NPP νέας γενιάς. Νέος πυρηνικός σταθμός στη Ρωσία

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Το τελευταίο τέταρτο του αιώνα, πολλές γενιές έχουν αλλάξει όχι μόνο στην κοινωνία μας. Σήμερα κατασκευάζονται πυρηνικοί σταθμοί νέας γενιάς. Οι πιο πρόσφατες ρωσικές μονάδες ισχύος είναι πλέον εξοπλισμένες μόνο με αντιδραστήρες νερού υπό πίεση 3+ γενιάς. Οι αντιδραστήρες αυτού του τύπου μπορούν να ονομαστούν οι ασφαλέστεροι χωρίς υπερβολές. Για όλη την περίοδο λειτουργίας των αντιδραστήρων VVER (αντιδραστήρας ισχύος με ψύξη πίεσης), δεν έχει σημειωθεί ούτε ένα σοβαρό ατύχημα. Οι πυρηνικοί σταθμοί νέου τύπου σε όλο τον κόσμο συνολικά έχουν ήδη περισσότερα από 1000 χρόνια σταθερής και απρόσκοπτης λειτουργίας.

Σχεδίαση και λειτουργία του πιο πρόσφατου αντιδραστήρα 3+

Το καύσιμο ουρανίου στον αντιδραστήρα περικλείεται σε σωλήνες ζιρκονίου, τα λεγόμενα στοιχεία καυσίμου ή ράβδους καυσίμου. Αποτελούν την αντιδραστική ζώνη του ίδιου του αντιδραστήρα. Όταν οι ράβδοι απορρόφησης αφαιρούνται από αυτή τη ζώνη, η ροή των σωματιδίων νετρονίων αυξάνεται στον αντιδραστήρα και στη συνέχεια ξεκινά μια αυτοσυντηρούμενη αλυσιδωτή αντίδραση σχάσης. Με αυτή τη σύνδεση ουρανίου, απελευθερώνεται πολλή ενέργεια, η οποία θερμαίνει τα στοιχεία καυσίμου. Οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής εξοπλισμένοι με VVER λειτουργούν σύμφωνα με ένα σχήμα δύο βρόχων. Πρώτον, καθαρό νερό διέρχεται από τον αντιδραστήρα, ο οποίος τροφοδοτήθηκε ήδη καθαρισμένος από διάφορες ακαθαρσίες. Στη συνέχεια περνάει απευθείας από τον πυρήνα, όπου ψύχεται και πλένει τις ράβδους καυσίμου. Αυτό το νερό θερμαίνεταιΗ θερμοκρασία του φτάνει τους 320 βαθμούς Κελσίου, για να παραμείνει σε υγρή κατάσταση πρέπει να διατηρείται σε πίεση 160 ατμοσφαιρών! Στη συνέχεια, το ζεστό νερό πηγαίνει στη γεννήτρια ατμού, εκπέμποντας θερμότητα. Και το δευτερεύον ρευστό στη συνέχεια εισέρχεται ξανά στον αντιδραστήρα.

Οι παρακάτω ενέργειες είναι σύμφωνες με το CHP που έχουμε συνηθίσει. Το νερό στο δευτερεύον κύκλωμα μετατρέπεται φυσικά σε ατμό στη γεννήτρια ατμού, η αέρια κατάσταση του νερού περιστρέφει τον στρόβιλο. Αυτός ο μηχανισμός προκαλεί την κίνηση μιας ηλεκτρικής γεννήτριας, η οποία παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Ο ίδιος ο αντιδραστήρας και η γεννήτρια ατμού βρίσκονται μέσα σε ένα σφραγισμένο κέλυφος από σκυρόδεμα. Στη γεννήτρια ατμού, το νερό από το πρωτεύον κύκλωμα που βγαίνει από τον αντιδραστήρα δεν αλληλεπιδρά με κανένα τρόπο με το υγρό από το δευτερεύον κύκλωμα που πηγαίνει στον στρόβιλο. Αυτό το σχήμα λειτουργίας του αντιδραστήρα και της διάταξης γεννήτριας ατμού αποκλείει τη διείσδυση αποβλήτων ακτινοβολίας έξω από την αίθουσα του αντιδραστήρα του σταθμού.

Στην εξοικονόμηση χρημάτων

Ένας νέος πυρηνικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής στη Ρωσία απαιτεί το 40% του συνολικού κόστους του ίδιου του εργοστασίου για το κόστος των συστημάτων ασφαλείας. Το κύριο μερίδιο των κεφαλαίων διατίθεται για τον αυτοματισμό και το σχεδιασμό της μονάδας ισχύος, καθώς και για τον εξοπλισμό συστημάτων ασφαλείας.

Η βάση για τη διασφάλιση της ασφάλειας στους πυρηνικούς σταθμούς της νέας γενιάς είναι η αρχή της άμυνας σε βάθος, που βασίζεται στη χρήση ενός συστήματος τεσσάρων φυσικών φραγμών που εμποδίζουν την απελευθέρωση ραδιενεργών ουσιών.

Πρώτο Εμπόδιο

Παρουσιάζεται με τη μορφή της αντοχής των ίδιων των σφαιριδίων καυσίμου ουρανίου. Μετά τη λεγόμενη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης σε φούρνοσε θερμοκρασία 1200 βαθμών, τα δισκία αποκτούν δυναμικές ιδιότητες υψηλής αντοχής. Δεν διασπώνται υπό την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών. Τοποθετούνται σε σωλήνες ζιρκονίου που σχηματίζουν το κέλυφος των στοιχείων καυσίμου. Περισσότερα από 200 πέλλετ εγχέονται αυτόματα σε ένα τέτοιο στοιχείο καυσίμου. Όταν γεμίζουν πλήρως τον σωλήνα ζιρκονίου, το αυτόματο ρομπότ εισάγει ένα ελατήριο που τους πιέζει για να αστοχήσουν. Στη συνέχεια, το μηχάνημα αντλεί τον αέρα και στη συνέχεια τον σφραγίζει εντελώς.

Δεύτερο εμπόδιο

Αντιπροσωπεύει τη στεγανότητα των στοιχείων καυσίμου επένδυσης ζιρκονίου. Η επένδυση TVEL είναι κατασκευασμένη από ζιρκόνιο πυρηνικής ποιότητας. Έχει αυξημένη αντοχή στη διάβρωση, είναι σε θέση να διατηρήσει το σχήμα του σε θερμοκρασίες άνω των 1000 βαθμών. Ο ποιοτικός έλεγχος της παραγωγής πυρηνικών καυσίμων πραγματοποιείται σε όλα τα στάδια της παραγωγής του. Ως αποτέλεσμα των ποιοτικών ελέγχων πολλαπλών σταδίων, η πιθανότητα αποσυμπίεσης των στοιχείων καυσίμου είναι εξαιρετικά χαμηλή.

Τρίτο Εμπόδιο

Κατασκευάζεται σε μορφή ανθεκτικού δοχείου αντιδραστήρα από χάλυβα, το πάχος του οποίου είναι 20 εκ. Είναι σχεδιασμένο για πίεση εργασίας 160 ατμοσφαιρών. Το δοχείο πίεσης του αντιδραστήρα εμποδίζει την απελευθέρωση προϊόντων σχάσης κάτω από το δοχείο.

Το τέταρτο εμπόδιο

Πρόκειται για ένα σφραγισμένο δοχείο της ίδιας της αίθουσας του αντιδραστήρα, η οποία έχει άλλο όνομα - περιορισμός. Αποτελείται από δύο μόνο μέρη: το εσωτερικό και το εξωτερικό κέλυφος. Το εξωτερικό κέλυφος παρέχει προστασία από όλες τις εξωτερικές επιρροές, τόσο φυσικές όσο και ανθρωπογενείς. Πάχοςεξωτερικό κέλυφος - 80 cm σκυρόδεμα υψηλής αντοχής.

Το εσωτερικό κέλυφος με πάχος τοίχου από σκυρόδεμα είναι 1 μέτρο 20 εκ. Είναι καλυμμένο με συμπαγές φύλλο χάλυβα 8 χιλ. Επιπλέον, η επίστρωση του ενισχύεται από ειδικά συστήματα καλωδίων που τεντώνονται μέσα στο ίδιο το κέλυφος. Με άλλα λόγια, είναι ένα κουκούλι από χάλυβα που σφίγγει το σκυρόδεμα αυξάνοντας την αντοχή του κατά τρεις φορές.

Οι αποχρώσεις της προστατευτικής επίστρωσης

Ο εσωτερικός περιορισμός ενός πυρηνικού σταθμού νέας γενιάς μπορεί να αντέξει πίεση 7 κιλών ανά τετραγωνικό εκατοστό, καθώς και υψηλές θερμοκρασίες έως και 200 βαθμούς Κελσίου.

Υπάρχει ένας χώρος μεταξύ του κελύφους μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού κελύφους. Διαθέτει σύστημα φιλτραρίσματος αερίων που εισέρχονται από το διαμέρισμα του αντιδραστήρα. Το πιο ισχυρό κέλυφος από οπλισμένο σκυρόδεμα διατηρεί στεγανότητα κατά τη διάρκεια σεισμού 8 βαθμών. Αντέχει την πτώση ενός αεροσκάφους, το βάρος του οποίου υπολογίζεται έως και 200 τόνους, και σας επιτρέπει επίσης να αντέχετε ακραίες εξωτερικές επιρροές, όπως ανεμοστρόβιλους και τυφώνες, με μέγιστη ταχύτητα ανέμου 56 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, η πιθανότητα του οποίου είναι είναι δυνατό μία φορά στα 10.000 χρόνια. Επιπλέον, ένα τέτοιο κέλυφος προστατεύει από ένα κύμα κρούσης αέρα με μπροστινή πίεση έως και 30 kPa.

Δυνατότητα της γενιάς 3 NPP+

Ένα σύστημα τεσσάρων φυσικών φραγμών σε άμυνα σε βάθος αποτρέπει τις εκλύσεις ραδιενεργών εκτός της μονάδας ισχύος σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Όλοι οι αντιδραστήρες VVER διαθέτουν συστήματα παθητικής και ενεργητικής ασφάλειας, ο συνδυασμός των οποίων εγγυάται την επίλυση τριών βασικών εργασιών,έκτακτες ανάγκες:

• διακοπή και διακοπή πυρηνικών αντιδράσεων;
• διασφάλιση σταθερής απομάκρυνσης θερμότητας από το πυρηνικό καύσιμο και την ίδια τη μονάδα ισχύος,
• πρόληψη της απελευθέρωσης ραδιονουκλεϊδίων εκτός του περιορισμού σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.

VVER-1200 στη Ρωσία και παγκοσμίως

Οι πυρηνικοί σταθμοί νέας γενιάς της Ιαπωνίας έγιναν ασφαλείς μετά το ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό Fukushima-1. Οι Ιάπωνες αποφάσισαν τότε να μην λαμβάνουν πλέον ενέργεια με τη βοήθεια ενός ειρηνικού ατόμου. Ωστόσο, η νέα κυβέρνηση επέστρεψε στην πυρηνική ενέργεια, καθώς η οικονομία της χώρας υπέστη μεγάλες απώλειες. Οι εγχώριοι μηχανικοί με πυρηνικούς φυσικούς άρχισαν να αναπτύσσουν έναν ασφαλή πυρηνικό σταθμό νέας γενιάς. Το 2006, ο κόσμος έμαθε για τη νέα υπερ-ισχυρή και ασφαλή ανάπτυξη εγχώριων επιστημόνων.

Τον Μάιο του 2016, ολοκληρώθηκε ένα μεγαλειώδες κατασκευαστικό έργο στην περιοχή της μαύρης γης και ολοκληρώθηκε με επιτυχία η δοκιμή της 6ης μονάδας ισχύος στο NPP Novovoronezh. Το νέο σύστημα λειτουργεί σταθερά και αποτελεσματικά! Για πρώτη φορά, κατά την κατασκευή του σταθμού, οι μηχανικοί σχεδίασαν μόνο έναν και τον υψηλότερο πύργο ψύξης στον κόσμο για την ψύξη του νερού. Ενώ προηγουμένως κατασκευάζονταν δύο πύργοι ψύξης για μία μονάδα ισχύος. Χάρη σε τέτοιες εξελίξεις, κατέστη δυνατή η εξοικονόμηση οικονομικών πόρων και η διατήρηση της τεχνολογίας. Για άλλη μια χρονιά στον σταθμό θα γίνουν διάφορες εργασίες. Αυτό είναι απαραίτητο για να τεθεί σταδιακά σε λειτουργία ο υπόλοιπος εξοπλισμός, καθώς είναι αδύνατο να ξεκινήσετε τα πάντα ταυτόχρονα. Μπροστά από τον NPP Novovoronezh είναι η κατασκευή της 7ης μονάδας ισχύος, θα διαρκέσει άλλα δύο χρόνια. ΕπειταΤο Voronezh θα είναι η μόνη περιοχή που έχει υλοποιήσει ένα τόσο μεγάλης κλίμακας έργο. Κάθε χρόνο το Voronezh επισκέπτονται διάφορες αντιπροσωπείες που μελετούν τη λειτουργία του πυρηνικού σταθμού. Τέτοιες εγχώριες εξελίξεις άφησαν πίσω τη Δύση και την Ανατολή στον τομέα της ενέργειας. Σήμερα, διάφορα κράτη θέλουν να εισαγάγουν, και ορισμένα ήδη χρησιμοποιούν, τέτοιους πυρηνικούς σταθμούς.

Μια νέα γενιά αντιδραστήρων εργάζεται προς όφελος της Κίνας στο Tianwan. Σήμερα, τέτοιοι σταθμοί κατασκευάζονται στην Ινδία, τη Λευκορωσία και τις χώρες της Βαλτικής. Στη Ρωσική Ομοσπονδία, το VVER-1200 εισάγεται στο Voronezh, στην περιοχή του Λένινγκραντ. Τα σχέδια είναι να κατασκευαστεί μια παρόμοια εγκατάσταση στον ενεργειακό τομέα στη Δημοκρατία του Μπαγκλαντές και στο τουρκικό κράτος. Τον Μάρτιο του 2017, έγινε γνωστό ότι η Τσεχική Δημοκρατία συνεργαζόταν ενεργά με τη Rosatom για την κατασκευή του ίδιου σταθμού στο έδαφός της. Η Ρωσία σχεδιάζει να κατασκευάσει πυρηνικούς σταθμούς (νέας γενιάς) στο Σεβερσκ (περιοχή Τομσκ), στο Νίζνι Νόβγκοροντ και στο Κουρσκ.