Dunyodagi atom elektr stansiyalarining tasnifini keltiring. Atom elektr stansiyalari

Atom elektr stansiyalari yadroviy inshootlar ma'lum sharoitlarda belgilangan rejimlarga rioya qilgan holda energiya ishlab chiqarish. Ushbu maqsadlar uchun loyihada belgilangan hududdan foydalaniladi, bu erda yadro reaktorlari vazifalarni bajarish uchun zarur tizimlar, qurilmalar, uskunalar va inshootlar bilan birgalikda qo'llaniladi. Maqsadli vazifalarni bajarish uchun maxsus xodimlar jalb qilingan.

Rossiyadagi barcha atom elektr stantsiyalari

Mamlakatimizda va xorijda atom energetikasi tarixi

1940-yillarning ikkinchi yarmi elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun tinch atomdan foydalanishni o'z ichiga olgan birinchi loyihani yaratish bo'yicha ishlarning boshlanishi bilan belgilandi. 1948 yilda I.V. Kurchatov partiya va Sovet hukumati ko'rsatmalariga amal qilib, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun atom energiyasidan amaliy foydalanish bo'yicha ishlarni boshlash taklifini kiritdi.

Ikki yil o'tgach, 1950 yilda Obninskoye qishlog'idan unchalik uzoq bo'lmagan joyda joylashgan Kaluga viloyati, sayyoramizdagi birinchi atom elektr stansiyasi qurilishi boshlandi. 5 MVt quvvatga ega dunyodagi birinchi sanoat atom elektr stantsiyasining ishga tushirilishi 1954-yil 27-06-da bo'lib o'tdi. Sovet Ittifoqi atomdan tinch maqsadlarda foydalanishda muvaffaqiyat qozongan dunyodagi birinchi davlatga aylandi. Vokzal obninskda ochilgan bo'lib, u vaqtga kelib shahar maqomini olgan edi.

Ammo sovet olimlari bu bilan to'xtamadilar, ular bu yo'nalishda ishlashni davom ettirdilar, xususan, faqat to'rt yil o'tgach, 1958 yilda Sibir AESning birinchi bosqichi ishga tushirildi. Uning kuchi Obninskdagi stansiyadan bir necha baravar ko'p edi va 100 MVtni tashkil etdi. Ammo mahalliy olimlar uchun bu chegara emas edi, barcha ishlar tugagandan so'ng, stansiyaning loyihaviy quvvati 600 MVtni tashkil etdi.

Ochiq joylarda sovet Ittifoqi, atom elektr stantsiyalari qurilishi o'sha paytda katta miqyosga ega bo'ldi. Xuddi shu yili qurilish boshlandi Beloyarsk AES, uning birinchi bosqichi 1964 yil aprel oyida birinchi iste'molchilarni ta'minladi. Atom elektr stantsiyalari qurilishi geografiyasi butun mamlakatni o'z tarmog'i bilan o'rab oldi, o'sha yili ular Voronejdagi atom elektr stansiyasining birinchi blokini ishga tushirdilar, uning quvvati 210 MVt edi, ikkinchi blok besh yildan keyin 1969 yilda ishga tushirildi. , 365 MVt quvvatga ega. atom elektr stansiyalari qurilishidagi bum, butun vaqt davomida pasaymadi sovet davri. Yangi stansiyalar yoki allaqachon qurilgan qo'shimcha qurilmalar bir necha yillar oralig'ida ishga tushirildi. Shunday qilib, 1973 yilda Leningrad o'zining atom elektr stantsiyasini oldi.

Biroq, Sovet davlati dunyoda bunday loyihalarni o'zlashtira olgan yagona davlat emas edi. Buyuk Britaniyada ular ham uxlamadilar va istiqbollarni tushundilar bu yo'nalish bu masalani faol o'rganib chiqdi. Ikki yil o'tgach, Obninskdagi stantsiya ochilgandan so'ng, inglizlar ishga tushirildi o'z loyihasi tinch atom rivojlanishi uchun. 1956 yilda inglizlar Kalder-Xall shahrida o'zlarining stansiyasini ishga tushirdilar, uning quvvati Sovet hamkasbidan oshib ketdi va 46 MVtni tashkil etdi. Atlantikaning narigi tomonida qolishmay, bir yil o'tgach, amerikaliklar Shipport portida stansiyani tantanali ravishda ishga tushirishdi. Ob'ektning quvvati 60 MVtni tashkil etdi.

Biroq, tinch atomning rivojlanishi yashirin tahdidlar bilan to'la edi, bu haqda butun dunyo tez orada bilib oldi. Birinchi belgi 1979 yilda Trimile orolida sodir bo'lgan yirik avariya edi, ammo undan keyin butun dunyoni qamrab olgan falokat Sovet Ittifoqida, kichik Chernobil shahrida keng ko'lamli falokat yuz berdi, bu sodir bo'ldi. 1986 yilda. Fojianing oqibatlari tuzatib bo'lmas edi, lekin bundan tashqari, bu fakt butun dunyoni atom energiyasidan tinch maqsadlarda foydalanish maqsadga muvofiqligi haqida o'ylashga majbur qildi.

Ushbu sohadagi jahon yoritgichlari yadroviy ob'ektlar xavfsizligini yaxshilash haqida jiddiy o'ylashmoqda. Natijada 1989 yil 15 mayda Sovet poytaxtida tashkil etilgan ta'sis yig'ilishi bo'ldi. Assambleya butun atom elektr stantsiyalarining operatorlarini o'z ichiga olishi kerak bo'lgan Butunjahon assotsiatsiyasini yaratishga qaror qildi, uning umume'tirof etilgan qisqartmasi WANO. Tashkilot o'z dasturlarini amalga oshirish jarayonida butun dunyoda atom elektr stansiyalari xavfsizligi darajasini oshirishni tizimli ravishda kuzatib boradi. Biroq, qilingan barcha sa'y-harakatlarga qaramay, hatto eng zamonaviy va birinchi qarashda xavfsiz ko'rinadigan ob'ektlar ham elementlarning hujumiga dosh bera olmaydi. Zilzila va undan keyingi sunami ko'rinishida namoyon bo'lgan endogen falokat tufayli 2011 yilda Fukusima-1 stansiyasida avariya yuz berdi.

Atom ishdan chiqishi

AES tasnifi

Atom elektr stantsiyalari ikkita mezonga ko'ra tasniflanadi, ular ishlab chiqaradigan energiya turi va reaktorlar turi. Reaktor turiga qarab ishlab chiqariladigan energiya miqdori, xavfsizlik darajasi, shuningdek, stansiyada qanday xom ashyo ishlatilishi aniqlanadi.

Stansiyalar ishlab chiqaradigan energiya turiga ko'ra ular ikki turga bo'linadi:

Ularning asosiy vazifasi elektr energiyasini ishlab chiqarishdir.

Atom issiqlik elektr stansiyalari. Stansiyada muqarrar bo'lgan issiqlik yo'qotishlaridan foydalanadigan u erda o'rnatilgan issiqlik inshootlari tufayli tarmoq suvini isitish imkoniyati paydo bo'ladi. Shunday qilib, bu stantsiyalar elektr energiyasidan tashqari issiqlik energiyasini ishlab chiqaradi.

Ko'pgina variantlarni o'rganib chiqqandan so'ng, olimlar eng oqilona bo'lib, hozirda butun dunyoda qo'llanilayotgan uchta navi degan xulosaga kelishdi. Ular bir necha jihatdan farqlanadi:

1. Ishlatilgan yoqilg'i;
2. Amaldagi sovutish suvi;
3. Kerakli haroratni saqlash uchun ishlaydigan yadrolar;
4. Zanjir reaktsiyasini qo'llab-quvvatlash uchun parchalanish paytida ajralib chiqadigan neytronlar tezligining pasayishini aniqlaydigan moderator turi.

Eng keng tarqalgan turi - yoqilg'i sifatida boyitilgan urandan foydalanadigan reaktor. Bu erda sovutish suvi va moderator sifatida oddiy yoki engil suv ishlatiladi. Bunday reaktorlar engil suv deb ataladi, ularning ikki turi mavjud. Birinchisida turbinalarni aylantirish uchun ishlatiladigan bug 'qaynoq suv reaktori deb ataladigan faol zonada hosil bo'ladi. Ikkinchisida bug 'hosil qilish tashqi konturda sodir bo'ladi, u issiqlik almashinuvchilari va bug 'generatorlari orqali birlamchi sxemaga ulanadi. Ushbu reaktor o'tgan asrning 50-yillarida ishlab chiqila boshlandi, ular uchun asos AQSh armiyasi dasturlari edi. Shu bilan birga, taxminan bir vaqtning o'zida "Soyuz" qaynoq suv reaktorini ishlab chiqdi, unda grafit tayog'i moderator rolini o'ynadi.

Ushbu turdagi moderatorli reaktor turi amalda qo'llanilishini topdi. Gap gaz bilan sovutilgan reaktor haqida bormoqda. Uning tarixi XX asrning 40-yillari oxiri, 50-yillarning boshlarida boshlangan, dastlab bu turdagi ishlab chiqish yadro qurolini ishlab chiqarishda ishlatilgan. Shu nuqtai nazardan, unga ikki turdagi yoqilg'i mos keladi, bular qurol darajasidagi plutoniy va tabiiy uran.

Tijoriy muvaffaqiyat bilan birga kelgan so'nggi loyiha - bu og'ir suv sovutish suvi sifatida ishlatiladigan reaktor va yoqilg'i sifatida bizga allaqachon tanish bo'lgan tabiiy uran ishlatiladi. Dastlab bir nechta davlatlar bunday reaktorlarni loyihalashtirgan, ammo natijada ularni ishlab chiqarish Kanadada to'plangan, bu esa bu mamlakatda uranning katta konlari mavjudligiga sabab bo'lgan.

Toriy atom elektr stansiyalari - kelajak energiyasimi?

Yadro reaktorlari turlarini takomillashtirish tarixi

Sayyoradagi birinchi atom elektr stansiyasining reaktori juda oqilona va hayotiy loyiha bo‘lib, bu stansiyaning uzoq muddatli va benuqson ishlashi davomida isbotlangan. Uning tarkibiy qismlari orasida:

1. yon suvdan himoya qilish;
2. devor qoplamasi;
3. yuqori qopqoq;
4. prefabrik kollektor;
5. yoqilg'i kanali;
6. yuqori plastinka;
7. grafit toshlari;
8. pastki plastinka;
9. tarqatish manifoldu.

TVEL qoplamasi va texnologik kanallari uchun asosiy konstruktiv material tanlangan zanglamas po'latdan, o'sha paytda, 300 ° C haroratda ishlash uchun xossalarga mos bo'lishi mumkin bo'lgan ma'lum zirkonyum qotishmalari yo'q edi. Bunday reaktorni sovutish suv bilan amalga oshirildi, u bilan ta'minlangan bosim 100 da edi. Bunday holda, 280 ° S haroratda bug 'chiqarildi, bu juda o'rtacha parametrdir.

Yadro reaktorining kanallari ularni to'liq almashtirish mumkin bo'lgan tarzda yaratilgan. Bu faoliyat zonasida yoqilg'i sarflagan vaqtga bog'liq bo'lgan resursning cheklanganligi bilan bog'liq. Dizaynerlar nurlanish ta'siri ostida faoliyat zonasida joylashgan konstruktiv materiallar o'zlarining barcha resurslarini, ya'ni taxminan 30 yil davomida ishlab chiqishga qodir bo'lishini kutish uchun hech qanday sabab topmadilar.

TVEL dizayniga kelsak, bir tomonlama sovutish mexanizmiga ega quvurli versiyani qabul qilishga qaror qilindi

Bu yonilg'i elementi ishdan chiqqan taqdirda parchalanish mahsulotlarining kontaktlarning zanglashiga olib kirishi ehtimolini kamaytirdi. TVEL qoplamasining haroratini tartibga solish uchun uranomolibden qotishmasining yonilg'i tarkibi ishlatilgan, u iliq suvli matritsasi yordamida tarqalgan donalar shakliga ega edi. Shu tarzda qayta ishlangan yadro yoqilg'isi yuqori ishonchli yonilg'i elementlarini olish imkonini berdi. yuqori termal yuk ostida ishlashga qodir.

Tinch yadroviy texnologiyalarni rivojlantirishning navbatdagi bosqichiga mashhur Chernobil AESi misol bo'la oladi. O'sha paytda uni qurishda foydalanilgan texnologiyalar eng ilg'or, reaktor turi esa dunyodagi eng zamonaviy deb hisoblangan. Gap RBMK-1000 reaktori haqida bormoqda.

Bunday reaktorlardan birining issiqlik quvvati 3200 MVt ga yetdi, uning elektr quvvati 500 MVt ga yetadigan ikkita turbogeneratorga ega, shuning uchun bitta energiya bloki 1000 MVt elektr quvvatiga ega. RBMK uchun yoqilg'i sifatida boyitilgan uran dioksidi ishlatilgan. Jarayon boshlanishidan oldingi dastlabki holatda bunday yoqilg'ining bir tonnasi taxminan 20 kg yoqilg'ini o'z ichiga oladi, ya'ni uran - 235. Uran dioksidini reaktorga statsionar yuklash bilan moddaning massasi 180 tonnani tashkil qiladi.

Ammo yuklash jarayoni ommaviy emas, yonilg'i elementlari reaktorga joylashtirilgan, allaqachon bizga TVEL yaxshi ma'lum. Aslida, ular quvurlar bo'lib, ularni yaratish uchun tsirkonyum qotishmasi ishlatiladi. Tarkibida ular silindrsimon shaklga ega bo'lgan uran dioksidi tabletkalarini o'z ichiga oladi. Reaktor faolligi zonasida ular har biri 18 ta yoqilg'i elementini birlashtirgan yonilg'i agregatlariga joylashtiriladi.

Bunday reaktorda 1700 tagacha bunday agregatlar mavjud bo'lib, ular vertikal shakldagi texnologik kanallar ushbu maqsadlar uchun maxsus ishlab chiqilgan grafitli toshga joylashtiriladi. Aynan ularda sovutish suvi aylanadi, uning roli RMBCda suv o'ynaydi. Sirkulyatsiya nasoslari ta'sirida suvning girdobi paydo bo'ladi, ulardan sakkiztasi bor. Reaktor milning ichida joylashgan va grafik devor qalinligi 30 mm bo'lgan silindrsimon korpusda joylashgan. Butun apparatni qo'llab-quvvatlovchi beton asos bo'lib, uning ostida hovuz - bubbler mavjud bo'lib, u avariyani lokalizatsiya qilishga xizmat qiladi.

Uchinchi avlod reaktorlari og'ir suvdan foydalanadi

Uning asosiy elementi deyteriydir. Eng keng tarqalgan dizayn CANDU deb ataladi, u Kanadada ishlab chiqilgan va butun dunyoda keng qo'llaniladi. Bunday reaktorlarning yadrosi gorizontal holatda joylashgan bo'lib, silindrsimon tanklar isitish kamerasi rolini o'ynaydi. Yoqilg'i kanali butun isitish kamerasi bo'ylab cho'ziladi, bu kanallarning har birida ikkita konsentrik trubka mavjud. Tashqi va ichki quvurlar mavjud.

Ichki quvurda yoqilg'i sovutish suvi bosimi ostida bo'ladi, bu esa ish paytida reaktorni qo'shimcha yonilg'i bilan to'ldirishga imkon beradi. Moderator sifatida D20 formulali og'ir suv ishlatiladi. Yopiq aylanish jarayonida suv yoqilg'i to'plamlarini o'z ichiga olgan reaktor quvurlari orqali pompalanadi. Yadroning parchalanishi natijasida issiqlik ajralib chiqadi.

Og'ir suvdan foydalanganda sovutish davri bug 'generatorlaridan o'tishdan iborat bo'lib, u erda og'ir suv chiqaradigan issiqlikdan oddiy suv qaynaydi, buning natijasida yuqori bosimli bug 'hosil bo'ladi. U reaktorga qayta taqsimlanadi, buning natijasida yopiq sovutish davri paydo bo'ladi.

Aynan shu yo'lda dunyoning turli mamlakatlarida foydalanilayotgan va foydalanilayotgan yadro reaktorlari turlarini bosqichma-bosqich takomillashtirish amalga oshirildi.

Asosan, hozirgi vaqtda elektr stansiyalarini IES, CHPP, CCGT, GTPP, AES, GESga bo'lish qo'llaniladi. Elektr stansiyasini to'liqroq tavsiflash uchun bir qator asosiy xususiyatlarga ko'ra tasniflash mumkin:

Birlamchi energiya resurslari turlari bo'yicha;

Energiyani konvertatsiya qilish jarayonlari bo'yicha;

Energiya tashuvchilarning soni va turi bo'yicha;

Ta'minlangan energiya turlari bo'yicha;

Qoplangan iste'molchilar doirasi bo'yicha;

Ishlash tartibi bo'yicha.

1. Foydalaniladigan birlamchi energiya resurslari turlariga ko'ra, foydalanadigan elektr stansiyalari: organik yoqilg'i (IES); yadro yoqilg'isi (AES); gidroenergetika (GES, PSP va PES); quyosh energiyasi (SES); shamol energiyasi (WPP); er osti issiqlik (geotermal GEOPP).

2. Qo'llaniladigan energiya konvertatsiya jarayonlari bo'yicha elektr stansiyalari ajralib turadi, ularda: olingan issiqlik energiyasi mexanik, keyin esa elektr energiyasiga aylanadi (IES, AES); olingan issiqlik energiyasi to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylanadi (MHD generatorlari bo'lgan elektr stansiyalari, MHD-ES, fotoelementli SES va boshqalar); suv va havo energiyasi aylanishning mexanik energiyasiga, keyin elektr energiyasiga aylanadi (GESlar, nasosli akkumulyatorlar, shamol elektr stansiyalari, shamol elektr stantsiyalari, havoni saqlaydigan gaz turbinali elektr stantsiyalari).

3. Amaldagi energiya tashuvchilarning soni va turiga ko‘ra elektr stansiyalari ajratiladi: bitta energiya tashuvchisi bilan (KKP va CHP, atom CPP va bug‘dagi CHP, gaz energiya tashuvchisi bo‘lgan atom elektr stansiyalari, GTPP); faza holatida farq qiluvchi ikkita energiya tashuvchisi bilan (kombinatsiyalangan elektr stantsiyalari, shu jumladan PG-CPP va PG-CHP); bir xil faza holatidagi ikki xil energiya tashuvchisi bilan (ikkilik elektr stantsiyalari).

4. Berilayotgan energiya turlariga ko‘ra elektr stansiyalari ajratiladi: faqat yoki asosan elektr energiyasi bilan ta’minlaydigan elektr stansiyalari (GES, nasosli akkumulyator elektr stansiyalari, IES, yadro IES, GTPP, PG-IES va boshqalar); elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish (CHP, yadroviy CHP, GT-CHP va boshqalar). v Yaqinda CPPs va yadroviy CPPlar issiqlik energiyasini etkazib berishni tobora oshirmoqda. Kombinatsiyalangan issiqlik va elektr stansiyalari (CHP) elektr energiyasidan tashqari issiqlik ishlab chiqaradi; Kombinatsiyalangan energiya ishlab chiqarishda chiqindi bug 'issiqligidan foydalanish yoqilg'ini sezilarli darajada tejash imkonini beradi. Egzoz bug 'yoki issiq suv uchun ishlatilsa texnologik jarayonlar, sanoat korxonalarini isitish va ventilyatsiya qilish, keyin issiqlik elektr stantsiyalari sanoat deb ataladi. Shaharlardagi turar-joy va jamoat binolarini isitish va issiq suv bilan ta'minlash uchun issiqlik ishlatilsa, issiqlik elektr stantsiyalari kommunal (isitish) deb ataladi. Sanoat isitish CHP zavodlari issiqlik bilan ta'minlaydi sanoat korxonalari shuningdek, aholi. IESlarni isitishda turbinali stansiyalar bilan bir qatorda issiqlik yukining eng yuqori cho'qqilarida issiqlik ta'minoti uchun issiq suv qozonlari mavjud.

5. Qoplangan iste'molchilar doirasiga ko'ra quyidagilar ajratiladi: tuman elektr stansiyalari (GRES - shtat stansiyasi); alohida aholi punktlarini elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun mahalliy elektr stantsiyalari; individual iste'molchilarni elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun blok stansiyalari.

6. EPSda ishlash rejimiga ko'ra elektr stansiyalari ajratiladi: asosiy; manevrli yoki yarim tepalik; cho'qqisi.

Birinchi guruhga yirik, eng tejamkor GESlar, atom GESlari, isitish rejimidagi issiqlik elektr stansiyalari va qisman GESlar, ikkinchi guruhga egiluvchan kondensatsiyali elektr stansiyalari, SG-GESlar va IESlar, uchinchi guruhga tepalikdagi GESlar, GESlar, GESlar kiradi. Qisman tepalik rejimida CHPP va kamroq tejamkor IESlar ishlaydi.

Yuqorida sanab o'tilgan elektr stantsiyalarini tasniflashning umumiy asosiy belgilaridan tashqari, har bir tur o'ziga xos ichki tasniflash xususiyatlariga ega. Masalan, IES va CHP dastlabki parametrlarda farqlanadi, texnologik sxema(blokli va o'zaro bog'langan), bloklarning birlik sig'imi va boshqalar. Atom elektr stansiyalari reaktorlarning turiga (issiqlik va tez neytronlarda), reaktorlarning konstruktsiyasiga ko'ra va boshqalarga ko'ra tasniflanadi.

Yuqorida ko'rib chiqilgan elektr stantsiyalarining asosiy turlari bilan bir qatorda, Rossiyada kombinatsiyalangan tsikl va sof gaz turbinali elektr stantsiyalari ham ishlab chiqilmoqda. Kombinatsiyalangan elektr stantsiyalari (CCPP) ikkita versiyada qo'llaniladi: yuqori bosimli bug 'generatori bilan va chiqindi gazlarni an'anaviy qozonlarga tushirish bilan. Birinchi variantda yonish kamerasidan bosim ostida yonish mahsulotlari yuqori bosimli ixcham bug 'generatoriga yuboriladi, u erda yuqori bosimli bug 'hosil qilinadi va yonish mahsulotlari 750-800ºS ga sovutiladi, shundan so'ng ular yuboriladi. gaz turbinasi va yuqori bosimli bug' bug' turbinasiga beriladi.

Ikkinchi variantda, haroratni 750-800ºS ga tushirish uchun kerakli miqdordagi havo qo'shilishi bilan yonish kamerasidan yonish mahsulotlari gaz turbinasiga yuboriladi va u erdan chiqindi gazlari taxminan 350- haroratda. Yuqori kislorod miqdori bo'lgan 400ºS bug 'turbinali issiqlik elektr stantsiyalarining an'anaviy qozon agregatlariga kiradi, ular oksidlovchi rolini o'ynaydi va issiqlik beradi.

Va birinchi sxemada tabiiy gaz yoki maxsus gaz turbinali suyuq yoqilg'i yondirilishi kerak, ikkinchi sxemada bunday yoqilg'i faqat gaz turbinasi yonish kamerasida, qozon agregatlarida esa - mazut yoki qattiq yoqilg'i, bu aniq afzallik. Ikki tsiklni birlashtirish CCPP ning umumiy samaradorligini bug 'turbinasi CPP bilan solishtirganda taxminan 5-6% ga oshiradi. Quvvat gaz turbinalari SGPP estrodiol aylanish bloki quvvatining taxminan 20-25% ni tashkil qiladi. Gaz turbinasi qismidagi solishtirma investitsiyalar bug 'turbinasi qismiga nisbatan past bo'lganligi sababli, KGPPda solishtirma investitsiyalarning 10-12% ga qisqarishiga erishiladi. CCGT birliklari an'anaviy kondensatsiya birliklariga qaraganda ko'proq manevrga ega va ular yarim tepalik zonasida ishlash uchun ishlatilishi mumkin, chunki ular manevrli CPPlarga qaraganda ancha tejamkor.

Elektr stansiyalarini tasniflash tamoyillari. Sinflar, kichik sinflar, guruhlar, kichik guruhlar.

Elektr stansiyalarining tasnifi

IKKINCHI QISM

Elektr stansiyalari,
ISHLASH
BEPUL ENERGIYA

Sinf- asosiy jarayon va boshlang'ich (iste'mol qilinadigan) energiya turi bilan belgilanadi.

Kichik sinf- tomonidan belgilanadi xarakterli xususiyatlar va qabul qilingan (odatiy) nomlar.

Guruh- ishlab chiqarilgan (ishlab chiqarilgan) energiya turi bilan belgilanadi.

Kichik guruh- dizayn farqlari bo'yicha o'rnatish turini aniqlaydi.

O'ziga xos xususiyatlar va rivojlanish holatiga qarab, bu bo'linish har doim ham aniq kuzatilmasligi mumkin. Sakkizta asosiy sinf mavjud:

1- issiqlik elektr stantsiyalari: ularda energiyani chiqarishning asosiy jarayoni yuqori darajadagi (HRPT) fazali o'tishdir, ya'ni atomlarning elementar zarrachalarga - elektron va elektronlarga qisman yoki to'liq bo'linishi. Boshlang'ich energiya atomdagi elementar zarralarning potentsial bog'lanish energiyasi - moddada to'plangan energiya.

2- tabiiy elektr stantsiyalari, ya'ni energiyadan foydalanadigan zavodlar tabiiy hodisalar bevosita.

3- koriolis elektr stantsiyalari - energiya ishlab chiqarishning asosiy jarayoni rotorning Koriolis kuchlari tomonidan o'z-o'zidan aylanishi bilan bog'liq. Moddaning radial oqimining boshlang'ich energiyasi har xil bo'lishi mumkin: gidravlik, kimyoviy, magnit, ...

4- elektromagnit elektr stantsiyalari - asosiy jarayon elektr oqimlarini aylantirishdir har xil turlari energiya: mexanik, issiqlik, elektr.

5- vibrorezonant elektr stantsiyalari - asosiy jarayon rezonans tebranishlari ostida ishlaydigan suyuqlikning energiya almashinuvidir. Boshlanish nuqtasi - energiya tashqi muhit, xususan, atmosfera havosi molekulalari.

6- muhim elektr stantsiyalari - asosiy jarayon efirning, xususan, elektr gazining yo'naltirilgan kondensatsiyasidir. Dastlabki energiya efirdir.

7- qayta zaryadlanuvchi elektr stansiyalari - asosiy jarayon energiya (elektr, kimyoviy, issiqlik, ...) to'planishi va batareya zaryadsizlanganda uni qaytarishdir.

8- birlashtirilgan elektr stantsiyalari - ko'rsatilgan sinflardan biriga tegishli bo'lishi qiyin bo'lgan turli xil energiya chiqarish jarayonlariga ega bo'lgan zavodlar.

Bu sinf barcha an'anaviy elektr stantsiyalarini o'z ichiga oladi organik yoqilg'i, atom, vodorod va tabiiy energiyaning yangi inshootlari.

An'anaviy bo'lganlarga quyidagilar kiradi: ichki va tashqi yonish dvigatellari, gaz va bug 'turbinalari, shuningdek, turli xil issiqlik va qozon qurilmalari.

Atom elektr stansiyalariga zamonaviy atom energetikasi va issiqlik stansiyalari kiradi, ularda energiyani chiqarish jarayoni radioaktiv moddalarning to'liq parchalanishi bilan kechadi.

Vodorod elektrostantsiyalarida suv hosil qilish uchun kislorod bilan reaksiyaga kirishadigan vodorod ishlatiladi.

Ro'yxatga olingan elektr stantsiyalari yaxshi ma'lum va ular bo'yicha juda ko'p texnik adabiyotlar mavjud, shuning uchun ularni batafsil tavsiflashning hojati yo'q.

Shuni ta'kidlash kerakki, ular cheklangan foydalanishadi Tabiiy resurslar: ko'mir, neft, gaz, uran ... tabiatan iste'mol qilinganidek tez to'ldirilmaydi. Ushbu qurilmalar insoniyatga zarar etkazuvchi zararli ekologiya bilan ajralib turadi.

Tabiiy energiya inshootlari /1/ dan ozod bu kamchiliklar, chunki moddaning faqat qisman, tejamkor, parchalanishi (havo, suv) o'zgarmasdan foydalaniladi kimyoviy xossalari tabiiy sharoitda to'ldiriladigan 10 -6% gacha bo'lgan kichik ommaviy nuqson tufayli.

Bir necha o'n yillar davomida nol natija bilan ishlab chiqilgan termoyadro elektr stantsiyalari tasnifga kiritilmagan, chunki zamonaviy nazariyaga ko'ra /1,2/ ular ishlamaydi.

Reaktorlar boʻlinish reaksiyasida ishtirok etuvchi neytronlarning energiya darajasiga koʻra, yoqilgʻi va moderatorni joylashtirish tamoyiliga, moʻljallangan maqsadiga, moderator va sovutish suyuqligining turiga va ularning fizik holatiga koʻra tasniflanadi.

Yadro reaktorlari bir necha guruhlarga bo'linadi:

1) Neytron spektrining o'rtacha energiyasiga qarab - tez, oraliq va issiqlikka;

2) Yadroning konstruktiv xususiyatlariga ko'ra - korpusga va kanalga;

3) sovutish suvi turi bo'yicha - suv, og'ir suv, natriy;

4) Moderator turi bo'yicha - suv, grafit, og'ir suv va boshqalar.

Energiya maqsadlarida elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun quyidagilar qo'llaniladi:

1) qaynamaydigan yoki bosimli qaynayotgan suvli bosimli suv reaktorlari;

2) qaynoq suv bilan yoki karbonat angidrid bilan sovutilgan uran-grafit reaktorlari;

3) Og'ir suv kanali reaktorlari va boshqalar.

Kelajakda suyuq metallar (natriy va boshqalar) bilan sovutilgan tez neytron reaktorlari keng qo'llaniladi; unda biz yoqilg'ini ko'paytirish rejimini tubdan amalga oshiramiz, ya'ni. U-235 iste'mol qilinadigan plutoniy izotoplari sonidan oshib ketadigan Pu-239 plutoniyning bo'linuvchi izotoplarini yaratish. Yoqilg'ining ko'payishini tavsiflovchi parametr plutoniy koeffitsienti deb ataladi. Bu neytronni tutib, bo'linish sodir bo'lgan bitta U-235 atomiga U-238 da neytronni ushlab turish reaktsiyalarida Pu-239 atomlarining qancha akti hosil bo'lishini ko'rsatadi.

V termal neytron reaktori Ko'pincha yadro bo'linishi parchalanuvchi izotoplarning yadrolari termal neytronlarni o'zlashtirganda sodir bo'ladi. Yadroning boʻlinishi asosan energiyalari 0,5 MeV dan ortiq boʻlgan neytronlar tomonidan hosil boʻladigan reaktorlar tez neytron reaktorlari deyiladi. Oraliq neytronlarning boʻlinuvchi izotoplar tomonidan yutilishi natijasida koʻp boʻlinish sodir boʻladigan reaktorlar oraliq (rezonansli) neytron reaktorlari deyiladi.

Hozirgi vaqtda termal neytron reaktorlari eng ko'p qo'llaniladi. Termal reaktorlar yadroda 1 dan 100 kg / m 3 gacha bo'lgan 235 U yadro yoqilg'isi konsentratsiyasi va moderatorning katta massalari mavjudligi bilan tavsiflanadi. Tez neytron reaktori 235 U yoki 239 U yadro yoqilg'isi kontsentratsiyasi 1000 kg / m 3 va yadroda moderatorning yo'qligi bilan tavsiflanadi.

Oraliq neytron reaktorlarida yadroda moderator juda kam boʻlib, undagi 235 U yadro yoqilgʻisi konsentratsiyasi 100 dan 1000 kg/m 3 gacha.

Termal neytron reaktorlarida yonilg'i yadrolarining bo'linishi tez neytronlar yadro tomonidan tutilganda ham sodir bo'ladi, lekin bu jarayonning ehtimolligi ahamiyatsiz (1 - 3%). Neytron moderatoriga bo'lgan ehtiyoj yoqilg'i yadrolarining samarali bo'linish kesimlari past neytron energiyasida yuqori bo'lganlarga qaraganda ancha katta bo'lishi bilan bog'liq.

Termal reaktorning yadrosida moderator bo'lishi kerak - yadrolari kichik massa soniga ega bo'lgan modda. Moderator sifatida grafit, og'ir yoki engil suv, berilliy, organik suyuqliklar ishlatiladi. Agar og'ir suv yoki grafit moderator bo'lib xizmat qilsa, termal reaktor hatto tabiiy uranda ham ishlashi mumkin. Boshqa moderatorlar uchun boyitilgan urandan foydalanish kerak. Reaktorning zarur kritik o'lchamlari yoqilg'ini boyitish darajasiga bog'liq, boyitish darajasining oshishi bilan ular kichikroq bo'ladi. Termal neytron reaktorlarining muhim kamchiliklari moderator, sovutish suvi, strukturaviy materiallar va parchalanish mahsulotlari tomonidan ushlanishi natijasida sekin neytronlarning yo'qolishidir. Shuning uchun bunday reaktorlarda sekin neytronlar uchun mo'tadil, sovutish suvi va strukturaviy materiallar sifatida past tutilish kesimiga ega bo'lgan moddalardan foydalanish kerak.

Termal reaktorlar uchun uchta muhim element issiqlik chiqaradigan, moderator va sovutuvchidir. Bu rasm odatiy yadro tartibini ko'rsatadi.

Sovutish suvi reaktor orqali nasoslar (aylanma nasoslar deb ataladi) yordamida pompalanadi, u keyin turbinaga (RBMK da) yoki issiqlik almashtirgichga (boshqa turdagi reaktorlarda) kiradi. Issiqlik almashtirgichning isitiladigan sovutgichi turbinaga kiradi, u erda elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun energiyaning bir qismini yo'qotadi. Turbinadan sovutish suvi bug 'kondensatoriga kiradi, shunda optimal ishlash uchun zarur bo'lgan parametrlarga ega sovutish suvi reaktorga kiradi. Reaktor shuningdek, bir necha santimetr diametrli va yadro balandligi bilan taqqoslanadigan uzunlikdagi novdalar to'plamidan iborat bo'lib, yuqori neytronni yutuvchi materialdan, odatda bor birikmalaridan iborat bo'lgan boshqaruv tizimiga ega. Rodlar maxsus kanallarda joylashgan bo'lib, reaktorga ko'tarilishi yoki tushirilishi mumkin. Ko'tarilgan holatda ular reaktorning tezlashishiga hissa qo'shadilar, tushirilgan holatda esa uni cho'ktirishadi. Rod drayverlari mustaqil ravishda sozlanishi, shuning uchun ular yadroning turli qismlarida reaktsiya faolligini sozlash uchun ishlatilishi mumkin.

Yadro reaktorining xususiyati shundaki, parchalanish energiyasining 94% bir zumda issiqlikka aylanadi, ya'ni. reaktorning kuchi yoki undagi materiallarning zichligi sezilarli darajada o'zgarishiga vaqt topa olmaydigan vaqt ichida. Shuning uchun, reaktor quvvati o'zgarganda, issiqlik chiqishi kechiktirmasdan yoqilg'ining bo'linish jarayonini kuzatib boradi.

Biroq, reaktor o'chirilganda, bo'linish tezligi o'nlab martadan ko'proq pasayganda, unda kechiktirilgan issiqlik chiqarish manbalari (bo'linish mahsulotlarining gamma va beta nurlanishi) qoladi, ular ustun bo'ladi. Bo'linish reaktsiyasi tugagandan so'ng parchalanish issiqligi reaktor yopilgandan keyin uzoq vaqt davomida issiqlikni olib tashlashni talab qiladi. Qoldiq issiqlik chiqishi nominaldan ancha past bo'lsa-da, reaktor orqali sovutish suyuqligining aylanishi juda ishonchli ta'minlanishi kerak, chunki parchalanish issiqligini nazorat qilib bo'lmaydi. Haddan tashqari qizib ketish va yonilg'i elementlarining shikastlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun bir muddat ishlayotgan reaktordan sovutish suvini olib tashlash qat'iyan man etiladi.

V oraliq neytron reaktorlari, bunda ko'pchilik bo'linish hodisalari issiqlikdan yuqori energiyaga ega (1 eV dan 100 keV gacha) neytronlar tomonidan yuzaga keladi, moderatorning massasi termal reaktorlarga qaraganda kamroq. Bunday reaktorning ishlashining o'ziga xos xususiyati shundaki, yoqilg'ining bo'linish kesimi oraliq mintaqada neytron bo'linishi ortishi bilan strukturaviy materiallar va parchalanish mahsulotlarining yutilish kesimiga qaraganda kamroq kamayadi. Shunday qilib, parchalanish aktlari ehtimoli yutilish aktlariga nisbatan ortadi. Strukturaviy materiallarning neytron xususiyatlariga qo'yiladigan talablar kamroq qat'iy, ularning diapazoni kengroq. Binobarin, oraliq neytron reaktorining yadrosi kuchliroq materiallardan tayyorlanishi mumkin, bu esa reaktorning isitish yuzasidan o'ziga xos issiqlikni olib tashlashni oshirishga imkon beradi. Oraliq reaktorlarda kesmaning qisqarishi hisobiga bo'linuvchi izotoplarda yoqilg'ining boyitishi termallarga qaraganda yuqori bo'lishi kerak. Oraliq neytron reaktorlarida yadro yoqilg'isining ko'payishi termal neytron reaktoriga qaraganda ko'proq.

Oraliq reaktorlarda sovutish suvi sifatida neytronlarni zaif o'rtacha darajada ushlab turadigan moddalar ishlatiladi. Masalan, suyuq metallar. Moderator grafit, berilliy va boshqalar.

Yuqori boyitilgan yoqilg'i bilan yonilg'i tayoqchalari tez neytron reaktorining yadrosiga joylashtirilgan. Faol zona yonilg'i xomashyosi (tushgan uran, toriy) bo'lgan yonilg'i tayoqchalaridan iborat naslchilik zonasi bilan o'ralgan. Faol zonadan chiqarilgan neytronlar naslchilik zonasida yoqilg'i xom ashyosining yadrolari tomonidan ushlanadi, natijada yangi yadro yoqilg'isi hosil bo'ladi. Tez reaktorlarning alohida afzalligi - ularda yadro yoqilg'isini kengaytirilgan ko'paytirishni tashkil qilish imkoniyati, ya'ni. Energiya ishlab chiqarish bilan bir vaqtda, yonib ketgan yadro yoqilg'isi o'rniga yangisini ishlab chiqaring. Tez reaktorlar moderatorni talab qilmaydi va sovutish suvi neytronlarni sekinlashtirmasligi kerak.

Yoqilg'i yadroga joylashtirish usuliga qarab, reaktorlar bir jinsli va geterogenga bo'linadi.

V bir hil reaktor yadro yoqilg'isi, sovutish suyuqligi va moderator (agar mavjud bo'lsa) yaxshilab aralashtiriladi va bir xil jismoniy holatda, ya'ni. butunlay bir hil reaktorning yadrosi yadro yoqilg'isi, sovutish suyuqligi yoki moderatorning suyuq, qattiq yoki gazsimon bir hil aralashmasidir. Gomogen reaktorlar ham termal, ham tez neytron bo'lishi mumkin. Bunday reaktorda butun yadro po'lat sferik idish ichida joylashgan bo'lib, eritma yoki suyuq qotishma (masalan, uranil sulfatning suvdagi eritmasi, uran eritmasi) ko'rinishidagi yoqilg'i va moderatorning suyuq bir hil aralashmasini ifodalaydi. suyuq vismutda), bir vaqtning o'zida sovutish suvi vazifasini bajaradi.

Sferik reaktor idishidagi yonilg'i eritmasida yadro bo'linish reaktsiyasi sodir bo'ladi, natijada eritmaning harorati ko'tariladi. Reaktordan yonuvchi eritma issiqlik almashtirgichga kiradi, u erda ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan suvga issiqlik beradi, soviydi va aylanma nasos orqali reaktorga qaytariladi. Yadro reaktsiyasining reaktordan tashqarida sodir bo'lishiga yo'l qo'ymaslik uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan quvurlari, issiqlik almashtirgich va nasosning hajmi konturning har bir qismida joylashgan yoqilg'i hajmi kritik darajadan ancha past bo'lishi uchun tanlangan. . Gomogen reaktorlar heterojenlarga nisbatan bir qator afzalliklarga ega. Bular yadroning oddiy dizayni va uning minimal o'lchamlari, reaktorni o'chirmasdan ishlash jarayonida parchalanish mahsulotlarini doimiy ravishda olib tashlash va yangi yadro yoqilg'isini qo'shish qobiliyati, yoqilg'ini tayyorlashning soddaligi va reaktorni o'zgartirish orqali boshqarish mumkinligi. yadro yoqilg'isining kontsentratsiyasi.

Biroq, bir hil reaktorlar ham jiddiy kamchiliklarga ega. Kontur atrofida aylanayotgan bir hil aralashma kuchli radioaktiv nurlanish chiqaradi, bu esa qo'shimcha himoyani talab qiladi va reaktorni boshqarishni qiyinlashtiradi. Yoqilg'ining faqat bir qismi reaktorda bo'lib, energiya ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, qolgan qismi esa tashqi quvurlar, issiqlik almashinuvchilari va nasoslarda. Aylanma aralash reaktor va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tizimlari va qurilmalarining qattiq korroziyasi va eroziyasiga olib keladi. Suvning radiolizi natijasida bir hil reaktorda portlovchi portlovchi aralashmaning paydo bo'lishi uning yonishi uchun asboblarni talab qiladi. Bularning barchasi bir hil reaktorlarning keng qo'llanilmasligiga olib keldi.

V heterojen reaktor bloklar ko'rinishidagi yoqilg'i moderatorga joylashtiriladi, ya'ni. yoqilg'i va moderator fazoviy ravishda ajratilgan.

Hozirgi vaqtda energiya maqsadlarida faqat heterojen reaktorlar ishlab chiqilgan. Bunday reaktordagi yadro yoqilg'isi gazsimon, suyuq va qattiq holatda ishlatilishi mumkin. Biroq, endi heterojen reaktorlar faqat qattiq yoqilg'ida ishlaydi.

Mo'tadillashtiruvchi vositaga qarab, heterojen reaktorlar grafit, engil suv, og'ir suv va organiklarga bo'linadi. Sovutish suyuqligining turiga ko'ra, heterojen reaktorlar engil suv, og'ir suv, gaz va suyuq metalldir. Reaktor ichidagi suyuqlik issiqlik tashuvchilari bir fazali va ikki fazali holatda bo'lishi mumkin. Birinchi holda, reaktor ichidagi sovutish suvi qaynamaydi, ikkinchi holatda esa qaynaydi.

Yadrosida suyuq sovutish suvi harorati qaynash nuqtasidan past bo'lgan reaktorlar bosimli suv reaktorlari, sovutish suvi qaynaydigan reaktorlar esa qaynash deb ataladi.

Amaldagi moderator va sovutish suviga qarab, heterojen reaktorlar turli sxemalar bo'yicha ishlab chiqariladi. Rossiyada atom energetikasi reaktorlarining asosiy turlari bosimli suv va suv grafitidir.

Loyihaga ko'ra, reaktorlar idish va kanalga bo'linadi. V tomir reaktorlari sovutish suvi bosimi tana tomonidan amalga oshiriladi. Jami sovutish suvi oqimi reaktor idishi ichida oqadi. V kanal reaktorlari sovutish suvi har bir kanalga yonilg'i moslamasi bilan alohida beriladi. Reaktor idishi sovutish suvi bosimi bilan yuklanmagan, bu bosim har bir alohida kanal tomonidan amalga oshiriladi.

Maqsadiga ko'ra yadro reaktorlari quvvat, konvertor va selektsioner, tadqiqot va ko'p maqsadli, transport va sanoatdir.

Yadro energetikasi reaktorlari atom elektr stantsiyalarida, kema elektr stantsiyalarida, atom issiqlik va elektr stantsiyalarida (ATES), shuningdek, atom issiqlik ta'minoti stantsiyalarida (AST) elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Tabiiy uran va toriydan ikkilamchi yadro yoqilg'isini ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan reaktorlar deyiladi konvertorlar yoki selektsionerlar. Ikkilamchi yadro yoqilg'isining reaktor-konvertorida dastlab iste'mol qilinganidan kamroq hosil bo'ladi. Seleksioner reaktorda yadro yoqilg'isini kengaytirilgan ko'paytirish amalga oshiriladi, ya'ni. sarflanganidan ko'proq bo'ladi.

Tadqiqot reaktorlari neytronlarning materiya bilan oʻzaro taʼsiri jarayonlarini oʻrganish, neytron va gamma nurlanishning intensiv sohalarida reaktor materiallarining harakatini oʻrganish, radiokimyoviy va biologik tadqiqotlar, izotoplar olish, yadro reaktorlari fizikasi boʻyicha eksperimental tadqiqotlar olib borishga xizmat qiladi. Reaktorlar har xil quvvatga ega, statsionar yoki impulsli ish rejimiga ega. Boyitilgan uran bo'yicha eng ko'p ishlatiladigan bosimli suv tadqiqot reaktorlari. Tadqiqot reaktorlarining issiqlik quvvati keng diapazonda o'zgarib turadi va bir necha ming kilovattga etadi.

Ko'p maqsadli energiya ishlab chiqarish va yadro yoqilg'isi ishlab chiqarish kabi ko'p maqsadlarga xizmat qiluvchi reaktorlar deb ataladi.

Federal ta'lim agentligi

SEI HPE "V.I. nomidagi Pomor davlat universiteti. M.V.Lomonosov”

Texnologiya va tadbirkorlik fakulteti

Dars rejasi

mavzusida: "Atom elektr stantsiyasi".

Arxangelsk 2010 yil

Dars rejasi

Dars mavzusi. Atom elektr stansiyalari.

Dars maqsadlari:

1) Tarbiyaviy:

tanishtirish Umumiy ma'lumot atom elektr stansiyalari haqida;

Atom elektr stansiyalari qurilmasining alohida elementlarining asosiy ahamiyatini ochib berish;

Atom elektr stansiyalarining qulay joylari bilan tanishing;

Atom elektr stansiyalarining afzalliklari va kamchiliklari haqida gapiring;

Talabalarni Arxangelsk viloyatidagi atom elektr stansiyalari qurilishi haqidagi so'nggi ma'lumotlar bilan tanishtirish.

2) tarbiyaviy:

Ehtiyotkorlik, qat'iyatlilik, aniqlikni tarbiyalash.

3) Rivojlanayotgan:

Mavzuga kognitiv qiziqishni shakllantirish;

Ixtiyoriy e'tiborni, vizual xotirani, konstruktiv fikrlashni rivojlantirish.

Dars turi: multimedia texnologiyalaridan foydalangan holda ma'ruza.

O'quv qo'llanmalari, jihozlari va materiallari: atom elektr stansiyasining blok diagrammasi.

O'qituvchi uchun- darslik; o'quv jadvallari va doskada ishlash uchun bo'r, multimediyani ko'rsatish uchun uskunalar.

Talaba uchun- darslik, qafasdagi daftar, ish kitobi.

Darslar davomida

Tashkiliy qism – 2 daqiqa

Salom;

Darsga tayyorgarlikni tekshirish;

Talabalarning davomatini tekshirish.

Mavzuning taqdimoti, dars maqsadlari - 3 daqiqa

O‘quvchilar e’tiborini doskaga qaratib, o‘qituvchi nima yozilganini ovoz chiqarib talaffuz qiladi va dars mavzusini o‘quvchilar daftariga yozishni so‘raydi.

“Elektr toki olish” mavzusida ilgari o‘tilgan materialni takrorlash – 5 daqiqa

Ma'ruzada vaqtni tejash uchun frontal so'rov usulidan foydalangan holda o'rganilgan materialni talabalar bilan birlashtirish yaxshidir. Biroq, talabalar bilimini yangilashning boshqa shakllari va usullaridan foydalanish mumkin.

Talabalardan quyidagi savollarga javob berish so'raladi:

Elektr energiyasidan foydalanish usullari?

Generatorlarning turlari?

PTL - elektr uzatish liniyalari;

Qaysi elektr stansiyalari elektr energiyasi ishlab chiqaradi?

Radioizotop energiya manbalari.

Yangi materialni o'rganish - 25 daqiqa

Talabalar oldiga MS Power Point dasturida tayyorlangan multimediyalarni kiritish.

Atom elektr stansiyasi(AES) - boshqariladigan yadro reaktsiyasi paytida ajralib chiqadigan energiyadan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqarishga mo'ljallangan texnik inshootlar majmuasi (slayd No1).

Hikoya.

40-yillarning ikkinchi yarmida, hatto birinchi atom bombasini yaratish bo'yicha ishlar tugashidan oldin (uning sinovi, ma'lumki, 1949 yil 29 avgustda bo'lib o'tgan) sovet olimlari tinch maqsadlar uchun birinchi loyihalarni ishlab chiqishga kirishdilar. atom energiyasidan foydalanish, uning umumiy yo'nalishi darhol elektroenergetika sanoatiga aylandi.

1948 yilda I.V.ning taklifi bilan. Kurchatov va partiya va hukumatning topshirig'iga muvofiq, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun atom energiyasini amaliy qo'llash bo'yicha birinchi ishlar boshlandi.

1950 yil may oyida Kaluga viloyati Obninskoye qishlog'i yaqinida dunyodagi birinchi atom elektr stantsiyasini qurish bo'yicha ishlar boshlandi.

5 MVt quvvatga ega dunyodagi birinchi atom elektr stantsiyasi 1954 yil 27 iyunda SSSRda Kaluga viloyatida joylashgan Obninsk shahrida ishga tushirilgan (slayd № 2).

2002 yil 29 aprelda Moskva vaqti bilan soat 11:31 da Obninskdagi dunyodagi birinchi atom elektr stansiyasining reaktori butunlay yopildi. Rossiya Atom energiyasi vazirligi matbuot xizmati xabar berishicha, stansiya faqat iqtisodiy sabablarga ko'ra to'xtatilgan, chunki "uni xavfsiz holatda saqlash yildan-yilga qimmatlashib borardi".

5 MVt quvvatga ega AM-1 (Atom tinch) reaktoriga ega dunyodagi birinchi atom elektr stantsiyasi 1954 yil 27 iyunda sanoat tokini berdi va deyarli 48 yil muvaffaqiyatli ishlagan holda atom energiyasidan tinch maqsadlarda foydalanishga yo'l ochdi. yillar.

1958 yilda 100 MVt quvvatga ega Sibir atom elektr stansiyasining birinchi navbati ishga tushirildi (umumiy loyiha quvvati 600 MVt). Xuddi shu yili Beloyarsk sanoat atom elektr stantsiyasining qurilishi boshlandi va 1964 yil 26 aprelda 1-bosqich generatori iste'molchilarga tok berdi. 1964 yil sentyabr oyida Novovoronej AESning 210 MVt quvvatga ega 1-agregati ishga tushirildi. 350 MVt quvvatga ega ikkinchi blok 1969 yil dekabr oyida ishga tushirildi. 1973 yilda Leningrad AES ishga tushirildi.

SSSRdan tashqarida 1956 yilda Kalder Xollda (Buyuk Britaniya) quvvati 46 MVt bo'lgan birinchi sanoat maqsadli atom elektr stantsiyasi ishga tushirildi. Bir yil o'tgach, Shipportportda (AQSh) 60 MVt quvvatga ega atom elektr stansiyasi ishga tushirildi.

2004 yil boshida dunyoda 441 ta atom energetikasi reaktorlari ishlayotgan bo'lsa, Rossiyaning "TVEL" OAJ ularning 75 tasini yoqilg'i bilan ta'minlaydi.

Evropadagi eng yirik atom elektr stantsiyasi - Zaporojye AES. Energodar (Zaporojye viloyati, Ukraina), qurilishi 1980 yilda boshlangan va 2008 yil o'rtalarida 6 ta yadro reaktori umumiy quvvati 5,7 GigaVt.

Tasniflash.

Reaktor turi bo'yicha.

Atom elektr stantsiyalari o'rnatilgan reaktorlarga ko'ra quyidagilarga bo'linadi:

Yoqilg'i atomlarining yadrolari tomonidan neytronlarning yutilish ehtimolini oshirish uchun maxsus moderatorlardan foydalangan holda termal neytron reaktorlari;

Yengil suv reaktorlari. Yengil suv reaktori oddiy H3O suvini neytron moderatori va/yoki sovutish suvi sifatida ishlatadigan yadroviy reaktordir. Oddiy suv, og'ir suvdan farqli o'laroq, nafaqat sekinlashadi, balki neytronlarni ham o'zlashtiradi (1H + n = ²D reaktsiyasiga ko'ra);

Grafit reaktorlari;

Og'ir suv reaktorlari. Og'ir suvli yadro reaktori - bu D2O - og'ir suvni sovutish suvi va moderator sifatida ishlatadigan yadroviy reaktor. Deyteriyning neytronlarni yutish kesimi engil vodorodga qaraganda past bo'lganligi sababli, bunday reaktorlar yaxshilangan neytron balansiga ega, bu esa tabiiy uranni energiya reaktorlarida yoqilg'i sifatida ishlatish yoki izotoplarni ishlab chiqarish uchun "qo'shimcha" neytronlardan foydalanish imkonini beradi. - chaqirdi. "sanoat";

Tez neytron reaktorlari - yadroviy zanjir reaktsiyasini saqlab turish uchun energiyalari > 105 eV bo'lgan neytronlardan foydalanadigan yadroviy reaktor. ;

Tashqi neytron manbalaridan foydalangan holda subkritik reaktorlar;

termoyadroviy reaktorlar. Boshqariladigan termoyadroviy termoyadroviy sintez (CTF) - bu portlovchi termoyadro termoyadroviy sintezidan farqli o'laroq, boshqariladigan energiya olish uchun engilroq atom yadrolarini sintez qilish.

Chiqarilgan energiya turi bo'yicha.

Ta'minlanadigan energiya turiga ko'ra atom elektr stansiyalarini quyidagilarga bo'lish mumkin:

Faqat elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan atom elektr stansiyalari (AES);

Elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqaradigan yadroviy issiqlik va elektr stantsiyalari (ATES);

Faqat issiqlik energiyasini ishlab chiqaradigan yadroviy issiqlik ta'minoti stantsiyalari (AST);

Biroq, Rossiyadagi barcha atom elektr stantsiyalarida tarmoq suvini isitish uchun mo'ljallangan issiqlik moslamalari mavjud.

3.3. Atom elektr stansiyasining asosiy elementlari

Atom elektr stansiyasining asosiy elementlaridan biri reaktordir. Dunyoning ko'pgina mamlakatlarida ular asosan termal neytronlar ta'sirida U-235 uranining bo'linishining yadroviy reaktsiyalaridan foydalanadilar. Ularni reaktorda amalga oshirish uchun yoqilg'iga (U-235) qo'shimcha ravishda neytron moderatori va, albatta, reaktordan issiqlikni olib tashlaydigan sovutish suvi bo'lishi kerak. VVER tipidagi reaktorlarda (suvdan suvga quvvat reaktorlari) oddiy bosimli suv moderator va sovutish suvi sifatida ishlatiladi. RBMK tipidagi reaktorlarda (yuqori quvvatli kanal reaktori) sovutish suvi sifatida suv, moderator sifatida grafit ishlatiladi. Bu ikkala reaktor ham oldingi yillarda elektroenergetika sohasida atom elektr stansiyalarida keng qoʻllanilgan.

Reaktor va uning xizmat ko'rsatish tizimlari quyidagilarni o'z ichiga oladi: biologik himoyaga ega reaktorning o'zi, issiqlik almashtirgichlar, nasoslar yoki sovutish suvini aylantiruvchi ventilyator bloklari; aylanish sxemasining quvurlari va armaturalari; yadro yoqilg'isini qayta yuklash uchun qurilmalar; maxsus tizimlar shamollatish, favqulodda sovutish va boshqalar.

Issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish, shuningdek, yadro yoqilg'isini qayta ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan tez neytron reaktorlari (FN) bo'lgan atom elektr stantsiyalari istiqbolli. Bunday atom elektr stantsiyasining energiya blokining texnologik sxemasi rasmda ko'rsatilgan. BN tipidagi reaktor faol zonaga ega bo'lib, u erda tez neytronlar oqimining chiqishi bilan yadro reaktsiyasi sodir bo'ladi. Bu neytronlar odatda yadro reaksiyalarida ishlatilmaydigan U-238 elementlariga taʼsir qiladi va uni keyinchalik atom elektr stansiyalarida yadro yoqilgʻisi sifatida ishlatilishi mumkin boʻlgan plutoniy Pu-239 ga aylantiradi. Yadro reaktsiyasining issiqligi suyuq natriy tomonidan chiqariladi va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

BN tipidagi reaktorli atom elektr stansiyasining asosiy texnologik sxemasi:

a - reaktor yadrosini bajarish printsipi;

b - texnologik sxema:

1 - reaktor; 2 - bug 'generatori; 3 - turbina; 4 - generator; 5 - transformator; 6 turbinali kondensator; 7 - kondensat (ozuqa) nasosi; 8 - natriy davrlarining issiqlik almashinuvchisi; 9 - radioaktiv bo'lmagan natriy nasosi; 10 - radioaktiv natriy nasosi (slayd No 3,4).

Atom elektr stantsiyalarida chiqindi gazlari va kul va shlak ko'rinishidagi chiqindilar yo'q. Shu bilan birga, AESlarda sovutish suviga ajratilgan issiqlikning solishtirma issiqlik miqdori IESdagiga qaraganda ko'proq bo'ladi, chunki bug'ning solishtirma iste'moli yuqori bo'ladi va natijada sovutish suvining katta o'ziga xos iste'moli. Shu sababli, aksariyat yangi atom elektr stantsiyalari sovutish minoralarini o'rnatishni ta'minlaydi, ularda sovutish suvidan issiqlik atmosferaga chiqariladi.

Atom elektr stantsiyalarining mumkin bo'lgan ta'sirining muhim xususiyati muhit radioaktiv chiqindilarni utilizatsiya qilish zarurati hisoblanadi. Bu odamlarga radiatsiya ta'sirini istisno qiladigan maxsus qabristonlarda amalga oshiriladi. Atom elektr stansiyalaridan yuzaga kelishi mumkin bo'lgan radioaktiv chiqindilarning odamlarga avariyalar ta'sirini oldini olish uchun asbob-uskunalarning ishonchliligini oshirish bo'yicha maxsus choralar ko'rildi (qo'riqlash tizimlarini takrorlash va h.k.) va atrofda sanitariya muhofazasi zonasi yaratilmoqda. o'simlik.

3.4. Ishlash printsipi

Ikki pallali bosimli suv quvvati reaktorida (VVER) atom elektr stantsiyasining ishlash sxemasi (slayd № 5).

Rasmda ikki pallali suv bilan sovutilgan energiya reaktoriga ega atom elektr stantsiyasining ishlash diagrammasi ko'rsatilgan. Reaktor yadrosida chiqarilgan energiya asosiy sovutish suviga o'tkaziladi. Bundan tashqari, sovutish suvi issiqlik almashtirgichga (bug 'generatoriga) pompalanadi, u erda ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan suvni isitadi. Olingan bug 'elektr generatorlarini aylantiruvchi turbinalarga kiradi. Turbinalarning chiqishida bug 'kondensatorga kiradi, u erda rezervuardan keladigan katta miqdordagi suv bilan sovutiladi.

Bosim kompensatori juda murakkab va katta hajmli dizayn bo'lib, u reaktorning ishlashi paytida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan, sovutish suvining termal kengayishi natijasida yuzaga keladigan bosim o'zgarishlarini tenglashtirishga xizmat qiladi. 1-konturdagi bosim 160 atmosferaga yetishi mumkin (VVER-1000).

Suvga qo'shimcha ravishda, erigan natriy yoki gaz ham turli reaktorlarda sovutish suvi sifatida ishlatilishi mumkin. Natriydan foydalanish reaktor yadrosi qobig'ining dizaynini soddalashtirishga imkon beradi (suv pallasidan farqli o'laroq, natriy pallasida bosim atmosfera bosimidan oshmaydi), bosim kompensatoridan xalos bo'lishga imkon beradi, lekin u bilan bog'liq o'ziga xos qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. bu metalning kimyoviy faolligi oshishi.

Turli reaktorlar uchun halqalarning umumiy soni farq qilishi mumkin, rasmdagi diagramma VVER tipidagi reaktorlar uchun (Pulled Water Power Reactor). RBMK tipidagi reaktorlar (High Power Channel Type Reactor) bitta suv sxemasidan, BN reaktorlarida (Tez neytron reaktori) ikkita natriy va bitta suv zanjiri ishlatiladi.

Agar bug'ni kondensatsiya qilish uchun ko'p miqdorda suv ishlatish mumkin bo'lmasa, rezervuardan foydalanish o'rniga suvni maxsus sovutish minoralarida (sovutish minoralarida) sovutish mumkin, ular o'zlarining kattaligi tufayli odatda eng ko'zga ko'ringan qism hisoblanadi. atom elektr stansiyasi.

3.5. Afzalliklari va kamchiliklari.

Atom elektr stantsiyalarining afzalliklari:

Zararli chiqindilar yo'q;

Radioaktiv moddalarning emissiyasi ko'mirdan bir necha baravar kam. shunga o'xshash quvvatga ega stansiyalar (ko'mirda ishlaydigan issiqlik elektr stansiyalarining kulida ularni foydali qazib olish uchun etarli bo'lgan uran va toriy foizi mavjud);

Ishlatilgan yoqilg'ining oz miqdori va uni qayta ishlashdan keyin qayta foydalanish imkoniyati;

Yuqori quvvat: birlik uchun 1000-1600 MVt;

Energiyaning arzonligi, ayniqsa issiqlik.

Atom elektr stantsiyalarining kamchiliklari:

Nurlangan yoqilg'i xavfli bo'lib, murakkab va qimmat qayta ishlash va saqlash choralarini talab qiladi;

Termal neytron reaktorlari uchun o'zgaruvchan quvvat ishlashi istalmagan;

Mumkin bo'lgan hodisaning oqibatlari juda og'ir, garchi uning ehtimoli juda past;

700-800 MVt dan kam quvvatga ega bo'lgan agregatlar uchun o'rnatilgan quvvatning 1 MVtiga ham o'ziga xos, ham umumiy, stansiya, uning infratuzilmasini qurish uchun zarur bo'lgan, shuningdek, tugatilishi mumkin bo'lgan yirik kapital qo'yilmalar.

Rossiyadagi atom elektr stantsiyalari.

Hozirda Rossiya Federatsiyasi Ishlayotgan 10 ta atom elektr stansiyasida umumiy quvvati 23243 MVt boʻlgan 31 ta energetika bloki ishlaydi, ulardan 15 tasi bosimli suv reaktorlari - 9 ta VVER-440, 15 ta kanalli qaynash reaktorlari - 11 ta RBMK-1000 va 4 ta EGP-6, 1 ta tez neytron reaktorlari.

Rossiyaning 2030 yilgacha bo'lgan davrga mo'ljallangan Energetika strategiyasi loyihasining ishlanmalari atom elektr stantsiyalarida elektr energiyasini ishlab chiqarishni 4 baravar oshirishni nazarda tutadi.

3.7. AES-92 xavfsizligini oshiradigan atom elektr stantsiyasi loyihasi.

Loyiha “Ekologik toza energiya” davlat dasturi doirasida yaratilgan. Zaporojye, Balakovo, Janubiy Ukraina va Kalinin AESlarida reaktor zavodining oldingi namunasini (V-320) yaratish va ishlatish bo'yicha mahalliy tajriba va ularni loyihalash va ishlatish sohasidagi so'nggi jahon yutuqlari hisobga olindi. AESlar. Qabul qilingan texnik echimlar imkon beradi xalqaro tasnifi AES-92 III avlod atom elektr stansiyalariga tegishli. Bu shuni anglatadiki, bunday atom elektr stantsiyasi zamonaviy evolyutsion engil suv reaktorlariga nisbatan eng ilg'or xavfsizlik texnologiyasiga ega. Atom elektr stantsiyasi loyihasini ishlab chiqishda dizaynerlar inson omilining rolini minimallashtirishga e'tibor qaratdilar (slayd № 6).

Ushbu konsepsiyani amalga oshirish ikki yo‘nalishda amalga oshirildi. Birinchidan, loyihaga passiv xavfsizlik tizimlari kiritilgan. Bu atama kam yoki umuman tashqi quvvat manbai bilan ishlaydigan va operator aralashuvini talab qilmaydigan tizimlarga ishora qiladi. Ikkinchidan, ikkilamchi maqsadli faol xavfsizlik tizimlari kontseptsiyasi qabul qilindi, bu aniqlanmagan nosozliklar ehtimolini sezilarli darajada kamaytiradi.

AES-92 loyihasining asosiy afzalligi shundaki, asosiy xavfsizlik funktsiyalari bir-biridan mustaqil ravishda ishlash printsipida farq qiluvchi ikkita tizim tomonidan amalga oshiriladi. Ikkilamchi saqlovchi (saqlovchi) mavjudligi, agar kerak bo'lsa, radioaktiv mahsulotlarning chiqishini oldini oladi va reaktorni portlash to'lqini yoki samolyot halokati kabi tashqi ta'sirlardan himoya qiladi. Bularning barchasi tizimlarning ishonchliligini oshirish, ishdan chiqish ehtimolining pasayishi va inson omili rolining pasayishi bilan birga AES xavfsizligi darajasini oshiradi.

3.8. Severodvinskdagi suzuvchi atom elektr stansiyasi loyihasi.

Dunyodagi birinchi suzuvchi atom elektr stansiyasi loyihasi boshlandi. Rossiya Severodvinskdagi “Sevmash” kemasozlik zavodida suzuvchi atom elektr stansiyasini qurishni boshladi, bu mamlakatdagi bunday vazifani bajarishga qodir yagona kemasozlik zavodidir. PAPP Mixail Lomonosov nomini oladi. Rossiyaning shimoliy hududlari va Tinch okeani mintaqasidagi orol shtatlarini, shuningdek, ilgari gʻoyaga qiziqish bildirgan yana oʻnlab mamlakatlarni elektr va toza suv bilan taʼminlash uchun yettita suzuvchi AESdan iborat flotiliya yaratish rejalashtirilmoqda. Rossiya yadro olimlari.

"Bugun biz oltita suzuvchi atom elektr stansiyalarining bir qator energobloklarini qurish boʻyicha shartnoma imzolayapmiz. Ularga nafaqat Rossiyada, balki suv sifatida foydalanish mumkin boʻlgan Osiyo-Tinch okeani mintaqasida ham talab mavjud. tuzsizlantirish, - deydi Kiriyenko. Birinchi blok o'ziga xos pilot loyiha bo'ladi. U kam quvvatli KLT40S reaktoriga asoslangan, ammo bu uning butun Sevmashni energiya bilan ta'minlashga va bundan tashqari, bir qator xorijiy kompaniyalarning talabini qondirishga to'sqinlik qilmaydi. Reaktor qurilmalarini ishlab chiqarish Mashinasozlik eksperimental konstruktorlik byurosiga ishonib topshirilgan. Afrikantov, loyihaning 80% Rosatom tomonidan moliyalashtiriladi, qolgan qismi Sevmash tomonidan qabul qilinadi.

Butun loyihaning qiymati shartli ravishda 200 million dollar miqdorida belgilangan, ekspertlarning fikricha, atom elektr stansiyasining o‘zini oqlash muddati yetti yildan oshmaydi. Xarajatlar ko'lamini tasavvur qilish uchun, aytaylik, loyiha amalga oshirilayotgan moliyaviy makonning turli o'lchamlarini tavsiflovchi bir nechta raqamlarni keltirish kifoya. Shunday qilib, 2007 yilda TNES qurilishiga 2 milliard 609 million rubl ajratiladi. Uchuvchi blokni 3,8 yildan kechiktirmay ishga tushirish rejalashtirilgan. Har bir stansiya 12-15 yil davomida yonilg‘i quyishsiz ishlay oladi. Mobil "zaryadlash" xizmatlari u yoki bu darajada elektr energiyasi tanqisligini boshdan kechirayotgan kamida 12 mamlakatdan foydalanishga qarshi bo'lmaydi. Deyarli to'rt yil davomida Severodvinsk kemasozlik zavodida ishlaydigan 25 ming kishi birinchi TNESda ishlaydi.

Ushbu mavzu bo'yicha yangi ma'lumotlar:

“Rosatom” davlat korporatsiyasi hukumat bilan Akademik Lomonosov suzuvchi atom elektr stansiyasi qurilishi uchastkasini “Sevmash”dan (Severodvinsk, Arxangelsk viloyati) Baltiyskiy zavodiga (Sankt-Peterburg) o‘tkazish bo‘yicha kelishib oldi, deb xabar bermoqda “Rosenergoatom” konserni matbuot xizmati .

“Bu qarorga korxonaning katta yuklamasi va kuchini davlat mudofaa buyurtmasiga qaratish zarurati sabab bo‘ldi”, — deyiladi xabarda.

Press-relizda aytilishicha, Sevmash kam quvvatli atom elektr stansiyasini qurish va suzuvchi energiya blokini ishlab chiqarish va yetkazib berish bo'yicha bosh pudrat shartnomalari bekor qilinadi. Tugallangan va ishlab chiqilmagan qurilishning butun hajmi pul mablag'lari mijozga qaytariladi - Rosenergoatom.

Avvalroq, Rossiya Federatsiyasida birinchi suzuvchi atom elektr stansiyasi – “Sevmashpredpriyatie” qurilishi 2010 yilda yakunlanishi kerakligi xabar qilingandi. Shartnoma qiymati 200 million dollarni tashkil etadi, loyihaning 80 foizi Rosenergatom, yana 20 foizi Sevmash mablag'lari hisobidan moliyalashtiriladi. AES 2011 yilda ishga tushirilishi rejalashtirilgan edi.

Baltiyskiy zavodi Rossiyaning eng yirik kemasozlik kompaniyasi. Zavodni nazorat qiluvchi Birlashgan sanoat korporatsiyasi 9 milliard yevroga yaqin aktivlarni boshqaradi.

Sevmash kemasozlik majmuasi Rossiya dengiz floti uchun atom suv osti kemalarini qurish uchun eng yirik rus kemasozlik zavodidir. Biroq, ichida o'tgan yillar korxona moliyalashtirish bilan bog'liq qiyinchiliklarni boshdan kechirmoqda, bu mavjud buyurtmalarning bajarilishiga salbiy ta'sir qiladi. Shu sababli, suzuvchi atom elektr stantsiyasini qurish bo'yicha buyurtmani qayta tiklash to'g'risidagi qarorga, jumladan, Sevmashdagi vaziyat sabab bo'lgan bo'lishi mumkin (slayd № 7).

Bilimlarni umumlashtirish va mustahkamlash- 5 daqiqa.

O'qituvchi o'rganilgan materialni talabalarni frontal so'roq qilish usuli bilan birlashtirishi mumkin. Ushbu maqsadlar uchun ular, masalan, quyidagi savollardan foydalanishlari mumkin:

Atom elektr stantsiyasi nima?

(Atom elektr stansiyasi(AES) - boshqariladigan yadro reaktsiyasi paytida ajralib chiqadigan energiyadan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqarishga mo'ljallangan texnik inshootlar majmuasi);

Birinchi atom elektr stansiyasi qaysi yilda va qaysi shaharda ishga tushirilgan?

(1954 yilda Obninskda);

Reaktorlarning qanday turlari mavjud?

(Issiqlik neytronli reaktorlar; engil suvli reaktorlar; grafitli reaktorlar; og'ir suvli reaktorlar; tez neytronli reaktorlar; kritik osti reaktorlari; termoyadroviy reaktorlar);

PAES nima?

(suzuvchi atom elektr stantsiyasi)

Darsni yakunlash - 5 daqiqa

Talabalarning o'quv faoliyatining umumiy tavsifi, o'qituvchining dars maqsadlariga erishish haqidagi xabari; kamchiliklarni aniqlash va ularni bartaraf etish usullari. Xizmatchilarga o'z vazifalarini eslatish. O'qituvchi talabalarga o'quv va kognitiv faolligi uchun minnatdorchilik bildiradi, darsni yakunlaydi.

Bibliografiya:

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