bi se izognili vplivu možnih radioaktivnih izpustov iz jedrskih elektrarn na ljudi v primeru nesreč, so bili sprejeti posebni ukrepi za izboljšanje zanesljivosti opreme (podvajanje varnostnih sistemov ipd.), okolica pa se vzpostavi sanitarno varstveno območje. rastlina.

3.4. Načelo delovanja

Shema delovanja jedrske elektrarne na dvokrožnem vodnem vodnem reaktorju pod pritiskom (VVER) (slajd št. 5).

Na sliki je prikazan diagram delovanja jedrske elektrarne z dvokrožnim vodno hlajenim energijskim reaktorjem. Energija, ki se sprosti v jedru reaktorja, se prenese na primarno hladilno sredstvo. Nadalje se hladilna tekočina črpa v toplotni izmenjevalnik (generator pare), kjer segreje vodo v sekundarnem krogu do vretja. Nastala para vstopi v turbine, ki vrtijo električne generatorje. Na izstopu iz turbin para vstopi v kondenzator, kjer se ohladi z veliko količino vode, ki prihaja iz rezervoarja.

Tlačni kompenzator je precej zapletena in obsežna zasnova, ki služi za izravnavo nihanj tlaka v tokokrogu med delovanjem reaktorja, ki nastanejo zaradi toplotnega raztezanja hladilne tekočine. Tlak v 1. krogu lahko doseže do 160 atmosfer (VVER-1000).

Poleg vode se lahko kot hladilno sredstvo v različnih reaktorjih uporablja tudi staljen natrij ali plin. Uporaba natrija omogoča poenostavitev zasnove lupine jedra reaktorja (za razliko od vodnega krogotoka tlak v natrijevem krogu ne presega atmosferskega tlaka), da se znebite kompenzatorja tlaka, vendar ustvarja lastne težave, povezane z povečana kemična aktivnost te kovine.

Skupno število zank se lahko razlikuje za različne reaktorje, diagram na sliki je za reaktorje tipa VVER (Pulled Water Power Reactor). Reaktorji tipa RBMK (High Power Channel Type Reactor) uporabljajo en vodni krog, reaktorji BN (Reaktor s hitrimi nevtroni) pa uporabljajo dva natrijeva in en vodni krog.

Če za kondenzacijo pare ni mogoče uporabiti večje količine vode, lahko vodo namesto v rezervoarju hladimo v posebnih hladilnih stolpih (hladilnih stolpih), ki so zaradi svoje velikosti običajno najbolj viden del. jedrske elektrarne.

3.5. Prednosti in slabosti.

Prednosti jedrskih elektrarn:

Brez škodljivih emisij;

Emisije radioaktivnih snovi so nekajkrat manjše kot premogovni el. postaje podobne zmogljivosti (pepel iz termoelektrarn na premog vsebuje dovolj urana in torija za njuno donosno pridobivanje);

Majhna količina porabljenega goriva in možnost njegove ponovne uporabe po predelavi;

Velika moč: 1000-1600 MW na enoto;

Nizki stroški energije, zlasti toplote.

Slabosti jedrskih elektrarn:

Obsevano gorivo je nevarno, zahteva zapletene in drage ukrepe za predelavo in shranjevanje;

Delovanje s spremenljivo močjo je nezaželeno za reaktorje s toplotnimi nevtroni;

Posledice morebitnega incidenta so izjemno hude, čeprav je njegova verjetnost precej nizka;

Velike kapitalske naložbe, tako specifične, na 1 MW instalirane moči za enote z zmogljivostjo manj kot 700-800 MW, kot splošne, potrebne za izgradnjo postaje, njene infrastrukture, pa tudi v primeru morebitne likvidacije.

Jedrske elektrarne v Rusiji.

Trenutno v Ruska federacija 10 delujočih jedrskih elektrarn poganja 31 elektrarn s skupno močjo 23243 MW, od tega 15 reaktorjev s tlačno vodo - 9 VVER-440, 15 kanalnih vrelih reaktorjev - 11 RBMK-1000 in 4 EGP-6, 1 reaktor s hitrimi nevtroni.

Razvoj osnutka Energetske strategije Rusije za obdobje do leta 2030 predvideva povečanje proizvodnje električne energije v jedrskih elektrarnah za 4-krat.

3.7. Projekt jedrske elektrarne povečane varnosti AES-92.

Projekt je nastal v okviru državnega programa "Okoljsko čista energija". Upošteval je domače izkušnje pri ustvarjanju in delovanju prejšnjega modela reaktorske elektrarne (V-320) v jedrskih elektrarnah Zaporožje, Balakovo, Južnoukrajinska in Kalinin ter najnovejše svetovne dosežke na področju projektiranja in delovanja jedrske elektrarne. Sprejete tehnične rešitve omogočajo mednarodna klasifikacija pripisati NPP-92 jedrskim elektrarnam III generacije. To pomeni, da ima takšna jedrska elektrarna najnaprednejšo varnostno tehnologijo v primerjavi s sodobnimi evolucijskimi lahkovodnimi reaktorji. Pri razvoju projekta jedrske elektrarne so se oblikovalci osredotočili na minimiziranje vloge človeškega faktorja (prosojnica št. 6).

Izvedba tega koncepta je potekala v dveh smereh. Prvič, v projekt so vključeni pasivni varnostni sistemi. Ta izraz se nanaša na sisteme, ki delujejo z malo ali brez zunanjega napajanja in ne zahtevajo posredovanja operaterja. Drugič, sprejet je koncept dvonamenskih aktivnih varnostnih sistemov, kar bistveno zmanjša verjetnost nezaznanih okvar.

Glavna prednost zasnove AES-92 je, da glavne varnostne funkcije izvajata neodvisno drug od drugega dva sistema, ki se razlikujeta po principu delovanja. Prisotnost dvojnega zadrževalnega prostora (zadrževalnika), če je potrebno, preprečuje sproščanje radioaktivnih produktov in ščiti reaktor pred zunanjimi vplivi, kot je eksplozijski val ali strmoglavljenje letala. Vse to skupaj s povečanjem zanesljivosti sistemov, zmanjšanjem verjetnosti okvare in zmanjšanjem vloge človeškega faktorja povečuje raven varnosti NEK.

3.8. Projekt plavajoče jedrske elektrarne v Severodvinsku.

Začel se je projekt prve plavajoče jedrske elektrarne na svetu. Rusija je začela gradnjo plavajoče jedrske elektrarne v Severodvinsku v ladjedelnici Sevmash, edini ladjedelnici v državi, ki je sposobna izvesti takšno nalogo. PAPP bo nosil ime Mihail Lomonosov. Načrtuje se ustanovitev flotile sedmih plavajočih jedrskih elektrarn za zagotavljanje električne energije in sveže vode severnim regijam Rusije in otoškim državam pacifiške regije ter še ducatu držav, ki so že pokazale zanimanje za idejo Ruski jedrski znanstveniki.

"Danes podpisujemo sporazum o gradnji serije šestih agregatov plavajočih jedrskih elektrarn. Povpraševanje po njih ni le v Rusiji, ampak tudi v azijsko-pacifiški regiji, kjer se lahko uporabljajo za vodo. razsoljevanje," pravi Kiriyenko. Prvi blok bo nekakšen pilotni projekt. Temelji na reaktorju majhne moči KLT40S, kar pa mu ne bo preprečilo, da bi zagotovil energijo celotnemu Sevmašu in poleg tega zadovoljil povpraševanje številnih tujih podjetij. Izdelavo reaktorskih naprav je zaupal Konstruktorski biro za strojništvo. Afrikantov, bo 80 odstotkov projekta financiral Rosatom, ostalo bo prevzel Sevmash.

Stroški celotnega projekta so pogojno določeni na ravni 200 milijonov dolarjev, medtem ko vračilna doba jedrske elektrarne po mnenju strokovnjakov ne bo več kot sedem let. Za predstavljanje obsega stroškov je dovolj, da navedemo nekaj številk, ki označujejo, recimo, različne dimenzije finančnega prostora, v katerem se projekt izvaja. Tako bo leta 2007 za izgradnjo TNPP namenjenih 2 milijardi 609 milijonov rubljev. Zagon pilotne enote je predviden najkasneje čez 3,8 leta. Vsaka postaja bo lahko delovala 12-15 let brez oskrbe z gorivom. Storitve mobilnega "polnjenja" ne bodo nasprotovale uporabi vsaj 12 držav, ki v takšni ali drugačni meri doživljajo pomanjkanje električne energije. Skoraj štiri leta bo v prvi TNPP delalo 25.000 ljudi, ki delajo v ladjedelnici Severodvinsk.

Nove informacije o tej temi:

Državna korporacija Rosatom se je z vlado dogovorila o prenosu lokacije za gradnjo plavajoče jedrske elektrarne Akademik Lomonosov iz Sevmasha (Severodvinsk, regija Arkhangelsk) na Baltiysky Zavod (Sankt Peterburg), poroča tiskovna služba koncerna Rosenergoatom. .

"Odločitev je bila posledica velike delovne obremenitve podjetja in potrebe, da se svoja prizadevanja osredotoči na državni obrambni red," piše v poročilu.

Kot so zapisali v sporočilu za javnost, bo Sevmašu razveljavljena generalna pogodba za gradnjo jedrske elektrarne nizke zmogljivosti ter izdelavo in dobavo plavajočega agregata. Celoten obseg gradnje v teku in nezazidanem gotovina bo vrnjeno kupcu - Rosenergoatomu.

Pred tem so poročali, da naj bi bila gradnja prve plavajoče jedrske elektrarne v Ruski federaciji, Sevmashpredpriyatie, končana leta 2010. Stroški pogodbe znašajo 200 milijonov dolarjev. Predpostavljalo se je, da bo 80 % projekta financiranih iz sredstev Rosenergatoma, še 20 % - iz Sevmasha. Začetek delovanja jedrske elektrarne je bil načrtovan leta 2011.

Baltiysky Zavod je največje rusko ladjedelniško podjetje. Združena industrijska korporacija, ki obvladuje tovarno, upravlja premoženje v vrednosti približno 9 milijard evrov.

Ladjedelniški kompleks "Sevmash" je največja ladjedelnica Ruske federacije za gradnjo jedrskih podmornic za rusko mornarico. Vendar pa v Zadnja leta podjetje ima težave s financiranjem, kar negativno vpliva na izvajanje obstoječih naročil. Zato je možno, da je odločitev o preprofiliranju naročila za gradnjo plavajoče jedrske elektrarne med drugim povzročila situacija v Sevmašu (slajd št. 7).

Posploševanje in utrjevanje znanja- 5 minut.

Učitelj lahko utrdi preučeno snov z metodo frontalnega spraševanja učencev. V te namene lahko uporabijo na primer taka vprašanja:

Kaj je jedrska elektrarna?

(Nuklearna elektrarna(NPP) - kompleks tehničnih struktur, zasnovanih za proizvodnjo električne energije z uporabo energije, sproščene med nadzorovano jedrsko reakcijo);

V katerem letu in v katerem mestu je bila zagnana prva jedrska elektrarna?

(leta 1954 v Obninsku);

Kakšne so vrste reaktorjev?

(Reaktorji na toplotnih nevtronih; na lahki vodi; grafitni reaktorji; reaktorji na težki vodi; reaktorji na hitrih nevtronih; subkritični reaktorji; termonuklearni reaktorji);

Kaj je PAES?

(Plavajoča jedrska elektrarna)

Povzetek lekcije - 5 minut

Splošne značilnosti izobraževalne dejavnosti učencev, učiteljevo sporočilo o doseganju ciljev pouka; ugotavljanje pomanjkljivosti in načine za njihovo odpravo. Opominjanje spremljevalcev na njihove dolžnosti. Učitelj se učencem zahvali za njihovo izobraževalno in spoznavno dejavnost, zaključi pouk.

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