Jepni klasifikimin e termocentraleve bërthamore në botë. Centralet bërthamore

Termocentralet bërthamore janë, instalimet bërthamore duke prodhuar energji, duke respektuar mënyrat e specifikuara në kushte të caktuara. Për këto qëllime përdoret territori i përcaktuar nga projekti, ku përdoren reaktorët bërthamorë së bashku me sistemet, pajisjet, pajisjet dhe strukturat e nevojshme për realizimin e detyrave të caktuara. Për të kryer detyrat e synuara, përfshihet personeli i specializuar.

Të gjitha termocentralet bërthamore në Rusi

Historia e energjisë bërthamore në vendin tonë dhe jashtë saj

Gjysma e dytë e viteve 40 u shënua nga fillimi i punës për krijimin e projektit të parë që përfshin përdorimin e një atomi paqësor për të prodhuar energji elektrike. Në vitin 1948, I.V. Kurchatov, i udhëhequr nga udhëzimet e partisë dhe qeverisë sovjetike, bëri një propozim për të filluar punën për përdorimin praktik të energjisë atomike për të prodhuar energji elektrike.

Dy vjet më vonë, në vitin 1950, jo shumë larg nga fshati Obninskoye, i vendosur në Rajoni Kaluga, filloi ndërtimi i termocentralit të parë bërthamor në planet. Nisja e termocentralit të parë industrial bërthamor në botë, me një kapacitet prej 5 MW, u bë më 27 qershor 1954. Bashkimi Sovjetik u bë fuqia e parë në botë që arriti të përdorë atomin për qëllime paqësore. Stacioni u hap në Obninsk, i cili në atë kohë kishte marrë statusin e një qyteti.

Por shkencëtarët sovjetikë nuk u ndalën këtu, ata vazhduan punën në këtë drejtim, në veçanti, vetëm katër vjet më vonë, në 1958, filloi funksionimi i fazës së parë të termocentralit bërthamor të Siberisë. Kapaciteti i tij ishte disa herë më i lartë se stacioni në Obninsk dhe arriti në 100 MW. Por për shkencëtarët vendas ky nuk ishte kufiri, pas përfundimit të të gjithë punës, kapaciteti i projektimit të stacionit ishte 600 MW.

Në hapësirat e hapura Bashkimi Sovjetik, ndërtimi i një termocentrali bërthamor, mori përmasa masive në atë kohë. Në të njëjtin vit, filloi ndërtimi NPP Beloyarsk, faza e parë e së cilës, tashmë në prill 1964, furnizoi konsumatorët e parë. Gjeografia e ndërtimit të termocentraleve bërthamore mbuloi të gjithë vendin me rrjetin e tij, në të njëjtin vit u hodh në treg njësia e parë e termocentralit bërthamor në Voronezh, kapaciteti i tij ishte 210 MW, njësia e dytë, e lëshuar pesë vjet më vonë në 1969. , kishte një kapacitet prej 365 MW. bumi në ndërtimin e centraleve bërthamore nuk u qetësua gjatë gjithë kohës epokës sovjetike... Stacione të reja, ose blloqe shtesë të atyre të ndërtuara tashmë, u nisën në intervale disavjeçare. Pra, tashmë në 1973, Leningrad mori termocentralin e vet bërthamor.

Sidoqoftë, shteti sovjetik nuk ishte i vetmi në botë që ishte në gjendje të zotëronte projekte të tilla. Në Britaninë e Madhe, ata gjithashtu nuk u dremitën dhe, duke kuptuar perspektivat këtë drejtim, kanë studiuar në mënyrë aktive këtë çështje. Pas vetëm dy vjetësh, britanikët nisën hapjen e stacionit në Obninsk projektin e vet mbi zhvillimin e atomit paqësor. Në vitin 1956, në qytetin Calder Hall, britanikët nisën stacionin e tyre, kapaciteti i të cilit tejkaloi analogun sovjetik dhe arriti në 46 MW. Ata nuk mbetën mbrapa në anën tjetër të Atlantikut, një vit më vonë, amerikanët vunë në punë solemnisht stacionin në Shippingport. Kapaciteti i objektit ishte 60 MW.

Sidoqoftë, zhvillimi i një atomi paqësor fshehu kërcënime të fshehura, për të cilat e gjithë bota mësoi shpejt. Shenja e parë ishte një aksident i madh në Three Mile Island që ndodhi në vitin 1979, mirë, pas së cilës një katastrofë goditi të gjithë botën, në Bashkimin Sovjetik, në qytetin e vogël të Çernobilit, ndodhi një fatkeqësi në shkallë të gjerë, ndodhi në 1986 . Pasojat e tragjedisë ishin të pariparueshme, por përveç kësaj, ky fakt bëri të gjithë botën të mendojë për këshillimin e përdorimit të energjisë bërthamore për qëllime paqësore.

Ndriçuesit botërorë në këtë industri po mendojnë seriozisht për përmirësimin e sigurisë së objekteve bërthamore. Rezultati ishte mbajtja e një asambleje kushtetuese, e cila u organizua më 15.05.1989 në kryeqytetin sovjetik. Asambleja vendosi të krijojë një Shoqatë Botërore, e cila duhet të përfshijë të gjithë operatorët e termocentraleve bërthamore, shkurtesa e saj e njohur përgjithësisht është WANO. Gjatë zbatimit të programeve të saj, organizata monitoron sistematikisht rritjen e nivelit të sigurisë së termocentraleve bërthamore në botë. Megjithatë, me gjithë përpjekjet e bëra, edhe objektet më moderne dhe në dukje më të sigurta nuk mund t'i bëjnë ballë sulmit të elementëve. Pikërisht për shkak të katastrofës endogjene, e cila u shfaq në formën e një tërmeti dhe cunamit që pasoi në vitin 2011, ndodhi një aksident në stacionin Fukushima-1.

Errësirë ​​atomike

Klasifikimi i NPP-ve

Termocentralet bërthamore klasifikohen sipas dy kritereve, llojit të energjisë që prodhojnë dhe llojit të reaktorëve. Në varësi të llojit të reaktorit, përcaktohet sasia e energjisë së prodhuar, niveli i sigurisë, si dhe çfarë lloj lëndësh të para përdoren në stacion.

Sipas llojit të energjisë që prodhojnë stacionet, ato ndahen në dy lloje:

Funksioni i tyre kryesor është të prodhojnë energji elektrike.

Termocentralet bërthamore. Për shkak të instalimeve të ngrohjes të instaluara aty, duke përdorur humbjet e nxehtësisë që janë të pashmangshme në stacion, bëhet e mundur ngrohja e ujit të rrjetit. Kështu, këto stacione prodhojnë energji termike përveç energjisë elektrike.

Duke shqyrtuar shumë opsione, shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se më racionalet janë tre varietetet e tyre, të cilat aktualisht përdoren në të gjithë botën. Ato ndryshojnë në disa mënyra:

1. Karburanti i përdorur;
2. Transportues të aplikuar të nxehtësisë;
3. Zonat aktive të operuara për të ruajtur temperaturën e kërkuar;
4. Një lloj moderatori që përcakton uljen e shpejtësisë së neutroneve që çlirohen gjatë kalbjes dhe janë aq të nevojshme për të mbështetur reaksionin zinxhir.

Lloji më i zakonshëm është një reaktor që përdor uranium të pasuruar si lëndë djegëse. Uji i zakonshëm ose i lehtë përdoret këtu si bartës i nxehtësisë dhe moderator. Reaktorë të tillë quhen reaktorë me ujë të lehtë, ekzistojnë dy lloje të tyre. Në të parën, avulli i përdorur për të rrotulluar turbinat gjenerohet në një bërthamë të quajtur reaktor i pikës së vlimit. Në të dytën, formimi i avullit ndodh në një qark të jashtëm, i cili lidhet me qarkun e parë me anë të shkëmbyesve të nxehtësisë dhe gjeneratorëve të avullit. Ky reaktor, filloi të zhvillohet në vitet pesëdhjetë të shekullit të kaluar, bazë për ta ishin programet e ushtrisë amerikane. Paralelisht, pothuajse në të njëjtën kohë, në Union u zhvillua një reaktor me ujë të valë, në të cilin një shufër grafiti veproi si moderator.

Është lloji i reaktorit të moderuar të këtij lloji që ka gjetur zbatim praktik. Ky është një reaktor i ftohur me gaz. Historia e saj filloi në fund të viteve dyzet, në fillim të viteve pesëdhjetë të shekullit XX, fillimisht zhvillimet e këtij lloji u përdorën në prodhimin e armëve bërthamore. Në këtë drejtim, dy lloje të karburantit janë të përshtatshëm për të, këto janë plutoniumi i shkallës së armëve dhe uraniumi natyror.

Projekti i fundit, i cili u shoqërua me sukses tregtar, ishte një reaktor ku si ftohës përdoret uji i rëndë dhe si lëndë djegëse uraniumi natyror tashmë i njohur. Fillimisht, reaktorë të tillë u projektuan nga disa vende, por në fund prodhimi i tyre u përqendrua në Kanada, për shkak të pranisë së depozitave masive të uraniumit në këtë vend.

NPP-të Thorium - Energjia e së Ardhmes?

Historia e përmirësimit të llojeve të reaktorëve bërthamorë

Reaktori, termocentrali i parë bërthamor në planet, ishte një dizajn shumë i arsyeshëm dhe i zbatueshëm, i cili u dëshmua gjatë shumë viteve dhe funksionimit të përsosur të stacionit. Ndër elementët përbërës të tij dalloheshin:

1. mbrojtje anësore nga uji;
2. shtresë murature;
3. kati i fundit;
4. kolektor i parafabrikuar;
5. kanal karburanti;
6. pjatë e sipërme;
7. murature grafit;
8. pjatë e poshtme;
9. shumëfishi i shpërndarjes.

U zgjodh materiali kryesor strukturor për veshjen e elementeve të karburantit dhe kanalet teknologjike çelik inox Në atë kohë, nuk dihej për lidhjet e zirkonit që mund të ishin të përshtatshme për të punuar me temperatura 300 ° C. Ftohja e një reaktori të tillë u krye me ujë, ndërsa presioni me të cilin furnizohej ishte 100 at. Në të njëjtën kohë, avulli u lëshua me një temperaturë prej 280 ° C, që është një parametër mjaft i moderuar.

Kanalet e reaktorit bërthamor ishin projektuar në atë mënyrë që ato të mund të zëvendësoheshin plotësisht. Kjo është për shkak të kufizimit të burimit, i cili është për shkak të kohës së kaluar nga karburanti në zonën e aktivitetit. Projektuesit nuk gjetën asnjë arsye për të pritur që materialet strukturore të vendosura në zonën e rrezatuar të aktivitetit do të jenë në gjendje të përdorin të gjithë burimin e tyre, përkatësisht rreth 30 vjet.

Sa i përket modelit TVEL, u vendos që të miratohej një version tubular me një mekanizëm ftohës të njëanshëm.

Kjo zvogëloi gjasat që produktet e ndarjes të hynin në qark në rast të dëmtimit të shufrës së karburantit. Për të rregulluar temperaturën e veshjes së elementit të karburantit, u përdor një përbërje karburanti e një aliazh uranium-molibden, i cili kishte formën e kokrrave të shpërndara me anë të një matrice me ujë të ngrohtë. Karburanti bërthamor i përpunuar në këtë mënyrë bëri të mundur marrjen e shufrave të karburantit shumë të besueshëm. të cilat ishin në gjendje të vepronin me ngarkesa të larta termike.

Termocentrali famëkeq bërthamor i Çernobilit mund të shërbejë si shembull i raundit tjetër të zhvillimit të teknologjive bërthamore paqësore. Në atë kohë, teknologjitë e përdorura në ndërtimin e tij konsideroheshin më të avancuara dhe lloji i reaktorit ishte më moderni në botë. Po flasim për reaktorin RBMK-1000.

Fuqia termike e një reaktori të tillë arriti në 3200 MW, ndërsa ka dy gjeneratorë turbinash, fuqia elektrike e të cilëve arrin në 500 MW, pra një njësi fuqie ka fuqi elektrike prej 1000 MW. Dioksidi i uraniumit të pasuruar u përdor si lëndë djegëse për RBMK. Në gjendjen fillestare, para fillimit të procesit, një ton lëndë djegëse e tillë përmban rreth 20 kg lëndë djegëse, përkatësisht uranium - 235. Me një ngarkim të palëvizshëm të dioksidit të uraniumit në reaktor, masa e substancës është 180 tonë.

Por procesi i ngarkimit nuk është një grumbull; elementët e karburantit, tashmë të njohur për ne, elementët e karburantit, vendosen në reaktor. Në fakt, ato janë tuba që janë bërë me një aliazh zirkoniumi. Si përmbajtje, ato përmbajnë tableta të dioksidit të uraniumit, të cilat kanë një formë cilindrike. Në zonën e aktivitetit të reaktorit, ato vendosen në montime karburanti, secila prej të cilave kombinon 18 shufra karburanti.

Në një reaktor të tillë ka deri në 1700 montime të tilla dhe ato vendosen në një pirg grafiti, ku kanalet vertikale teknologjike janë projektuar posaçërisht për këto qëllime. Është në to që bëhet qarkullimi i ftohësit, roli i të cilit, në RMBK, luhet nga uji. Vorbulla e ujit ndodh nën ndikimin e pompave të qarkullimit, nga të cilat janë tetë. Reaktori ndodhet brenda boshtit dhe muratura grafike është në një trup cilindrik me trashësi 30 mm. Mbështetja e të gjithë aparaturës është një bazë betoni, nën të cilën ndodhet një pishinë - një flluskë, e cila shërben për lokalizimin e aksidentit.

Gjenerata e tretë e reaktorëve përdor ujë të rëndë

Elementi kryesor i të cilit është deuteriumi. Dizajni më i zakonshëm quhet CANDU, ai u zhvillua në Kanada dhe përdoret gjerësisht në mbarë botën. Bërthama e reaktorëve të tillë ndodhet në një pozicion horizontal, dhe rezervuarët cilindrikë luajnë rolin e një dhome ngrohjeje. Kanali i karburantit kalon nëpër të gjithë dhomën e ngrohjes, secili prej këtyre kanaleve ka dy tuba koncentrikë. Ka tuba të jashtëm dhe të brendshëm.

Në tubin e brendshëm, karburanti është nën presionin e ftohësit, gjë që bën të mundur furnizimin shtesë të reaktorit gjatë funksionimit. Uji i rëndë D20 përdoret si ngadalësues. Gjatë një cikli të mbyllur, uji pompohet përmes tubave të reaktorit që përmbajnë tufat e karburantit. Si rezultat i ndarjes bërthamore, gjenerohet nxehtësi.

Cikli i ftohjes kur përdoret uji i rëndë konsiston në kalimin përmes gjeneratorëve të avullit, ku uji i zakonshëm vlon nga nxehtësia e krijuar nga uji i rëndë, si rezultat i të cilit formohet avulli, i cili ikën nën presion të lartë. Ai shpërndahet përsëri në reaktor, duke rezultuar në një cikël të mbyllur ftohjeje.

Pikërisht në këtë rrugë pati një përmirësim hap pas hapi të llojeve të reaktorëve bërthamorë që u përdorën dhe përdoren në vende të ndryshme të botës.

Në thelb, aktualisht përdoret ndarja e termocentraleve në IES, CHPP, CCGT, GTES, NPP, HEC. Për një përshkrim më të plotë, termocentralet mund të klasifikohen sipas një numri karakteristikash kryesore:

Sipas llojit të burimeve primare të energjisë;

Proceset e konvertimit të energjisë;

Nga numri dhe lloji i transportuesve të energjisë;

Sipas llojeve të energjisë së furnizuar;

Nga rrethi i konsumatorëve të mbuluar;

Sipas mënyrës së funksionimit.

1. Sipas llojeve të burimeve të energjisë primare të përdorura, termocentralet dallohen duke përdorur: lëndë djegëse fosile (TEC); karburanti bërthamor (NPP); hidrocentralet (HEC, PSPP dhe TEC); energjia diellore (SES); energjia e erës (WPP); nxehtësia nëntokësore (GEOES gjeotermale).

2. Sipas proceseve të aplikuara të shndërrimit të energjisë, dallohen termocentralet në të cilat: energjia termike e marrë shndërrohet në energji mekanike, e më pas në energji elektrike (TC.NPP); energjia termike e përftuar shndërrohet drejtpërdrejt në energji elektrike (centralet me gjeneratorë MHD, MHD-ES, SES me fotocela etj.); Energjia e ujit dhe e ajrit shndërrohet në energji mekanike të rrotullimit, pastaj në energji elektrike (hidrocentrali, termocentrali me pompë depozitimi, termocentrali i baticës, termocentralet me erë të energjisë së erës, termocentralet me turbina me gaz të ruajtjes së ajrit).

3. Sipas numrit dhe llojit të transportuesve të energjisë së përdorur, termocentralet ndryshojnë: me një transportues energjie (IES dhe CHPP, IES bërthamore dhe CHPP në avull, NPP me një transportues energjie gazi, GTPP); me dy bartës të energjisë të gjendjeve të ndryshme fazore (centralet me cikël të kombinuar, duke përfshirë PG-KES dhe PG-CHP); me dy bartës të ndryshëm të energjisë të së njëjtës gjendje fazore (centralet binar).

4. Sipas llojeve të energjisë së furnizuar, termocentralet ndryshojnë: furnizojnë vetëm ose kryesisht energji elektrike (HEC, PSPP, IES, IES bërthamore, GTES, PG-IES, etj.); furnizimi me energji elektrike dhe termike (CHP, CHP bërthamore, GT-CHP, etj.). v Kohët e fundit IES dhe IES bërthamore po rrisin gjithnjë e më shumë furnizimin me energji termike. Termocentralet e kombinuara termocentrale (CHP), përveç energjisë elektrike, prodhojnë nxehtësi; Përdorimi i nxehtësisë së mbetur në bashkëgjenerim siguron kursime të konsiderueshme të karburantit. Nëse përdoret avulli i shkarkimit ose uji i nxehtë për proceset teknologjike, ngrohjen dhe ajrosjen e ndërmarrjeve industriale, atëherë termocentralet CHP quhen industriale. Kur nxehtësia përdoret për ngrohjen dhe furnizimin me ujë të nxehtë të ndërtesave të banimit dhe publike në qytete, CHP-të quhen impiante komunale (ngrohëse). Ngrohja industriale Impiantet CHP furnizojnë ngrohje si ndërmarrjet industriale dhe popullsia. Në ngrohjen e CHPP-ve, së bashku me impiantet e turbinave të ngrohjes, ka kaldaja me ujë të nxehtë për furnizimin e nxehtësisë gjatë periudhave të pikut të ngarkesës termike.

5. Sipas gamës së konsumatorëve të mbuluar, dallohen: termocentralet rajonale (GRES – termocentrali rajonal shtetëror); termocentrale lokale për furnizim me energji elektrike të vendbanimeve individuale; blloqe stacione për furnizim me energji elektrike të konsumatorëve individual.

6. Termocentralet ndryshojnë sipas mënyrës së funksionimit në EPS: bazë; manovrueshëm ose gjysmë-pik; kulmin.

Grupi i parë përfshin IES të mëdhenj, më ekonomikë, IES bërthamore, termocentrale të kombinuara në modalitetin e ngrohjes dhe hidrocentrale pjesërisht, grupi i dytë përfshin termocentrale fleksibël me kondensim, SG-IES dhe CHPP, dhe grupi i tretë përfshin energjinë hidroelektrike maksimale. impiante, hidrocentrale dhe termocentrale me turbina me gaz. Termocentralet dhe IES më pak ekonomike funksionojnë pjesërisht në modalitetin e pikut.

Përveç veçorive të përgjithshme themelore të mësipërme të klasifikimit të termocentraleve, çdo lloj ka veçoritë e veta të klasifikimit të brendshëm. Për shembull, IES dhe CHPP ndryshojnë në parametrat e tyre fillestarë, skema teknologjike(blloku dhe i ndërlidhur), kardinaliteti i njësisë, etj. NPP-të klasifikohen sipas llojit të reaktorëve (neutronet termike dhe të shpejta), sipas dizajnit të reaktorëve, etj.

Së bashku me llojet kryesore të termocentraleve të diskutuara më sipër, në Rusi po zhvillohen edhe termocentrale me cikël të kombinuar dhe thjesht me turbinë me gaz. Termocentralet me cikël të kombinuar (PGPP) përdoren në dy versione: me një gjenerator avulli me presion të lartë dhe me shkarkimin e gazrave të shkarkimit në njësitë e kaldajave konvencionale. Në variantin e parë, produktet e djegies nga dhoma e djegies nën presion dërgohen në një gjenerator kompakt avulli me presion të lartë, ku gjenerohet avulli me presion të lartë, dhe produktet e djegies ftohen në 750-800 ° C, pas së cilës ato janë dërgohet në një turbinë me gaz dhe avulli me presion të lartë furnizohet në një turbinë me avull.

Në opsionin e dytë, produktet e djegies nga dhoma e djegies me shtimin e sasisë së kërkuar të ajrit për të ulur temperaturën në 750-800 ° C dërgohen në turbinën e gazit, dhe prej andej gazrat e shkarkimit në një temperaturë prej rreth 350- 400 ° C me një përmbajtje të lartë oksigjeni futen në kaldaja konvencionale të TEC-eve me turbina me avull, ku kryejnë funksionin e një oksiduesi dhe japin ngrohtësinë e tyre.

Dhe skema e parë duhet të djegë gaz natyror ose një karburant të lëngshëm të veçantë të turbinës së gazit, në skemën e dytë karburanti i tillë duhet të digjet vetëm në dhomën e djegies së një turbine me gaz, dhe në kaldaja - vaj karburanti ose lëndë djegëse e ngurtë, që është një avantazh i caktuar. Kombinimi i dy cikleve do të rrisë efikasitetin e përgjithshëm të CHPP-së me rreth 5-6% në krahasim me IES me turbinë me avull. Fuqia turbinat me gaz Termocentrali me cikël të kombinuar përbën afërsisht 20-25% të kapacitetit të njësisë me cikël të kombinuar. Për faktin se investimet kapitale specifike në seksionin e turbinave me gaz janë më të ulëta se në seksionin e turbinës me avull, SGPP arrin një ulje të investimeve kapitale specifike me 10-12%. Njësitë e ciklit të kombinuar janë më të manovrueshme se njësitë kondensuese konvencionale dhe mund të përdoren për të operuar në zonën gjysmë të pikut, pasi ato janë më ekonomike se IES-të e manovrueshme.

Parimet e klasifikimit të termocentraleve. Klasat, nënklasat, grupet, nëngrupet.

Klasifikimi i termocentraleve

PJESA E DYTE

termocentralet,
DUKE PUNUAR NË
ENERGJI FALAS

Klasa- përcaktohet nga procesi kryesor dhe lloji i energjisë fillestare (të konsumuar).

Nënklasa- percaktuar nga tipare karakteristike dhe emra të pranuar (të njohur).

Grupi- përcaktohet nga lloji i energjisë së prodhuar (të gjeneruar).

Nëngrupi- përcakton llojin e instalimit sipas dallimeve të projektimit.

Në varësi të veçorive specifike dhe gjendjes së zhvillimit, ndarja e specifikuar mund të mos respektohet gjithmonë rreptësisht. Ka tetë klasa kryesore:

1- termike termocentralet: në to, procesi kryesor i çlirimit të energjisë është një tranzicion fazor i një lloji më të lartë (FPVR), domethënë ndarja e pjesshme ose e plotë e atomeve në grimca elementare - elektrino dhe elektrone. Energjia fillestare është energjia e mundshme lidhëse e grimcave elementare në një atom - energjia e akumuluar në materie.

2- natyrore termocentrale, pra impiante që përdorin energji dukuritë natyrore drejtpërdrejt.

3- koriolis termocentralet - procesi kryesor i prodhimit të energjisë shoqërohet me vetë-tjerrjen e rotorit nga forcat Coriolis. Energjia fillestare e rrjedhës radiale të materies mund të jetë e ndryshme: hidraulike, kimike, magnetike, ...

4- elektromagnetike termocentralet - procesi kryesor është shndërrimi i rrymave elektrike në lloje te ndryshme energjia: mekanike, termike, elektrike.

5- rezonancë vibrimi termocentralet - procesi kryesor është shkëmbimi i energjisë i lëngut të punës në kushtet e rezonancës së dridhjeve. Burimi është energjia mjedisi i jashtëm, në veçanti, molekulat e ajrit atmosferik.

6- eterike termocentralet - procesi kryesor është trashja e drejtuar e eterit, në veçanti, e gazit elektrik. Energjia fillestare është eteri.

7- e rikarikueshme termocentralet - procesi kryesor është akumulimi i energjisë (elektrike, kimike, termike, ...) dhe kthimi i saj kur bateria shkarkohet.

8- të kombinuara termocentrale - instalime me disa lloje të ndryshme të proceseve të çlirimit të energjisë, të cilat është e vështirë t'i atribuohen njërës prej klasave të specifikuara.

Kjo klasë përfshin të gjitha termocentralet tradicionale për lëndët djegëse fosile, instalime bërthamore, hidrogjeni dhe të reja të energjisë natyrore.

Ato tradicionale përfshijnë: motorë me djegie të brendshme dhe të jashtme, instalime turbinash me gaz dhe avull, si dhe instalime të ndryshme termike dhe kaldajash.

Termocentralet bërthamore përfshijnë termocentrale moderne bërthamore dhe termocentrale, ku procesi i çlirimit të energjisë shkon me kalbjen e plotë të substancave radioaktive.

Termocentralet e hidrogjenit përdorin hidrogjen, i cili reagon me oksigjenin për të prodhuar ujë.

Termocentralet e listuara janë të njohura dhe për to ka shumë literaturë teknike, ndaj nuk ka nevojë të përshkruhen në detaje.

Duhet theksuar se ata përdorin të kufizuar Burime natyrore: qymyri, nafta, gazi, uraniumi ..., që nuk rimbushen nga natyra aq shpejt sa shpenzohen. Këto instalime karakterizohen nga një ekologji e gabuar, e dëmshme për njerëzimin.

Instalime të energjisë natyrore / 1 / pa këto mangësi, meqenëse vetëm dekompozimi i pjesshëm, i butë, i substancës (ajri, uji) përdoret pa ndryshim vetitë kimike për shkak të një defekti të vogël masiv të rendit 10 -6%, i cili plotësohet në kushte natyrore.

Termocentralet termonukleare, të cilat janë në zhvillim prej disa dekadash me rezultate zero, nuk u përfshinë në klasifikim, pasi në përputhje me teorinë moderne / 1,2 / ato janë jofunksionale.

Reaktorët klasifikohen sipas nivelit të energjisë së neutroneve që marrin pjesë në reaksionin e ndarjes, sipas parimit të vendosjes së karburantit dhe moderatorit, qëllimit, llojit të moderatorit dhe ftohësit dhe gjendjes së tyre fizike.

Reaktorët bërthamorë ndahen në disa grupe:

1) Në varësi të energjisë mesatare të spektrit të neutronit - në të shpejtë, të ndërmjetëm dhe termik;

2) Sipas veçorive të projektimit të bërthamës - në byk dhe kanal;

3) Sipas llojit të bartësit të nxehtësisë - ujë, ujë i rëndë, natrium;

4) Sipas llojit të moderatorit - për ujë, grafit, ujë të rëndë, etj.

Për qëllime energjetike, për prodhimin e energjisë elektrike përdoren:

1) Reaktorë të ftohur me ujë me ujë jo të vluar ose të vluar nën presion,

2) Reaktorët uranium-grafit me ujë të vluar ose të ftohur me dioksid karboni,

3) Reaktorët e kanaleve të ujit të rëndë etj.

Në të ardhmen do të përdoren gjerësisht reaktorët e shpejtë të neutroneve të ftohur nga metale të lëngëta (natriumi, etj.); në të cilën ne zbatojmë rrënjësisht mënyrën e riprodhimit të karburantit, d.m.th. duke krijuar numrin e izotopeve të zbërthyer të plutoniumit Pu-239 që tejkalon numrin e izotopeve të konsumuara të uraniumit U-235. Parametri që karakterizon rritjen e karburantit quhet raporti i plutoniumit. Ai tregon se sa akte të atomeve Pu-239 krijohen gjatë reaksioneve të kapjes së neutroneve në U-238 për atom të U-235, i cili kapi një neutron dhe iu nënshtrua ndarjes.

V reaktor termik pjesa më e madhe e ndarjes së bërthamave ndodh kur bërthamat thithin neutronet termike nga izotopet e zbërthyer. Reaktorët në të cilët ndarja bërthamore kryhet kryesisht nga neutrone me një energji prej më shumë se 0,5 MeV quhen reaktorë të shpejtë neutron. Reaktorët në të cilët pjesa më e madhe e ndarjes ndodh si rezultat i përthithjes së neutroneve të ndërmjetme nga bërthamat e izotopeve të zbërthyeshme quhen reaktorë neutronësh të ndërmjetëm (rezonancë).

Aktualisht, reaktorët termikë janë më të përdorurit. Reaktorët termikë karakterizohen nga përqendrimi i karburantit bërthamor 235 U në bërthamë nga 1 në 100 kg / m 3 dhe prania e masave të mëdha të moderatorit. Një reaktor i shpejtë neutron karakterizohet nga një përqendrim i karburantit bërthamor prej 235 U ose 239 U të rendit prej 1000 kg / m 3 dhe mungesës së një moderatori në bërthamë.

Në reaktorët në neutronet e ndërmjetme në zonën aktive të moderatorit është shumë i vogël, dhe përqendrimi i karburantit bërthamor 235 U në të është nga 100 në 1000 kg / m 3.

Në reaktorët termikë, ndarja e bërthamave të karburantit ndodh gjithashtu kur neutronet e shpejta kapen nga bërthama, por probabiliteti i këtij procesi është i parëndësishëm (1 - 3%). Nevoja për një moderator neutron është për shkak të faktit se seksionet kryq efektive të ndarjes së bërthamave të karburantit janë shumë më të mëdha në energji të ulëta neutronesh sesa në ato të mëdha.

Në thelbin e një reaktori termik duhet të ketë një moderator - një substancë bërthamat e së cilës kanë një numër masiv të vogël. Si moderatorë përdoren grafiti, uji i rëndë ose i lehtë, beriliumi, lëngjet organike. Një reaktor termik mund të funksionojë edhe me uranium natyror nëse uji i rëndë ose grafiti përdoret si moderator. Për moderatorët e tjerë, duhet të përdoret uranium i pasuruar. Dimensionet e kërkuara kritike të reaktorit varen nga shkalla e pasurimit të karburantit; me një rritje të shkallës së pasurimit, ato janë më të vogla. Një pengesë e rëndësishme e reaktorëve termikë është humbja e neutroneve të ngadalta si rezultat i kapjes së tyre nga moderatori, ftohësi, materialet strukturore dhe produktet e ndarjes. Prandaj, në reaktorë të tillë është e nevojshme të përdoren substanca me seksione të vogla kapëse për neutronet e ngadalta si moderator, ftohës dhe materiale strukturore.

Tre elementët thelbësorë për reaktorët termikë janë çlirimi i nxehtësisë, moderatori dhe ftohësi. Kjo figurë tregon një plan urbanistik tipik të bërthamës.

Një ftohës pompohet përmes reaktorit me ndihmën e pompave (të quajtura pompa qarkullimi), e cila më pas rrjedh ose në turbinë (në RBMK) ose në shkëmbyesin e nxehtësisë (në llojet e tjera të reaktorëve). Ftohësi i nxehtë i shkëmbyesit të nxehtësisë hyn në turbinë, ku humbet një pjesë të energjisë për të gjeneruar energji elektrike. Nga turbina, ftohësi hyn në kondensator për avull, në mënyrë që ftohësi me parametrat e kërkuar për funksionimin optimal të furnizohet në reaktor. Reaktori ka gjithashtu një sistem kontrolli për të, i cili përbëhet nga një grup shufrash me një diametër prej disa centimetrash dhe një gjatësi të krahasueshme me lartësinë e bërthamës, të përbërë nga një material që thith shumë neutrone, zakonisht komponime bori. Shufrat janë të vendosura në kanale të veçanta dhe mund të ngrihen ose ulen në reaktor. Në gjendjen e ngritur, ato kontribuojnë në përshpejtimin e reaktorit, në gjendje të ulur e mbytin atë. Drejtuesit e shufrës janë të rregullueshme në mënyrë të pavarur, kështu që ato mund të përdoren për të konfiguruar aktivitetin e reagimit në pjesë të ndryshme të bërthamës.

E veçanta e një reaktori bërthamor është se 94% e energjisë së ndarjes shndërrohet në nxehtësi në çast, d.m.th. gjatë kohës gjatë së cilës fuqia e reaktorit ose dendësia e materialeve në të nuk ka kohë të ndryshojë dukshëm. Prandaj, kur fuqia e reaktorit ndryshon, çlirimi i nxehtësisë ndjek pa vonesë procesin e ndarjes së karburantit.

Sidoqoftë, kur reaktori fiket, kur shpejtësia e ndarjes zvogëlohet me më shumë se dhjetëra herë, burimet e lëshimit të vonuar të nxehtësisë (rrezatimet gama dhe beta nga produktet e ndarjes) mbeten në të, të cilat bëhen mbizotëruese. Lëshimi i nxehtësisë së mbetur pas përfundimit të reaksionit të ndarjes kërkon heqjen e nxehtësisë për një kohë të gjatë pas mbylljes së reaktorit. Megjithëse fuqia e lëshimit të nxehtësisë së mbetur është shumë më e vogël se ajo nominale, qarkullimi i ftohësit përmes reaktorit duhet të sigurohet me shumë besueshmëri, pasi lirimi i nxehtësisë së mbetur nuk mund të kontrollohet. Ndalohet rreptësisht heqja e ftohësit nga reaktori që ka funksionuar për disa kohë për të shmangur mbinxehjen dhe dëmtimin e elementëve të karburantit.

V reaktorët e ndërmjetëm neutron, në të cilën shumica e ngjarjeve të ndarjes shkaktohen nga neutronet me energji më të larta se termike (nga 1 eV në 100 keV), masa e moderatorit është më e vogël se në reaktorët termikë. Një tipar specifik i funksionimit të një reaktori të tillë është se seksioni kryq i ndarjes së karburantit me një rritje të ndarjes së neutronit në rajonin e ndërmjetëm zvogëlohet më dobët se seksioni kryq i përthithjes së materialeve strukturore dhe produkteve të ndarjes. Kështu, gjasat e akteve të ndarjes rriten në krahasim me aktet e marrjes. Kërkesat për karakteristikat e neutroneve të materialeve strukturore janë më pak të rrepta, diapazoni i tyre është më i gjerë. Rrjedhimisht, bërthama e një reaktori të ndërmjetëm neutron mund të bëhet nga materiale më të qëndrueshme, gjë që bën të mundur rritjen e largimit specifik të nxehtësisë nga sipërfaqja ngrohëse e reaktorit. Pasurimi i karburantit me një izotop të zbërthyeshëm në reaktorët e ndërmjetëm për shkak të një uljeje të seksionit kryq duhet të jetë më i lartë se në reaktorët termikë. Riprodhimi i karburantit bërthamor në reaktorët që përdorin neutrone të ndërmjetme është më i madh se në një reaktor që përdor neutrone termike.

Një substancë që moderon dobët neutronet përdoret si ftohës në reaktorët e ndërmjetëm. Për shembull, metale të lëngëta. Moderator është grafiti, beriliumi etj.

Elementet e karburantit me karburant shumë të pasuruar vendosen në thelbin e një reaktori të shpejtë neutron. Bërthama është e rrethuar nga një zonë riprodhimi e përbërë nga elementë karburanti që përmbajnë lëndë djegëse (uraniumi i varfëruar, toriumi). Neutronet që ikin nga bërthama kapen në zonën e shumimit nga bërthamat e lëndës së parë të karburantit, duke rezultuar në formimin e karburantit të ri bërthamor. Një avantazh i veçantë i reaktorëve të shpejtë është mundësia e organizimit të një riprodhimi të zgjatur të karburantit bërthamor në to, d.m.th. njëkohësisht me gjenerimin e energjisë, për të prodhuar karburant të ri në vend të karburantit bërthamor të djegur. Reaktorët e shpejtë nuk kërkojnë një moderator dhe ftohësi nuk duhet të ngadalësojë neutronet.

Reaktorët ndahen në homogjenë dhe heterogjenë në varësi të mënyrës së vendosjes së karburantit në bërthamë.

V reaktor homogjen karburanti bërthamor, ftohësi dhe moderatori (nëse ka) janë të përziera tërësisht dhe janë në të njëjtën gjendje fizike, d.m.th. bërthama e një reaktori plotësisht homogjen është një përzierje homogjene e lëngshme, e ngurtë ose e gaztë e karburantit bërthamor, ftohësit ose moderatorit. Reaktorët homogjenë mund të jenë neutrone termike dhe të shpejta. Në një reaktor të tillë, e gjithë bërthama ndodhet brenda një ene sferike çeliku dhe është një përzierje e lëngshme homogjene e karburantit dhe moderatorit në formën e një solucioni ose aliazhi të lëngshëm (për shembull, një zgjidhje e sulfatit uranil në ujë, një zgjidhje e uraniumit në bismut të lëngët), i cili gjithashtu shërben si ftohës.

Një reaksion i ndarjes bërthamore ndodh në një tretësirë ​​të karburantit brenda një ene reaktori sferik, si rezultat, temperatura e tretësirës rritet. Zgjidhja e djegshme nga reaktori hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë, ku i jep nxehtësi ujit në qarkun dytësor, ftohet dhe dërgohet përsëri në reaktor me një pompë rrethore. Për të parandaluar shfaqjen e një reaksioni bërthamor jashtë reaktorit, vëllimet e tubacioneve të lakut, shkëmbyesit të nxehtësisë dhe pompës zgjidhen në mënyrë që vëllimi i karburantit në çdo seksion të lakut të jetë shumë më i ulët se ai kritik. Reaktorët homogjenë kanë disa përparësi ndaj atyre heterogjenë. Ky është një dizajn i thjeshtë i bërthamës dhe dimensioneve të tij minimale, aftësia për të hequr vazhdimisht produktet e ndarjes dhe për të shtuar karburant të freskët bërthamor gjatë funksionimit pa ndalur reaktorin, thjeshtësia e përgatitjes së karburantit dhe gjithashtu fakti që reaktori mund të kontrollohet duke ndryshuar përqendrimi i karburantit bërthamor.

Megjithatë, reaktorët homogjenë kanë gjithashtu disavantazhe serioze. Përzierja homogjene që qarkullon rreth lakut lëshon rrezatim të fortë radioaktiv, i cili kërkon mbrojtje shtesë dhe komplikon kontrollin e reaktorit. Vetëm një pjesë e karburantit është në reaktor dhe përdoret për të prodhuar energji, ndërsa pjesa tjetër është në tubacionet e jashtme, shkëmbyesit e nxehtësisë dhe pompat. Përzierja qarkulluese shkakton korrozion dhe gërryerje të rëndë të sistemeve dhe pajisjeve të reaktorit dhe qarkut. Formimi i një përzierjeje shpërthyese shpërthyese në një reaktor homogjen si rezultat i radiolizës së ujit kërkon pajisje për djegien e tij pas. E gjithë kjo çoi në faktin se reaktorët homogjenë nuk u përdorën gjerësisht.

V reaktor heterogjen karburanti në formë blloqe vendoset në moderator, d.m.th. karburanti dhe moderatori janë të ndara në hapësirë.

Aktualisht, vetëm reaktorët heterogjenë janë projektuar për qëllime energjetike. Karburanti bërthamor në një reaktor të tillë mund të përdoret në gjendje të gaztë, të lëngët dhe të ngurtë. Megjithatë, tani reaktorët heterogjenë funksionojnë vetëm me lëndë djegëse të ngurta.

Në varësi të agjentit moderator, reaktorët heterogjenë ndahen në grafit, ujë të lehtë, ujë të rëndë dhe organik. Sipas llojit të ftohësit, reaktorët heterogjenë janë me ujë të lehtë, ujë të rëndë, gaz dhe metal të lëngshëm. Ftohësit e lëngshëm brenda reaktorit mund të jenë në gjendje njëfazore dhe dyfazore. Në rastin e parë, ftohësi brenda reaktorit nuk vlon, dhe në të dytën, vlon.

Reaktorët në bërthamën e të cilëve temperatura e ftohësit është më e ulët se pika e vlimit quhen reaktorë të ujit nën presion, dhe reaktorët brenda të cilëve vlon ftohësi quhen reaktorë të vlimit.

Në varësi të moderatorit dhe ftohësit të përdorur, reaktorët heterogjenë janë projektuar sipas skemave të ndryshme. Në Rusi, llojet kryesore të reaktorëve të energjisë bërthamore janë ujë nën presion dhe ujë-grafit.

Sipas dizajnit, reaktorët ndahen në enë nën presion dhe reaktorë kanalesh. V reaktorë nën presion presioni i ftohësit bartet nga trupi. Rrjedha e përgjithshme e ftohësit rrjedh brenda enës së reaktorit. V reaktorët e kanalit ftohësi furnizohet në secilin kanal me montimin e karburantit veçmas. Ena e reaktorit nuk është e ngarkuar me presionin e ftohësit; ky presion bartet nga çdo kanal i veçantë.

Në varësi të qëllimit, reaktorët bërthamorë janë energjikë, konvertues dhe riprodhues, kërkimor dhe me shumë qëllime, transport dhe industrial.

Reaktorët e energjisë bërthamore përdoren për të prodhuar energji elektrike në termocentralet bërthamore, në termocentralet e anijeve, në termocentralet e kombinuara bërthamore dhe termocentralet (ATEC), si dhe në termocentralet bërthamore (AST).

Quhen reaktorë të projektuar për prodhimin e karburantit bërthamor sekondar nga uraniumi natyror dhe toriumi konvertuesit ose mbarështuesve... Në reaktorin - konvertuesin e karburantit sekondar bërthamor, formohet më pak karburant i konsumuar fillimisht. Në reaktorin riprodhues, kryhet një riprodhim i zgjeruar i karburantit bërthamor, d.m.th. rezulton më shumë se sa është shpenzuar.

Reaktorët kërkimorë përdoren për të studiuar proceset e bashkëveprimit të neutroneve me lëndën, për të studiuar sjelljen e materialeve të reaktorit në fusha intensive të rrezatimit neutron dhe gama, kërkime radiokimike dhe biologjike, prodhimin e izotopeve, kërkime eksperimentale të fizikës së reaktorëve bërthamorë. Reaktorët kanë kapacitete të ndryshme, të palëvizshme ose të funksionimit me puls. Më të përhapurit janë reaktorët kërkimorë me ujë nën presion që përdorin uranium të pasuruar. Fuqia termike e reaktorëve kërkimor ndryshon në një gamë të gjerë dhe arrin disa mijëra kilovat.

Me shumë qëllime quhen reaktorë që shërbejnë për disa qëllime, për shembull, për të gjeneruar energji dhe për të marrë karburant bërthamor.

Agjencia Federale për Arsimin

GOU VPO “Universiteti Shtetëror Pomor me emrin M.V. Lomonosov "

Fakulteti i Teknologjisë dhe Sipërmarrjes

Skica e mësimit

me temë: “Central bërthamor”.

Arkhangelsk 2010

Skica e përvijimit të mësimit

Tema e mësimit. Centralet bërthamore.

Objektivat e mësimit:

1) Edukative:

Prezantoni informacion i pergjithshem për termocentralet bërthamore;

Të zbulojë rëndësinë kryesore të elementeve individuale të rregullimit të termocentraleve bërthamore;

Të njihen me vendet e favorshme të centraleve bërthamore;

Flisni për avantazhet dhe disavantazhet e termocentraleve bërthamore;

Të njohë studentët me të dhënat më të fundit mbi ndërtimin e termocentraleve bërthamore në rajonin e Arkhangelsk.

2) Edukative:

Kultivoni vëmendjen, këmbënguljen, saktësinë.

3) Zhvillimi:

Formimi i interesit njohës për këtë temë;

Zhvilloni vëmendjen vullnetare, kujtesën vizuale, të menduarit konstruktiv.

Lloji i mësimit: leksion duke përdorur teknologjitë multimediale.

Mjete, mjete dhe materiale mësimore: Diagrami strukturor i një centrali bërthamor.

Për mësuesin- tekst shkollor; tabela studimi dhe shkumës për të punuar në dërrasën e zezë, pajisje për shfaqjen e multimedias.

Për studentin- teksti mësimor, fletore në katror, ​​fletore pune.

Gjatë orëve të mësimit

Pjesa organizative - 2 minuta

pershendetje;

Kontrollimi i gatishmërisë për mësimin;

Kontrollimi i frekuentimit të studentëve.

Tema e mesazhit, objektivat e mësimit - 3 minuta

Duke tërhequr vëmendjen e nxënësve në dërrasën e zezë, mësuesi thotë me zë të lartë atë që është shkruar dhe u kërkon të shkruajnë temën e mësimit në fletoren e nxënësve.

Përsëritja e materialit të trajtuar më parë me temën "Marrja e energjisë elektrike" - 5 minuta

Për të kursyer kohë në leksione, konsolidimi i materialit të studiuar me studentët bëhet më së miri duke përdorur metodën e vrojtimit frontal. Megjithatë, mund të përdoren edhe forma dhe metoda të tjera të përditësimit të njohurive të studentëve.

Nxënësit ftohen të përgjigjen në pyetjet:

Mënyrat për të përdorur energjinë elektrike?

Llojet e gjeneratorëve?

Linjat e transmetimit të energjisë - linjat e energjisë;

Cilat termocentrale prodhojnë energji elektrike?

Burimet e energjisë radioizotopike.

Mësimi i materialit të ri - 25 minuta

Përfshirja e multimedias së krijuar në MS Power Point para studentëve.

Centrali bërthamor(NPP) - një kompleks strukturash teknike të krijuara për të gjeneruar energji elektrike duke përdorur energjinë e çliruar gjatë një reaksioni bërthamor të kontrolluar (rrëshqitja nr. 1).

Histori.

Në gjysmën e dytë të viteve 40, edhe para përfundimit të punës për krijimin e bombës së parë atomike (prova e saj, siç e dini, u zhvillua më 29 gusht 1949), shkencëtarët sovjetikë filluan të zhvillojnë projektet e para për paqen. përdorimi i energjisë atomike, drejtimi i përgjithshëm i së cilës u bë menjëherë industria e energjisë elektrike.

Në vitin 1948, me sugjerimin e I.V. Kurchatov, dhe në përputhje me udhëzimet e partisë dhe qeverisë, filloi puna e parë për aplikimin praktik të energjisë atomike për prodhimin e energjisë elektrike.

Në maj 1950, afër fshatit Obninskoye, Rajoni Kaluga, filloi puna për ndërtimin e termocentralit të parë bërthamor në botë.

Termocentrali i parë bërthamor në botë me një kapacitet prej 5 MW u lançua më 27 qershor 1954 në BRSS, në qytetin Obninsk, që ndodhet në rajonin e Kaluga (rrëshqitja nr. 2).

Më 29 Prill 2002, në orën 11.31 me kohën e Moskës, reaktori i termocentralit të parë bërthamor në botë në Obninsk u mbyll përgjithmonë. Sipas shërbimit për shtyp të Ministrisë së Energjisë Atomike të Rusisë, stacioni u ndal vetëm për arsye ekonomike, pasi "mirëmbajtja e tij në një gjendje të sigurt bëhej gjithnjë e më e shtrenjtë çdo vit".

Termocentrali i parë bërthamor në botë me një reaktor AM-1 5 MW (Atom Peaceful) dha rrymë industriale më 27 qershor 1954 dhe hapi rrugën për përdorimin e energjisë atomike për qëllime paqësore, pasi kishte funksionuar me sukses për gati 48 vjet.

Në vitin 1958, u vu në punë faza e parë e NPP-së Siberiane me një kapacitet prej 100 MW (kapaciteti i plotë i projektimit prej 600 MW). Në të njëjtin vit, filloi ndërtimi i termocentralit industrial bërthamor Beloyarsk, dhe më 26 Prill 1964, gjeneratori i fazës së parë u dha rrymë konsumatorëve. Në shtator të vitit 1964, u lançua njësia 1 e NPP Novovoronezh me një kapacitet prej 210 MW. Njësia e dytë me një kapacitet prej 350 MW u lançua në dhjetor 1969. Në vitin 1973 u hodh në treg TEC-i i Leningradit.

Jashtë BRSS, termocentrali i parë industrial bërthamor me një kapacitet prej 46 MW u vu në punë në 1956 në Calder Hall (Britania e Madhe). Një vit më vonë, një termocentral bërthamor 60 MW u vu në punë në Shippingport (SHBA).

Në fillim të vitit 2004, në botë funksiononin 441 reaktorë të energjisë bërthamore, 75 prej tyre furnizon me karburant TVEL OJSC ruse.

Termocentrali më i madh bërthamor në Evropë - NPP Zaporizhzhya... Energodar (rajoni Zaporizhzhya, Ukrainë), ndërtimi i të cilit filloi në 1980 dhe në mesin e 2008 ka 6 reaktor bërthamor me një kapacitet total prej 5.7 Gigavat.

Klasifikimi.

Sipas llojit të reaktorëve.

Termocentralet bërthamore klasifikohen sipas reaktorëve të instaluar në to:

Reaktorët termikë, duke përdorur moderatorë të veçantë për të rritur probabilitetin e përthithjes së neutroneve nga bërthamat e atomeve të karburantit;

Reaktorët e ujit të lehtë. Reaktor i ujit të lehtë - një reaktor bërthamor në të cilin uji i zakonshëm H3O përdoret për të ngadalësuar neutronet dhe / ose si ftohës. Uji i zakonshëm, ndryshe nga uji i rëndë, jo vetëm që ngadalëson, por gjithashtu thith në masë të madhe neutronet (sipas reaksionit 1H + n = ²D) .;

Reaktorë grafiti;

Reaktorët e ujit të rëndë. Reaktor bërthamor me ujë të rëndë - një reaktor bërthamor që përdor D2O - ujë të rëndë si ftohës dhe moderator. Për shkak të faktit se deuteriumi ka një seksion kryq të thithjes së neutronit më të vogël se hidrogjeni i lehtë, reaktorë të tillë kanë një ekuilibër të përmirësuar neutron, gjë që bën të mundur përdorimin e uraniumit natyror si lëndë djegëse në reaktorët e energjisë ose përdorimin e neutroneve "ekstra" për prodhimin e izotopeve. në të ashtuquajturat. "Industriale";

Reaktorët e shpejtë të neutronit janë një reaktor bërthamor që përdor neutrone me energji > 105 eV për të mbajtur një reaksion zinxhir bërthamor. ;

Reaktorët nënkritikë që përdorin burime të jashtme të neutroneve;

Reaktorët e shkrirjes. Fusioni termonuklear i kontrolluar (CTF) është sinteza e bërthamave atomike më të rënda nga ato më të lehta për të marrë energji, e cila, në ndryshim nga shkrirja termonukleare shpërthyese (që përdoret në armët termonukleare), është e një natyre të kontrolluar.

Sipas llojit të energjisë së çliruar.

Sipas llojit të energjisë së furnizuar, termocentralet bërthamore mund të ndahen në:

Centralet bërthamore (NPP) të projektuara për të prodhuar vetëm energji elektrike;

Termocentralet e kombinuara bërthamore të nxehtësisë dhe energjisë (CHPP) që prodhojnë energji elektrike dhe termike;

Stacionet e furnizimit me ngrohje bërthamore (AST) që prodhojnë vetëm energji termike;

Sidoqoftë, të gjitha termocentralet bërthamore në Rusi kanë instalime ngrohje të projektuara për ngrohjen e ujit të rrjetit.

3.3. Elementet bazë të një termocentrali bërthamor

Një nga elementët kryesorë të një termocentrali bërthamor është një reaktor. Në shumë vende të botës, ata përdorin kryesisht reaksione të ndarjes bërthamore të uraniumit U-235 nën ndikimin e neutroneve termike. Për zbatimin e tyre në reaktor, përveç karburantit (U-235), duhet të ketë një moderator neutron dhe, natyrisht, një ftohës që largon nxehtësinë nga reaktori. Në reaktorët VVER (ujë nën presion), uji i zakonshëm nën presion përdoret si moderator dhe ftohës. Në reaktorët RBMK (reaktor i kanalit me fuqi të lartë), uji përdoret si ftohës dhe grafiti përdoret si moderator. Në vitet e mëparshme, të dy këta reaktorë u përdorën gjerësisht në termocentralet bërthamore në industrinë e energjisë elektrike.

Reaktori dhe sistemet e tij të servisimit përfshijnë: vetë reaktorin me mbrojtje biologjike, shkëmbyes nxehtësie, pompa ose instalime gazi që qarkullojnë ftohësin; tubacione qarkullimi dhe pajisje; pajisje për rimbushjen e karburantit bërthamor; sisteme të veçanta ventilim, ftohje emergjente etj.

NPP-të me reaktorë të shpejtë neutron (BN), të cilët mund të përdoren për të gjeneruar nxehtësi dhe energji elektrike, si dhe për të riprodhuar karburantin bërthamor, janë premtues. Diagrami teknologjik i një njësie energjie të një termocentrali të tillë bërthamor është paraqitur në figurë. Reaktori i tipit BN ka një zonë aktive ku zhvillohet një reaksion bërthamor me lëshimin e një fluksi neutronesh të shpejtë. Këto neutrone veprojnë në elementë nga U-238, i cili zakonisht nuk përdoret në reaksionet bërthamore, dhe e shndërrojnë atë në plutonium Pu-239, i cili më vonë mund të përdoret në termocentralet bërthamore si lëndë djegëse bërthamore. Nxehtësia e një reaksioni bërthamor hiqet nga natriumi i lëngshëm dhe përdoret për të prodhuar energji elektrike.

Skema bazë teknologjike e një NPP me një reaktor të tipit BN:

a - parimi i bërthamës së reaktorit;

b - skema teknologjike:

1 - reaktor; 2 - gjenerator me avull; 3 - turbinë; 4 - gjenerator; 5 - transformator; Kondensator me 6 turbina; 7 - pompë kondensate (ushqyerje); 8 - shkëmbyes nxehtësie për qarqet e natriumit; 9 - pompë natriumi jo radioaktive; 10 - pompë natriumi radioaktive (rrëshqitje nr. 3.4).

TEC-et nuk kanë emetim të gazrave të gripit dhe nuk kanë mbetje në formën e hirit dhe skorjes. Megjithatë, çlirimi specifik i nxehtësisë në ujin ftohës në TEC është më i lartë se në TEC, për shkak të konsumit specifik më të lartë të avullit dhe, rrjedhimisht, konsumit të lartë specifik të ujit ftohës. Prandaj, në shumicën e termocentraleve të reja bërthamore është planifikuar të vendosen kulla ftohëse, në të cilat nxehtësia nga uji ftohës largohet në atmosferë.

Një tipar i rëndësishëm i ndikimit të mundshëm të një termocentrali bërthamor në mjedisiështë nevoja për asgjësimin e mbetjeve radioaktive. Kjo bëhet në varreza të veçanta, të cilat përjashtojnë mundësinë e ekspozimit ndaj rrezatimit të njerëzve. Për të shmangur ndikimin e shkarkimeve të mundshme radioaktive të termocentralit bërthamor te njerëzit në rast aksidenti, u morën masa të veçanta për të rritur besueshmërinë e pajisjeve (dyfishim i sistemeve të sigurisë, etj.), dhe u krijua një zonë mbrojtëse sanitare përreth. bima.

3.4. Parimi i funksionimit

Skema e funksionimit të një termocentrali bërthamor në një reaktor uji me presion të dyfishtë (VVER) (rrëshqitje nr. 5).

Figura tregon një diagram të funksionimit të një termocentrali bërthamor me një reaktor të energjisë uji me presion të dyfishtë. Energjia e lëshuar në bërthamën e reaktorit transferohet në ftohësin primar. Më tej, ftohësi pompohet në një shkëmbyes nxehtësie (gjenerator avulli), ku ngroh ujin e qarkut sekondar në një çiban. Avulli që rezulton hyn në turbinat që rrotullojnë gjeneratorët elektrikë. Në daljen e turbinave, avulli hyn në kondensator, ku ftohet nga një sasi e madhe uji që vjen nga rezervuari.

Kompensuesi i presionit është një dizajn mjaft kompleks dhe i rëndë, i cili shërben për të barazuar luhatjet e presionit në qark gjatë funksionimit të reaktorit, që rrjedhin nga zgjerimi termik i ftohësit. Presioni në qarkun e parë mund të arrijë 160 atmosfera (VVER-1000).

Përveç ujit, si bartës nxehtësie në reaktorë të ndryshëm mund të përdoret edhe natriumi ose gazi i shkrirë. Përdorimi i natriumit bën të mundur thjeshtimin e dizajnit të veshjes së bërthamës së reaktorit (në ndryshim nga qarku i ujit, presioni në qarkun e natriumit nuk e kalon atmosferën), për të hequr qafe kompensuesin e presionit, por krijon vështirësitë e veta lidhur me rritjen e aktivitetit kimik të këtij metali.

Numri i përgjithshëm i qarqeve mund të ndryshojë për reaktorë të ndryshëm, diagrami në figurë është paraqitur për reaktorët VVER (Ujë-në-Ujë Power Reactor). Reaktorët e tipit RBMK (High Power Channel Type Reactor) përdorin një unazë uji, dhe reaktorët BN (Reaktor i shpejtë Neutron) përdorin dy unaza natriumi dhe një ujë.

Nëse është e pamundur të përdoret një sasi e madhe uji për kondensimin e avullit, në vend të përdorimit të rezervuarit, uji mund të ftohet në kulla të veçanta ftohëse (kulla ftohëse), të cilat për shkak të madhësisë së tyre zakonisht janë pjesa më e dukshme e një central bërthamor.

3.5. Avantazhet dhe disavantazhet.

Përparësitë e termocentraleve bërthamore:

Mungesa e emetimeve të dëmshme;

Emetimet e substancave radioaktive janë disa herë më pak se qymyri e. impiante me kapacitet të ngjashëm (hiri nga TEC-et me qymyr përmban një përqindje të uraniumit dhe toriumit të mjaftueshëm për nxjerrjen e tyre fitimprurëse);

Një sasi e vogël e karburantit të përdorur dhe mundësia e ripërdorimit të tij pas përpunimit;

Fuqia e lartë: 1000-1600 MW për njësi fuqie;

Kosto e ulët e energjisë, veçanërisht nxehtësisë.

Disavantazhet e termocentraleve bërthamore:

Karburanti i rrezatuar është i rrezikshëm dhe kërkon masa komplekse dhe të shtrenjta ripërpunimi dhe magazinimi;

Funksionimi i fuqisë së ndryshueshme është i padëshirueshëm për reaktorët termikë;

Pasojat e një incidenti të mundshëm janë jashtëzakonisht të rënda, megjithëse probabiliteti i tij është mjaft i ulët;

Investime të mëdha kapitale, specifike, për 1 MW të fuqisë së instaluar për njësitë me kapacitet më të vogël se 700-800 MW, dhe ato të përgjithshme, të nevojshme për ndërtimin e stacionit, infrastrukturën e tij, si dhe në rast likuidimi të mundshëm. .

Termocentralet bërthamore në Rusi.

Aktualisht në Federata Ruse 10 NPP operuese operojnë 31 njësi fuqie me një kapacitet total prej 23,243 MW, nga të cilat 15 reaktorë uji nën presion - 9 VVER-440, 15 reaktorë vlimi me kanale - 11 RBMK-1000 dhe 4 EGP-6, 1 reaktor i shpejtë neutron.

Zhvillimi i draft Strategjisë së Energjisë të Rusisë për periudhën deri në vitin 2030 parashikon një rritje 4-fish të prodhimit të energjisë elektrike në termocentralet bërthamore.

3.7. Projektimi i NPP NPP-92.

Projekti u krijua në kuadër të programit shtetëror "Energjia miqësore me mjedisin". Ai mori parasysh përvojën e brendshme në krijimin dhe funksionimin e modelit të mëparshëm të uzinës së reaktorit (V-320) në termocentralet Zaporizhzhya, Balakovo, jug-ukrainas dhe Kalinin dhe arritjet më të fundit botërore në projektimin dhe funksionimin e energjisë bërthamore. bimët. Zgjidhjet teknike të miratuara bëjnë të mundur që klasifikimi ndërkombëtar referojuni NPP-92 termocentraleve bërthamore të gjeneratës III. Kjo do të thotë se një termocentral i tillë bërthamor posedon teknologjinë më të avancuar të sigurisë siç aplikohet në reaktorët modernë evolucionar me ujë të lehtë. Gjatë zhvillimit të një projekti për një termocentral bërthamor, projektuesit u fokusuan në minimizimin e rolit të faktorit njerëzor (rrëshqitje 6).

Zbatimi i këtij koncepti u krye në dy drejtime. Së pari, projekti përfshin sisteme të sigurisë pasive. Ky term i referohet sistemeve që funksionojnë praktikisht pa furnizim të jashtëm me energji elektrike dhe nuk kërkojnë ndërhyrje të operatorit. Së dyti, është miratuar koncepti i sistemeve të sigurisë aktive me përdorim të dyfishtë, i cili redukton në masë të madhe gjasat e dështimeve të pazbuluara.

Avantazhi kryesor i projektit NPP-92 është se funksionet kryesore të sigurisë kryhen në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri nga dy sisteme që ndryshojnë në parimin e tyre të funksionimit. Prania e një predhe të dyfishtë mbrojtëse (përmbajtje), nëse është e nevojshme, parandalon lëshimin e produkteve radioaktive nga jashtë dhe mbron reaktorin nga ndikime të tilla të jashtme si një valë shpërthimi ose një përplasje avioni. E gjithë kjo, së bashku me një rritje të besueshmërisë së sistemeve, një ulje të probabilitetit të dështimit dhe një ulje të rolit të faktorit njerëzor, rrit nivelin e sigurisë së termocentraleve bërthamore.

3.8. Projekti i një termocentrali bërthamor lundrues në Severodvinsk.

Ka nisur projekti i termocentralit të parë lundrues bërthamor në botë. Rusia ka filluar ndërtimin e një termocentrali lundrues në Severodvinsk në kantierin detar Sevmash, i vetmi kantier detar në vend i aftë për të kryer një detyrë të tillë. PAES do të mbajë emrin e Mikhail Lomonosov. Është planifikuar të krijohet një flotilje prej shtatë termocentralesh bërthamore lundruese për të siguruar energji elektrike dhe ujë të freskët në rajonet veriore të Rusisë dhe shtetet ishullore të rajonit të Paqësorit, si dhe një duzinë vendesh të tjera që kanë treguar më parë interes për idenë e Shkencëtarët rusë bërthamorë.

"Sot ne po nënshkruajmë një marrëveshje për ndërtimin e një serie prej gjashtë njësish energjie të centraleve bërthamore lundruese. Ka një kërkesë për to jo vetëm në Rusi, por edhe në rajonin Azi-Paqësor, ku mund të përdoren për ujë. shkripëzimi”, thotë Kiriyenko. Blloku i parë do të jetë një lloj projekti pilot. Ai bazohet në reaktorin me fuqi të ulët KLT40S, i cili, megjithatë, nuk do ta pengojë atë të furnizojë me energji të gjithë Sevmash dhe, për më tepër, të përmbushë kërkesën e një numri kompanish të huaja. Instalimet e reaktorëve u porositën për t'u prodhuar nga Byroja e Projektimit Eksperimental të Inxhinierisë Mekanike. Afrikantov, 80% e projektit do të financohet nga Rosatom, pjesa tjetër do të merret nga Sevmash.

Kostoja e të gjithë projektit është përcaktuar në mënyrë konvencionale në nivelin prej 200 milion dollarë, ndërsa periudha e shlyerjes së termocentralit bërthamor, sipas parashikimeve të ekspertëve, do të jetë jo më shumë se shtatë vjet. Për të imagjinuar shkallën e kostove, mjafton të citojmë disa shifra që karakterizojnë, le të themi, dimensione të ndryshme të hapësirës financiare në të cilën po zbatohet projekti. Pra, në vitin 2007, 2 miliardë 609 milionë rubla do të ndahen për ndërtimin e termocentralit lundrues. Njësia pilot është planifikuar të nisë jo më vonë se në 3.8 vjet. Çdo stacion do të jetë në gjendje të funksionojë për 12-15 vjet pa rimbushur karburantin. Të paktën 12 vende që po përjetojnë mungesë të energjisë elektrike në një shkallë ose në një tjetër nuk do të kenë problem të përdorin shërbimet e tarifimit celular. Për gati katër vjet, 25 mijë njerëz që punojnë në kantierin detar Severodvinsk do të punojnë në termocentralin e parë lundrues.

Informacione të reja për këtë temë:

Korporata Shtetërore e Energjisë Atomike Rosatom ka rënë dakord me qeverinë për transferimin e vendit për ndërtimin e termocentralit bërthamor lundrues Akademik Lomonosov nga Sevmash (Severodvinsk, Oblast Arkhangelsk) në Uzinën Baltike (Shën Petersburg), shërbimi i shtypit i Rosenergoatom Concern raportet.

“Vendimi u shkaktua nga ngarkesa e konsiderueshme e ndërmarrjes dhe nevoja për të përqendruar përpjekjet e saj në rendin e mbrojtjes shtetërore”, thuhet në mesazh.

Siç specifikohet në njoftimin për shtyp, Sevmash-it do t'i revokohet kontrata e përgjithshme për ndërtimin e një termocentrali bërthamor me fuqi të ulët dhe prodhimin dhe furnizimin e një njësie energjie lundruese. I gjithë vëllimi i ndërtimit në vazhdim dhe i pazhvilluar para të gatshme do t'i kthehet klientit - Rosenergoatom.

Më herët u raportua se ndërtimi i termocentralit të parë bërthamor lundrues në Federatën Ruse "Sevmashpredpriyatie" ishte menduar të përfundonte në vitin 2010. Vlera e kontratës është 200 milion dollarë. Është supozuar se projekti financohet me 80% nga fondet e Rosenergatom, 20% të tjera - nga Sevmash. NPP ishte planifikuar të vihej në punë në vitin 2011.

Baltiyskiy Zavod është kompania më e madhe e ndërtimit të anijeve në Rusi. Korporata e Bashkuar Industriale, e cila kontrollon fabrikën, menaxhon asete me një vlerë totale prej rreth 9 miliardë euro.

Kompleksi i ndërtimit të anijeve Sevmash është kantieri më i madh i anijeve në Federatën Ruse për ndërtimin e nëndetëseve bërthamore për Marinën Ruse. Megjithatë, në vitet e fundit kompania po përballet me vështirësi financimi, gjë që ndikon negativisht në përmbushjen e porosive ekzistuese. Prandaj, është e mundur që vendimi për të rirenditur urdhrin për ndërtimin e një centrali bërthamor lundrues është shkaktuar, ndër të tjera, nga situata në Sevmash (rrëshqitje 7).

Përgjithësimi dhe konsolidimi i njohurive- 5 minuta.

Mësuesi mund të konsolidojë materialin e studiuar me metodën e pyetjeve ballore të studentëve. Për këto qëllime, ata mund të përdorin, për shembull, pyetjet e mëposhtme:

Çfarë është një termocentral bërthamor?

(Centrali bërthamor(NPP) - një kompleks strukturash teknike të krijuara për të gjeneruar energji elektrike duke përdorur energjinë e çliruar gjatë një reaksioni bërthamor të kontrolluar);

Në cilin vit dhe në cilin qytet u lançua termocentrali i parë bërthamor?

(Më 1954 në Obninsk);

Çfarë lloj reaktorësh ekzistojnë?

(Reaktorët termikë; reaktorët e ujit të lehtë; reaktorët e grafitit; reaktorët e ujit të rëndë; reaktorët e shpejtë; reaktorët nënkritikë; reaktorët termonuklear);

Çfarë është një termocentral lundrues?

(Central bërthamor lundrues)

Përmbledhja e mësimit - 5 minuta

Karakteristikat e përgjithshme të veprimtarive edukative të nxënësve, mesazhi i mësuesit për arritjen e qëllimeve të mësimit; identifikimin e mangësive dhe mënyrat për t'i eliminuar ato. Duke i kujtuar shoqëruesit për detyrat e tyre. Mësuesi falënderon nxënësit për aktivitetet edukative dhe njohëse, përfundon mësimin.

Bibliografi:

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