Kernkragsentrales. Kernkragsentrales van Oekraïne. Kernkragsentrales in Rusland

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Moderne energiebehoeftes van die mensdom groei teen 'n reusagtige pas. Die verbruik daarvan vir die verligting van stede, vir industriële en ander behoeftes van die nasionale ekonomie neem toe. Gevolglik word meer en meer roet van verbranding van steenkool en brandstofolie in die atmosfeer vrygestel, en die kweekhuiseffek neem toe. Boonop is daar die afgelope jare al hoe meer gepraat oor die bekendstelling van elektriese voertuie, wat ook sal bydra tot die toename in elektrisiteitsverbruik.

Ongelukkig is omgewingsvriendelike HPP's nie in staat om sulke reusagtige behoeftes te dek nie, en 'n verdere toename in die aantal termiese kragsentrales en termiese kragsentrales is eenvoudig nie raadsaam nie. Wat om te doen in hierdie geval? En daar is nie veel om van te kies nie: kernkragsentrales, as dit behoorlik bedryf word, is 'n uitstekende uitweg uit die energiedood.

Ondanks wat in Tsjernobil gebeur het, selfsGedagtig aan die onlangse mislukkings van die Japannese, erken wetenskaplikes regoor die wêreld dat die vreedsame atoom die enigste oplossing is vir die naderende energiekrisis vandag. Wyd geadverteerde alternatiewe energiebronne verskaf nie eers 'n honderdste van die hoeveelheid elektrisiteit wat die wêreld elke dag nodig het nie.

Boonop het selfs die ontploffing van die kernkragsentrale in Tsjernobil nie eers 'n honderdste van die skade aan die omgewing veroorsaak nie, wat selfs met een ramp op 'n olieplatform opgemerk word. Die BP-voorval is 'n duidelike bevestiging hiervan.

Die beginsel van werking van 'n kernreaktor

Die bron van hitte is brandstofelemente - TVEL. Trouens, dit is buise gemaak van sirkoniumlegering, wat effens onderhewig is aan degenerasie, selfs in die sone van aktiewe splitsing van atome. Binne word tablette van uraandioksied of korrels van 'n legering van uraan en molibdeen geplaas. Binne-in die reaktor word hierdie buise in samestellings saamgestel, wat elk 18 brandstofelemente bevat.

In totaal kan daar byna tweeduisend samestellings wees, en hulle word in kanale binne-in die grafietmesselwerk geplaas. Die vrygestelde hitte word deur middel van 'n koelmiddel opgevang, en in moderne kernkragsentrales is daar twee sirkulasiekringe. In die tweede van hulle het water geen interaksie met die reaktorkern nie, wat die veiligheid van die struktuur as geheel aansienlik verhoog. Die reaktor self is in 'n skag geleë, en 'n spesiale kapsule word vir grafietmesselwerk van dieselfde sirkoniumlegering (30 mm dik) geskep.

Die hele struktuur rus op 'n uiters massiewe basis van hoësterktebeton, waaronder die swembad geleë is. Dit dien om die kern af te koelbrandstof in die geval van 'n ongeluk.

Die beginsel van werking is eenvoudig: brandstofelemente word verhit, die hitte daarvan word oorgedra na die primêre koelmiddel (vloeibare natrium, deuterium), waarna die energie oorgedra word na die sekondêre stroombaan, waarbinne water sirkuleer onder enorme druk. Dit kook dadelik, en die stoom draai die turbines van die kragopwekkers. Daarna gaan die stoom die kondenseringstoestelle binne, verander weer in 'n vloeibare toestand, waarna dit weer na die sekondêre stroombaan gestuur word.

Skeppingsgeskiedenis

In die tweede helfte van die 1940's is alle pogings in die USSR aangewend om projekte te skep wat die vreedsame gebruik van atoomenergie behels. Die beroemde akademikus Kurchatov het tydens 'n gereelde vergadering van die Sentrale Komitee van die CPSU 'n voorstel gemaak om atoomenergie te gebruik om elektrisiteit op te wek, wat die land, wat van 'n verskriklike oorlog herstel het, dringend nodig gehad het.

In 1950 het die bou van 'n kernkragsentrale begin (terloops die eerste ter wêreld), wat in die dorpie Obninskoye, in die Kaluga-streek, gelê is. Vier jaar later is hierdie stasie, wat 'n kapasiteit van 5 MW gehad het, suksesvol van stapel gestuur. Die uniekheid van die geleentheid lê ook daarin dat ons land die eerste staat ter wêreld geword het wat daarin geslaag het om die atoom effektief uitsluitlik vir vreedsame doeleindes te gebruik.

Gaan voort met werk

Reeds in 1958 is begin met die ontwerp van die Siberiese NPP. Die ontwerpkapasiteit het onmiddellik met 20 keer toegeneem, wat 100 MW beloop. Maar die uniekheid van die situasie is nie eers hierin nie. Toe die stasie oorhandig is, was die opbrengs 600 MW. Wetenskaplikes in net 'n paarjare het daarin geslaag om die projek soveel te verbeter, en onlangs het sulke prestasie heeltemal onmoontlik gelyk.

Kernkragsentrales in die uitgestrekte van die Unie het egter toe nie erger as sampioene gegroei nie. Dus, 'n paar jaar na die Siberiese kernkragsentrale, is die Beloyarsk-kernkragsentrale van stapel gestuur. Binnekort is 'n stasie in Voronezh gebou. In 1976 is die Koersk-kernkragsentrale in werking gestel, waarvan die reaktors in 2004 ernstig gemoderniseer is.

Kernkragsentrales is oor die algemeen regdeur die na-oorlogse tydperk op 'n beplande wyse gebou. Slegs die Tsjernobil-ramp kon hierdie proses vertraag.

Hoe dinge in die buiteland was

Daar moet nie aanvaar word dat sulke ontwikkelings uitsluitlik in ons land uitgevoer is nie. Die Britte was deeglik bewus van hoe belangrik kernkragsentrales kan wees, en het daarom aktief in hierdie rigting gewerk. Hulle het dus reeds in 1952 hul eie projek van stapel gestuur om kernkragsentrales te ontwikkel en te bou. Vier jaar later het die dorp Calder Hall die eerste Engelse kernstad geword met sy eie kragsentrale van 46 MW. In 1955 is 'n kernkragsentrale plegtig in die Amerikaanse stad Shippingport in gebruik geneem. Sy krag was gelyk aan 60 MW. Sedertdien het kernkragsentrales hul triomftog om die wêreld begin.

Bedreigings vir vreedsame atoom

Die eerste euforie van die tem van die atoom is gou vervang deur angs en vrees. Natuurlik was die Tsjernobil-kernkragsentrale die ernstigste ramp, maar daar was die Mayak-aanleg, ongelukke met kernreaktors in kernduikbote, asook ander voorvalle, waarvan baie ons waarskynlik nooit sal weet nie. Die gevolge van hierdie ongelukkemense gedwing om te dink oor die verhoging van die vlak van kultuur in die gebruik van atoomenergie. Daarbenewens het die mensdom weer besef dat hulle nie in staat was om die elementêre kragte van die natuur te weerstaan nie.

Baie ligpunte van wêreldwetenskap bespreek al lank hoe om kernkragsentrales veiliger te maak. In Moskou in 1989 is 'n wêreldvergadering byeengeroep, gebaseer op die resultate van die vergadering, is gevolgtrekkings gemaak oor die noodsaaklikheid om beheer oor kernenergie radikaal te verskerp.

Vandag hou wêreldgemeenskappe noukeurig dop hoe al hierdie ooreenkomste nagekom word. Geen mate van waarneming en beheer kan egter van natuurrampe of banale onnoselheid red nie. Dit is weereens bevestig deur die ongeluk by Fukushima-1, as gevolg waarvan honderde miljoene ton radioaktiewe water in die Stille Oseaan gemors het. Oor die algemeen het Japan, waarin die kernkragsentrale die enigste manier is om die reusagtige behoeftes van die industrie en die bevolking van elektrisiteit te voorsien, nie die kernkragsentrale bouprogram laat vaar nie.

Klassifikasie

Alle kernkragsentrales kan geklassifiseer word volgens die tipe energie wat geproduseer word, sowel as volgens die model van hul reaktor. Die graad van veiligheid, die tipe konstruksie, asook ander belangrike parameters word ook in ag geneem.

Dit is hoe hulle geklassifiseer word volgens die tipe energie wat geproduseer word:

• Kernkragsentrales. Die enigste energie wat hulle opwek, is elektrisiteit.
• Kerntermiese kragsentrales. Benewens elektrisiteit genereer hierdie fasiliteite ook hitte, wat dit veral waardevol maak vir ontplooiing in noordelike stede. Daar, die bedryf van 'n kernkragsentralelaat toe om die streek se afhanklikheid van brandstofvoorrade uit ander streke skerp te verminder.

Brandstofgebruik en ander kenmerke

Die algemeenste is kernreaktors wat verrykte uraan as brandstof gebruik. Die koelmiddel is ligte water. Sulke reaktore word ligwaterreaktore genoem, en daar is twee tipes daarvan. In die eerste geval word die stoom wat gebruik word om die turbines te laat draai, in die reaktorkern gevorm.

Vir die vorming van stoom in die tweede geval word 'n hitteafvoerstelsel gebruik, waardeur water nie die kern binnedring nie. Terloops, die ontwikkeling van hierdie stelsel het reeds in die 50's van die vorige eeu begin, en die Amerikaanse militêre ontwikkelings het as basis daarvoor gedien. Omstreeks dieselfde tyd het die USSR 'n reaktor van die eerste soort ontwikkel, maar met 'n modereringstelsel, in die rol waarvan grafietstawe gebruik is.

Dit is hoe die gasverkoelde reaktor verskyn, wat deur baie kernkragsentrales in Rusland gebruik word. Die vinnige versnelling van die konstruksie van stasies van hierdie spesifieke model was te wyte aan die feit dat die reaktore wapengraad-plutonium as 'n neweproduk vervaardig het. Boonop is selfs gewone natuurlike uraan, waarvan die afsettings in ons land baie groot is, geskik as brandstof vir hierdie variëteit.

Nog 'n tipe reaktor wat redelik wydverspreid oor die wêreld voorkom, is die swaarwatermodel wat deur natuurlike uraan aangevuur word. Aanvanklik is sulke modelle geskep deur byna alle lande wat toegang tot kernreaktors gehad het, maarvandag is slegs Kanada onder hul uitbuiters, in die ingewande waarvan daar die rykste afsettings van natuurlike uraan is.

Hoe is reaktors verbeter?

Eerstens is gewone staal gebruik vir die vervaardiging van brandstofstaafbekleding en sirkulasiekanale. Op daardie stadium was dit nog nie bekend oor sirkoniumlegerings nie, wat baie beter geskik is vir sulke doeleindes. Die reaktor is afgekoel met water wat onder druk van 10 atmosfeer voorsien is.

Die stoom wat terselfdertyd vrygestel is, het 'n temperatuur van 280 grade gehad. Al die kanale waarin die brandstofstawe geleë was, is verwyderbaar gemaak, aangesien dit relatief gereeld vervang moes word. Die feit is dat materiaal in die aktiwiteitsone van kernbrandstof redelik vinnig aan vervorming en vernietiging onderwerp word. Trouens, die strukturele elemente in die kern is ontwerp vir 30 jaar, maar in sulke gevalle is optimisme onaanvaarbaar.

Brandstofstawe

In hierdie geval het die wetenskaplikes besluit om 'n variant met eensydige buisverkoeling te gebruik. Hierdie ontwerp verminder dramaties die kanse dat splytingsprodukte in die hitte-uitruilkring kom, selfs in die geval van skade aan die brandstofelement. Dieselfde kernbrandstof is 'n legering van uraan en molibdeen. Hierdie oplossing het dit moontlik gemaak om relatief goedkoop en betroubare toerusting te skep wat stabiel kan werk selfs by aansienlik verhoogde temperature.

Chernobyl

Vreemd soos dit mag lyk, maar die berugte Tsjernobil, wie se kernkragsentrale 'n simbool geword het van mensgemaakte rampe van die vorige eeu, was 'n ware triomf van die wetenskap. Destyds is die mees gevorderde tegnologieë in die konstruksie en ontwerp daarvan gebruik. Die krag van die reaktor alleen het 3200 MW bereik. Die brandstof was ook nuut: verrykte natuurlike uraandioksied is vir die eerste keer by die Tsjernobil-kernkragsentrale gebruik. Een ton van sulke brandstof bevat slegs 20 kilogram uraan-235. In totaal is 180 ton uraandioksied in die reaktor gelaai. Dit is steeds nie presies bekend wie en vir watter doel besluit het om 'n eksperiment by die stasie uit te voer wat alle denkbare veiligheidsreëls weerspreek het nie.

Kernkragsentrales in Rusland

As dit nie vir die Tsjernobil-ramp was nie, sou die program vir die wydste en mees wydverspreide konstruksie van kernkragsentrales in ons land (waarskynlik) steeds voortduur. Dit was in elk geval die benadering wat in die USSR beplan is.

Oor die algemeen, onmiddellik na Tsjernobil, het baie programme grootliks ingekort begin word, wat onmiddellik gelei het tot 'n styging in pryse vir baie "omgewingsvriendelike" grade hittedraers. In baie gebiede is hulle gedwing om terug te keer na die bou van termiese kragsentrales, wat (insluitend) selfs op steenkool werk, wat voortgaan om die atmosfeer van groot stede monsteragtig te besoedel.

In die middel van die 2000's het die regering nietemin die behoefte besef om die kernprogram te ontwikkel, aangesien dit sonder dit eenvoudig onmoontlik sou wees om baie streke van ons land van die vereiste hoeveelheid energie te voorsien.

Hoeveel kernkragsentrales het ons vandag in ons land? Slegs tien. Ja, dit is almal Russiese kernkragsentrales. Maar selfs hierdie getal genereer meer as 16% van die energie wat verbruik wordons burgers. Die kapasiteit van al 33 krageenhede wat as deel van hierdie kernkragsentrales werk, is 25,2 GW. Byna 37% van die elektrisiteitsbehoeftes van ons noordelike streke word deur kernkragsentrales gedek.

Een van die bekendstes is die Leningrad-kernkragsentrale, wat in 1973 gebou is. Tans is intensiewe konstruksie van die tweede fase aan die gang, wat sal toelaat om die uitsetkapasiteit (4 duisend MW) ten minste twee keer te verhoog.

Oekraïnse NPP's

Die Sowjetunie het baie gedoen, insluitend vir die ontwikkeling van energie in die unie-republieke. Dus het Litaue op 'n tyd nie net 'n uitstekende infrastruktuur en baie industriële ondernemings ontvang nie, maar ook die Ignalina NPP, wat tot 2005 'n regte "Pockmarked Chicken" was, wat byna die hele B altiese streek van goedkoop (en sy eie!) voorsien het. Energie.

Maar die hoofgeskenk is aan die Oekraïne gemaak, wat vier kragsentrales gelyktydig ontvang het. Zaporozhye NPP is oor die algemeen die kragtigste in Europa en lewer 6 GW energie op een slag. Oor die algemeen gee die Oekraïne se kernkragsentrales dit die geleentheid om homself onafhanklik van elektrisiteit te voorsien, waarmee Litaue nie meer kan spog nie.

Nou werk al dieselfde vier stasies: Zaporozhye, Rivne, Suid-Oekraïens en Khmelnitsky. In teenstelling met die algemene opvatting, het die derde blok van die Tsjernobil-kernkragsentrale tot 2000 voortgegaan om die streek gereeld van elektrisiteit te voorsien. Op die oomblik word 46% van alle Oekraïense elektrisiteit deur Oekraïense kernkragsentrales vervaardig.

Vreemde politieke ambisies van die owerhede in die land het daartoe gelei dat dit in 2011'n besluit is geneem om Russiese brandstofelemente met Amerikaanse te vervang. Die eksperiment het heeltemal misluk, en byna $200 miljoen se skade is aan die Oekraïense industrie aangerig.

Vooruitsigte

Vandag word die voordele van die vreedsame atoom weer oor die hele wêreld onthou.’n Hele stad kan van energie voorsien word van’n klein en primitiewe kernkragsentrale, wat sowat 2 ton brandstof per jaar verbruik. Hoeveel gas of steenkool sal gedurende dieselfde tydperk verbrand moet word? Die vooruitsigte vir die tegnologie is dus groot: tradisionele tipes energie groei voortdurend in prys, en hul getal neem af.