Atominės elektrinės. Ukrainos atominės elektrinės. Atominės elektrinės Rusijoje

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Šiuolaikiniai žmonijos energijos poreikiai auga milžinišku tempu. Didėja jo vartojimas miestams apšviesti, pramonės ir kitoms šalies ūkio reikmėms. Atitinkamai į atmosferą išmetama vis daugiau suodžių deginant anglį ir mazutą, sustiprėja šiltnamio efektas. Be to, pastaraisiais metais vis dažniau kalbama apie elektromobilių įdiegimą, kuris taip pat prisidės prie elektros suvartojimo didėjimo.

Deja, aplinką tausojančios HE nepajėgios patenkinti tokių milžiniškų poreikių, todėl toliau didinti šiluminių elektrinių ir šiluminių elektrinių skaičių tiesiog nepatartina. Ką tokiu atveju daryti? Ir nėra iš ko rinktis: tinkamai eksploatuojamos atominės elektrinės yra puiki išeitis iš energetinės aklavietės.

Nepaisant to, kas nutiko Černobylyje, netAtsižvelgdami į pastarojo meto japonų nesėkmes, mokslininkai visame pasaulyje pripažįsta, kad taikus atomas yra vienintelis sprendimas artėjančiai energijos krizei šiandien. Plačiai reklamuojami alternatyvūs energijos š altiniai nesuteikia nė šimtosios elektros energijos kiekio, kurio pasauliui reikia kasdien.

Be to, net Černobylio atominės elektrinės sprogimas nepadarė nė šimtosios žalos aplinkai, o tai pastebima net su viena katastrofa naftos platformoje. BP incidentas yra aiškus to patvirtinimas.

Branduolinio reaktoriaus veikimo principas

Šilumos š altinis yra kuro elementai – TVEL. Tiesą sakant, tai yra vamzdžiai, pagaminti iš cirkonio lydinio, kuris šiek tiek degeneruojasi net aktyvaus atomų dalijimosi zonoje. Viduje yra urano dioksido tabletės arba urano ir molibdeno lydinio grūdeliai. Reaktoriaus viduje šie vamzdžiai surenkami į mazgus, kurių kiekviename yra 18 kuro elementų.

Iš viso gali būti beveik du tūkstančiai agregatų, ir jie dedami į kanalus grafito mūro viduje. Išsiskyrusi šiluma surenkama aušinimo skysčio pagalba, o šiuolaikinėse atominėse elektrinėse yra dvi cirkuliacinės grandinės. Antrajame iš jų vanduo niekaip nesąveikauja su reaktoriaus aktyvia zona, o tai žymiai padidina visos konstrukcijos saugumą. Pats reaktorius yra šachtoje, o grafito mūrui iš to paties cirkonio lydinio (30 mm storio) sukurta speciali kapsulė.

Visa konstrukcija remiasi į itin masyvų didelio stiprumo betono pagrindą, po kuriuo yra baseinas. Jis skirtas branduolinei jėgainei atvėsintidegalai avarijos atveju.

Veikimo principas paprastas: kuro elementai kaitinami, šiluma iš jų perduodama pirminiam aušinimo skysčiui (skystas natris, deuteris), po to energija perduodama antriniam kontūrui, kurio viduje cirkuliuoja vanduo. didžiulis spaudimas. Iš karto užverda, o garai sukasi generatorių turbinas. Po to garai patenka į kondensacinius įrenginius, vėl virsta skysta būsena, o po to vėl siunčiami į antrinę grandinę.

Kūrybos istorija

Antroje XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio pusėje SSRS buvo dedamos visos pastangos, kad būtų sukurti projektai, susiję su taikiu atominės energijos naudojimu. Garsus akademikas Kurchatovas, kalbėdamas eiliniame TSKP CK posėdyje, pateikė pasiūlymą panaudoti atominę energiją elektrai gaminti, kurios šaliai, atsigaunančiai po baisaus karo, labai reikėjo.

1950 m. pradėta statyti atominė elektrinė (beje, pirmoji pasaulyje), kuri buvo pastatyta Obninskoye kaime, Kalugos srityje. Po ketverių metų ši 5 MW galios stotis buvo sėkmingai paleista. Renginio išskirtinumas slypi ir tame, kad mūsų šalis tapo pirmąja valstybe pasaulyje, kuri sugebėjo efektyviai panaudoti atomą išskirtinai taikiems tikslams.

Tęsti darbą

Jau 1958 m. buvo pradėti Sibiro AE projektavimo darbai. Projektinė galia iš karto padidėjo 20 kartų ir siekė 100 MW. Tačiau situacijos unikalumas net ne tame. Kai stotis buvo atiduota, jos grąža buvo 600 MW. Mokslininkai tik porojemetų pavyko labai patobulinti projektą, o visai neseniai toks veikimas atrodė visiškai neįmanomas.

Tačiau atominės elektrinės Sąjungos platybėse tada augo ne ką prasčiau už grybus. Taigi, praėjus porai metų po Sibiro atominės elektrinės, buvo paleista Belojarsko atominė elektrinė. Netrukus Voroneže buvo pastatyta stotis. 1976 m. pradėta eksploatuoti Kursko atominė elektrinė, kurios reaktoriai buvo rimtai modernizuoti 2004 m.

Apskritai atominės elektrinės buvo statomos planingai per visą pokario laikotarpį. Tik Černobylio katastrofa galėtų sulėtinti šį procesą.

Kaip buvo užsienyje

Nereikėtų manyti, kad tokie pokyčiai buvo vykdomi tik mūsų šalyje. Britai puikiai žinojo, kokios svarbios gali būti atominės elektrinės, todėl aktyviai dirbo šia kryptimi. Taigi jau 1952 metais jie pradėjo savo projektą plėtoti ir statyti atomines elektrines. Po ketverių metų Calder Hall miestelis tapo pirmuoju Anglijos branduoliniu miestu, turinčiu savo 46 MW elektrinę. 1955 metais Amerikos mieste Shippingport buvo iškilmingai pradėta eksploatuoti atominė elektrinė. Jo galia buvo lygi 60 MW. Nuo tada atominės elektrinės pradėjo savo triumfo žygį visame pasaulyje.

Grėsmės taikiam atomui

Pirmąją atomo sutramdymo euforiją netrukus pakeitė nerimas ir baimė. Žinoma, Černobylio atominė elektrinė buvo rimčiausia nelaimė, tačiau ten buvo elektrinė Majak, avarijos su branduoliniais reaktoriais branduoliniuose povandeniniuose laivuose, taip pat kiti incidentai, apie kuriuos daugelis tikriausiai niekada nesužinosime. Šių avarijų pasekmėsprivertė žmones galvoti apie atominės energijos naudojimo kultūros lygio kėlimą. Be to, žmonija dar kartą suprato, kad nesugeba atsispirti elementarioms gamtos jėgoms.

Daugelis pasaulio mokslo šviesuolių jau seniai diskutuoja, kaip atomines elektrines padaryti saugesnėmis. 1989 m. Maskvoje buvo sušaukta pasaulinė asamblėja, kurios metu remiantis susitikimo rezultatais buvo padarytos išvados apie būtinybę radikaliai sugriežtinti branduolinės energijos kontrolę.

Šiandien pasaulinės bendruomenės atidžiai stebi, kaip laikomasi visų šių susitarimų. Tačiau joks stebėjimas ir kontrolė negali išgelbėti nuo stichinių nelaimių ar banalaus kvailumo. Tai dar kartą patvirtino avarija Fukušima-1, dėl kurios į Ramųjį vandenyną išsiliejo šimtai milijonų tonų radioaktyvaus vandens. Apskritai, Japonija, kurioje atominė elektrinė yra vienintelė priemonė, užtikrinanti milžiniškus pramonės ir gyventojų poreikius elektros energija, neatsisakė atominės elektrinės statybos programos.

Klasifikacija

Visos atominės elektrinės gali būti klasifikuojamos pagal gaminamos energijos rūšį, taip pat pagal jų reaktoriaus modelį. Taip pat atsižvelgiama į saugos laipsnį, konstrukcijos tipą ir kitus svarbius parametrus.

Taip jie klasifikuojami pagal gaminamos energijos tipą:

• Atominės elektrinės. Vienintelė jų generuojama energija yra elektra.
• Atominės šiluminės elektrinės. Be elektros, šie įrenginiai taip pat gamina šilumą, todėl jie ypač vertingi šiauriniuose miestuose. Ten veikia atominė elektrinėleidžia smarkiai sumažinti regiono priklausomybę nuo kuro tiekimo iš kitų regionų.

Sunaudoti degalai ir kitos charakteristikos

Dažniausiai paplitę yra branduoliniai reaktoriai, kuriuose kaip kuras naudojamas prisodrintas uranas. Aušinimo skystis yra lengvas vanduo. Tokie reaktoriai vadinami lengvojo vandens reaktoriais, jų yra dviejų tipų. Pirmuoju atveju turbinoms sukti naudojami garai susidaro reaktoriaus aktyvioje zonoje.

Garų susidarymui antruoju atveju naudojama šilumos šalinimo sistema, dėl kurios vanduo nepatenka į šerdį. Beje, šios sistemos kūrimas prasidėjo jau praėjusio amžiaus 50-aisiais, o Amerikos kariniai pokyčiai buvo jos pagrindas. Maždaug tuo pačiu metu SSRS sukūrė pirmojo tipo reaktorių, tačiau su reguliavimo sistema, kuriai buvo naudojami grafito strypai.

Taip atsirado dujomis aušinamas reaktorius, kurį naudoja daugelis Rusijos atominių elektrinių. Spartų šio konkretaus modelio stočių statybos pagreitį lėmė tai, kad reaktoriuose kaip šalutinis produktas buvo gaminamas ginklams tinkamas plutonis. Be to, net paprastas gamtinis uranas, kurio telkiniai mūsų šalyje yra labai dideli, tinka šiai veislei kaip kuras.

Kitas reaktorių tipas, gana plačiai paplitęs visame pasaulyje, yra sunkaus vandens modelis, varomas gamtiniu uranu. Iš pradžių tokius modelius kūrė beveik visos šalys, kurios turėjo prieigą prie branduolinių reaktorių, tačiaušiandien tarp jų išnaudotojų yra tik Kanada, kurios žarnyne yra turtingiausių natūralaus urano telkinių.

Kaip buvo patobulinti reaktoriai?

Pirma, paprastas plienas buvo naudojamas kuro strypų apvalkalams ir cirkuliaciniams kanalams gaminti. Tuo metu dar nebuvo žinoma apie cirkonio lydinius, kurie daug geriau tinka tokiems tikslams. Reaktorius buvo aušinamas 10 atmosferų slėgio vandeniu.

Tuo pačiu metu išleistų garų temperatūra buvo 280 laipsnių. Visi kanalai, kuriuose buvo kuro strypai, buvo nuimami, nes juos reikėjo palyginti dažnai. Faktas yra tas, kad branduolinio kuro veiklos zonoje medžiagos gana greitai deformuojamos ir sunaikinamos. Tiesą sakant, konstrukciniai elementai branduolyje yra skirti 30 metų, tačiau tokiais atvejais optimizmas yra nepriimtinas.

Degalų strypai

Šiuo atveju mokslininkai nusprendė naudoti variantą su vienpusiu vamzdiniu aušinimu. Ši konstrukcija labai sumažina tikimybę, kad dalijimosi produktai pateks į šilumos mainų grandinę net ir sugadinus kuro elementą. Tas pats branduolinis kuras yra urano ir molibdeno lydinys. Šis sprendimas leido sukurti palyginti nebrangią ir patikimą įrangą, kuri gali stabiliai veikti net esant gerokai aukštesnei temperatūrai.

Černobylis

Kad ir kaip būtų keista, bet liūdnai pagarsėjęs Černobylis, kurio atominė elektrinė tapo praėjusio amžiaus žmogaus sukeltų nelaimių simboliu, buvo tikras mokslo triumfas. Tuo metu jį statant ir projektuojant buvo naudojamos pažangiausios technologijos. Vien reaktoriaus galia siekė 3200 MW. Kuras taip pat buvo naujas: Černobylio atominėje elektrinėje pirmą kartą panaudotas prisodrintas natūralus urano dioksidas. Vienoje tonoje tokio kuro yra tik 20 kilogramų urano-235. Iš viso į reaktorių buvo pakrauta 180 tonų urano dioksido. Vis dar tiksliai nežinoma, kas ir kokiu tikslu nusprendė stotyje atlikti eksperimentą, kuris prieštarauja visoms įmanomoms saugos taisyklėms.

Atominės elektrinės Rusijoje

Jei ne Černobylio katastrofa, mūsų šalyje (greičiausiai) vis tiek tęstųsi plačiausių ir labiausiai paplitusių atominių elektrinių statybos programa. Bet kokiu atveju toks požiūris buvo planuotas SSRS.

Apskritai, iš karto po Černobylio, daugelis programų buvo pradėtos masiškai apriboti, todėl iš karto padidėjo daugelio „aplinkai nekenksmingų“šilumos nešėjų kainos. Daugelyje vietovių jie buvo priversti grįžti prie šiluminių elektrinių, kurios (įskaitant) netgi dirba su anglimi, statyba ir toliau siaubingai teršia didžiųjų miestų atmosferą.

2000-ųjų viduryje vyriausybė vis dėlto suprato būtinybę plėtoti branduolinę programą, nes be jos būtų tiesiog neįmanoma aprūpinti daugelio mūsų šalies regionų reikiamu energijos kiekiu.

Kiek atominių elektrinių šiandien turime savo šalyje? Tik dešimt. Taip, tai visos Rusijos atominės elektrinės. Tačiau net ir šis skaičius generuoja daugiau nei 16% sunaudojamos energijosmūsų piliečių. Visų 33 jėgainių, veikiančių šiose atominėse elektrinėse, galia yra 25,2 GW. Beveik 37 % mūsų šiaurinių regionų elektros poreikių patenkina atominės elektrinės.

Viena žinomiausių – Leningrado atominė elektrinė, pastatyta dar 1973 m. Šiuo metu vyksta intensyvios antrojo etapo statybos, kurios leis bent du kartus padidinti išėjimo galią (4 tūkst. MW).

Ukrainos AE

Sovietų Sąjunga daug nuveikė, įskaitant energetikos plėtrą sąjunginėse respublikose. Taigi Lietuva kažkada gavo ne tik puikią infrastruktūrą ir daug pramonės įmonių, bet ir Ignalinos AE, kuri iki 2005 m. buvo tikra „Kištinė višta“, aprūpinusi beveik visą B altijos regioną pigiais (ir savo!) Energija.

Bet pagrindinė dovana buvo įteikta Ukrainai, kuri gavo keturias elektrines iš karto. Zaporožės AE apskritai yra galingiausia Europoje, vienu metu tiekianti 6 GW energijos. Apskritai Ukrainos atominės elektrinės suteikia galimybę savarankiškai apsirūpinti elektra, kuo Lietuva nebegali pasigirti.

Dabar veikia visos keturios stotys: Zaporožės, Rivnės, Pietų Ukrainos ir Chmelnyckio. Priešingai populiariems įsitikinimams, trečiasis Černobylio atominės elektrinės blokas veikė iki 2000 m., reguliariai aprūpindamas regioną elektra. Šiuo metu 46 % visos Ukrainos elektros pagaminama Ukrainos atominėse elektrinėse.

Keistos šalies valdžios institucijų politinės ambicijos lėmė tai, kad 2011 m.buvo priimtas sprendimas rusiškus kuro elementus pakeisti amerikietiškais. Eksperimentas visiškai žlugo ir Ukrainos pramonei buvo padaryta beveik 200 mln. USD žala.

Perspektyvos

Šiandien visame pasaulyje vėl prisimenama taikaus atomo nauda. Iš mažos ir primityvios atominės elektrinės, kuri per metus sunaudoja apie 2 tonas kuro, energija gali būti aprūpintas visas miestas. Kiek dujų ar anglies reikės sudeginti per tą patį laikotarpį? Taigi technologijos perspektyvos didžiulės: tradicinės energijos rūšys nuolat brangsta, o jų skaičius mažėja.