Mensahe sa paksa ng nuclear power plants. Nuclear power plant: operating prinsipyo at disenyo. Kasaysayan ng paglikha ng mga nuclear power plant. Institute of Distance Education

Nuclear power plant - kumplikado mga kinakailangang sistema, mga aparato, kagamitan at istruktura na nilayon para sa paggawa ng elektrikal na enerhiya. Ang istasyon ay gumagamit ng uranium-235 bilang gasolina. Ang pagkakaroon ng nuclear reactor ay nagpapakilala sa mga nuclear power plant mula sa iba pang power plant.

Sa mga nuclear power plant mayroong tatlong magkaparehong pagbabago ng mga anyo ng enerhiya

Nuclear power

napupunta sa init

Thermal na enerhiya

napupunta sa mekanikal

Mekanikal na enerhiya

na-convert sa electrical

1. Ang nuclear energy ay nagiging thermal energy

Ang batayan ng istasyon ay ang reactor - isang structurally allocated volume kung saan ang nuclear fuel ay ikinarga at kung saan ang isang kinokontrol na chain reaction ay nagaganap. Ang Uranium-235 ay fissile sa pamamagitan ng mabagal (thermal) neutrons. Bilang isang resulta, ang isang malaking halaga ng init ay inilabas.

STEAM GENERATOR

2. Ang thermal energy ay nagiging mekanikal na enerhiya

Ang init ay tinanggal mula sa reactor core sa pamamagitan ng isang coolant - isang likido o gas na sangkap na dumadaan sa dami nito. Ang thermal energy na ito ay ginagamit upang makagawa ng singaw ng tubig sa isang generator ng singaw.

ELECTRIC GENERATOR

3. Ang mekanikal na enerhiya ay na-convert sa elektrikal na enerhiya

Ang mekanikal na enerhiya ng singaw ay nakadirekta sa isang turbogenerator, kung saan ito ay na-convert sa elektrikal na enerhiya at pagkatapos ay dumaan sa mga wire sa mga mamimili.

Ano ang binubuo ng nuclear power plant?

Ang nuclear power plant ay isang complex ng mga gusaling tirahan teknolohikal na kagamitan. Ang pangunahing gusali ay ang pangunahing gusali, kung saan matatagpuan ang reactor hall. Naglalaman ito ng reactor mismo, isang nuclear fuel cooling pool, isang reloading machine (para sa fuel reloading), na lahat ay sinusubaybayan ng mga operator mula sa control room (control room).

Ang pangunahing elemento ng reaktor ay ang aktibong sona (1). Ito ay matatagpuan sa isang kongkretong baras. Ang mga mandatoryong bahagi ng anumang reaktor ay isang sistema ng kontrol at proteksyon na nagbibigay-daan sa napiling mode ng isang kinokontrol na fission chain reaction na mangyari, pati na rin ang isang emergency na sistema ng proteksyon upang mabilis na ihinto ang reaksyon kung sitwasyong pang-emergency. Ang lahat ng ito ay naka-mount sa pangunahing gusali.

Mayroon ding pangalawang gusali na kinalalagyan ng turbine hall (2): mga steam generator, ang turbine mismo. Susunod sa kahabaan ng teknolohikal na kadena ay mga capacitor at mataas na boltahe na linya ng kuryente na lumalampas sa lugar ng istasyon.

Sa teritoryo mayroong isang gusali para sa pag-reload at pag-iimbak ng ginastos na nuclear fuel sa mga espesyal na pool. Bilang karagdagan, ang mga istasyon ay nilagyan ng mga elemento ng isang recirculating cooling system - mga cooling tower (3) (isang kongkretong tower tapering sa tuktok), isang cooling pond (isang natural na reservoir o isang artipisyal na nilikha) at spray pool.

Anong mga uri ng nuclear power plant ang mayroon?

Depende sa uri ng reactor, ang isang nuclear power plant ay maaaring may 1, 2 o 3 coolant circuit. Sa Russia, ang pinakalaganap ay ang double-circuit nuclear power plant na may mga reactor ng uri ng VVER (water-cooled power reactor).

NPP NA MAY 1-CIRCUIT REACTORS

Ang single-circuit scheme ay ginagamit sa mga nuclear power plant na may RBMK-1000 type reactors. Ang reactor ay nagpapatakbo sa isang bloke na may dalawang condensing turbine at dalawang generator. Sa kasong ito, ang boiling reactor mismo ay isang steam generator, na ginagawang posible na gumamit ng isang solong circuit. Ang single-circuit circuit ay medyo simple, ngunit ang radyaktibidad sa kasong ito ay kumakalat sa lahat ng elemento ng yunit, na nagpapalubha ng biological na proteksyon.

Sa kasalukuyan, mayroong 4 na nuclear power plant na may mga single-circuit reactor na tumatakbo sa Russia

NPP NA MAY 2-CIRCUIT REACTORS

Ang double-circuit scheme ay ginagamit sa mga nuclear power plant na may pressure na water reactor ng uri ng VVER. Ang tubig ay ibinibigay sa ilalim ng presyon sa reactor core at pinainit. Ang coolant energy ay ginagamit sa steam generator para makabuo ng saturated steam. Ang pangalawang circuit ay non-radioactive. Ang yunit ay binubuo ng isang 1000 MW condensing turbine o dalawang 500 MW turbine na may mga nauugnay na generator.

Sa kasalukuyan, mayroong 5 nuclear power plant na may double-circuit reactor na tumatakbo sa Russia

NPP NA MAY 3-CIRCUIT REACTORS

Ang three-circuit scheme ay ginagamit sa mga nuclear power plant na may mga reactor sa mabilis na mga neutron na may sodium coolant type BN. Upang maiwasan ang pagdikit ng radioactive sodium sa tubig, ang pangalawang circuit na may non-radioactive sodium ay itinayo. Kaya, ang circuit ay naging tatlong-circuit.

1. Panimula ……………………………………………………. Pahina 1

2.Pisikal na batayan kapangyarihang nukleyar…………………Pahina 2

3. Ang nucleus ng isang atom……………………………………………………Pahina 4

4. Radioactivity………………………………………….Pahina 4

5. Mga reaksyong nuklear………………………………………………………… Pahina 4

6. Nuclear fission…………………………………………………… Pahina 4

7. Nuclear chain reactions………………………………………… Pahina 5

8. Mga Batayan ng teorya ng reaktor………………………………………… Pahina 5

9. Mga Prinsipyo ng regulasyon ng kapangyarihan ng reactor……… Page 6

10. Pag-uuri ng mga reaktor………………………………………… Pahina 7

11. Mga diagram ng disenyo ng reactor………………………………Pahina 9

13. Mga disenyo ng kagamitan ng NPP……………………………… Pahina 14

14. Scheme ng isang three-circuit nuclear power plant …………………………………Pahina 16

15. Mga heat exchanger ng mga nuclear power plant…………………………………… Pahina 19

16. Nuclear power plant turbomachine…………………………………………………… Pahina 20

17. NPP pantulong na kagamitan……………………………… Pahina. 20

18. Layout ng NPP equipment…………………………………… Pahina 21

19. Mga isyung pangkaligtasan sa mga plantang nuclear power…………………… Page 21

20. Mobile nuclear power plants……………………………………Pahina. 24

21. Literatura na ginamit………………………………………… Pahina 26

Panimula.

Estado ng sining at mga prospect para sa pagbuo ng nuclear energy.

Pag-unlad ng industriya, transportasyon, agrikultura at mga pampublikong kagamitan nangangailangan ng patuloy na pagtaas sa produksyon ng kuryente.

Ang pandaigdigang pagtaas sa pagkonsumo ng enerhiya ay lumalaki bawat taon.

Halimbawa: noong 1952 ito ay 540 milyong tonelada sa mga maginoo na yunit, at noong 1980 ito ay 3567 milyong tonelada. sa halos 28 taon ay tumaas ito ng higit sa 6.6 beses. Dapat tandaan na ang nuclear fuel reserves ay 22 beses na mas mataas kaysa sa fossil fuel reserves.

Sa 5th World Energy Conference, ang mga reserbang gasolina ay tinatantya tulad ng sumusunod:

1. Nuclear fuel………………………………..520x106

2. Coal…………………………………55.5x106

3. Langis…………………………………………0.37x106

4. Natural gas……………………………….0.22x106

5. Oil shale………………………………0.89x106

6. Tar…………………………………………..1.5x 106

7. Peat…………………………………………. 0.37x 10

Kabuuan 58.85x106

Sa kasalukuyang antas ng pagkonsumo ng enerhiya, ang mga reserba ng mundo, ayon sa iba't ibang mga pagtatantya, ay mauubos sa loob ng 100-400 taon.

Ayon sa mga siyentipiko, ang pagkonsumo ng enerhiya ay mag-iiba mula 1950 hanggang 2050 nang 7 beses. Ang mga reserbang nukleyar na gasolina ay maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng enerhiya ng populasyon sa mas mahabang panahon.

Sa kabila ng mayamang likas na yaman ng Russia, sa organikong gasolina, pati na rin ang mga mapagkukunan ng hydropower ng malalaking ilog (1200 bilyon kWh) o 137 milyong kW. Ngayon ang Pangulo ng bansa ay nagbigay ng espesyal na pansin sa pagpapaunlad ng enerhiyang nukleyar. Isinasaalang-alang na ang karbon, langis, gas, pisara, pit ay mahalagang hilaw na materyales para sa iba't ibang mga industriya industriya ng kemikal. Ang karbon ay ginagamit upang makagawa ng coke para sa metalurhiya. Samakatuwid, ang gawain ay upang mapanatili ang mga reserbang organikong gasolina para sa ilang mga industriya. Ang pagsasanay sa mundo ay sumusunod din sa mga usong ito.

Isinasaalang-alang na ang halaga ng enerhiya na nakuha mula sa mga nuclear power plant ay inaasahang mas mababa kaysa sa mga planta ng karbon at malapit sa halaga ng enerhiya mula sa hydroelectric power plant, ang kaugnayan ng pagtaas ng pagtatayo ng mga nuclear power plant ay nagiging malinaw. Sa kabila ng katotohanang dala ng mga nuclear power plant tumaas na panganib, (radioactivity kung sakaling may aksidente)

Lahat ang mga mauunlad na bansa, kapwa ang Europa at Amerika ay kamakailan-lamang na aktibong nagdaragdag ng kanilang konstruksiyon, hindi pa banggitin ang paggamit ng enerhiyang nukleyar, kapwa sa sibil at kagamitang militar ito ay mga barkong pinapagana ng nukleyar, mga submarino, mga sasakyang panghimpapawid.

Parehong sa mga direksyong sibil at militar, ang palad ay pag-aari at pag-aari ng Russia.

Ang paglutas sa problema ng direktang pag-convert ng fission energy ng isang atomic nucleus sa electrical energy ay makabuluhang bawasan ang halaga ng nabuong kuryente.

Pisikal na pundasyon ng nuclear energy.

Ang lahat ng mga sangkap sa kalikasan ay binubuo ng maliliit na particle - mga molekula na patuloy na gumagalaw. Ang init ng katawan ay resulta ng paggalaw ng mga molekula.

Ang estado ng kumpletong natitirang bahagi ng mga molekula ay tumutugma sa ganap na zero na temperatura.

Ang mga molekula ng isang sangkap ay binubuo ng mga atomo ng isa o higit pang mga elemento ng kemikal.

Ang molekula ay ang pinakamaliit na particle ng isang naibigay na sangkap. Kung hahatiin mo ang isang molekula ng isang kumplikadong sangkap sa mga bahaging bahagi nito, makakakuha ka ng mga atomo ng iba pang mga sangkap.

Atom– ang pinakamaliit na particle ng isang partikular na elemento ng kemikal. Hindi na ito mahahati pa sa kemikal sa mas maliliit na partikulo, bagama't ang atom ay may sariling panloob na istraktura at binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus at isang negatibong sisingilin na electron shell.

Ang bilang ng mga electron sa shell ay mula isa hanggang isang daan at isa. Ang huling bilang ng mga electron ay may pangalan ng elemento na Mendelevium.

Ang elementong ito ay pinangalanang Mendelevium pagkatapos ng D.I. Mendeleev, na natuklasan ang periodic law noong 1869, ayon sa kung saan ang pisikal at kemikal na mga katangian ng lahat ng mga elemento ay nakasalalay sa atomic na timbang, at pagkatapos ng ilang mga panahon ay matatagpuan ang mga elemento na may magkatulad na pisikal at kemikal na mga katangian.

Nucleus ng isang atom.

Ang nucleus ng isang atom ay naglalaman ng bulto ng masa nito. Ang masa ng shell ng elektron ay bahagi lamang ng isang porsyento ng masa ng atom. Ang atomic nuclei ay mga kumplikadong pormasyon na binubuo ng elementarya na mga particle-proton na may positibong singil sa kuryente, at walang singil ng kuryente mga particle - mga neutron.

Ang mga particle na may positibong charge, proton, at mga neutral na particle ng kuryente, mga neutron, ay sama-samang tinatawag na mga nucleon. Ang mga proton at neutron sa nucleus ng isang atom ay pinagsama-sama ng tinatawag na nuclear forces.

Ang nuclear binding energy ay ang dami ng enerhiya na kinakailangan upang paghiwalayin ang isang nucleus sa mga indibidwal na nucleon. Dahil ang pwersang nukleyar milyon-milyong beses na mas malaki kaysa sa lakas ng mga bono ng kemikal, sumusunod na ang nucleus ay isang tambalan na ang lakas ay hindi masusukat na lumalampas sa lakas ng koneksyon ng mga atomo sa molekula.

Kapag ang 1 kg ng helium ay na-synthesize mula sa isang hydrogen atom, ang isang halaga ng init ay inilabas na katumbas ng dami ng init sa panahon ng pagkasunog ng 16,000 tonelada ng karbon, habang kapag ang 1 kg ng uranium ay nahati, isang halaga ng init ay inilabas na katumbas ng ang init na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng 2,700 toneladang karbon.

Radioactivity.

Ang radioactivity ay ang kakayahang kusang baguhin ang hindi matatag na isotopes ng isang elemento ng kemikal sa mga isotopes ng isa pang elemento, na sinamahan ng paglabas ng alpha, beta at gamma ray.

Ang pagbabagong-anyo ng elementarya na mga particle (neutrons, mesons) ay tinatawag ding radioactivity.

Mga reaksyong nuklear.

Ang mga reaksyong nuklear ay ang mga pagbabagong-anyo ng atomic nuclei bilang resulta ng kanilang pakikipag-ugnayan sa mga elementarya na particle at sa isa't isa.

Sa mga reaksiyong kemikal, ang mga panlabas na shell ng elektron ng mga atom ay muling inayos, at ang enerhiya ng mga reaksyong ito ay sinusukat sa electron volts.

Sa mga reaksyong nuklear, ang nucleus ng isang atom ay muling inayos, at sa maraming mga kaso ang resulta ng muling pagsasaayos ay ang pagbabago ng isang elemento ng kemikal sa isa pa. Ang enerhiya ng mga reaksyong nuklear ay sinusukat sa milyun-milyong electron volts.

Nuclear fission .

Ang pagtuklas ng fission ng uranium nuclei at ang pang-eksperimentong kumpirmasyon nito noong 1930 ay naging posible upang makita ang hindi mauubos na mga posibilidad ng aplikasyon sa iba't ibang larangan ng pambansang ekonomiya, kabilang ang produksyon ng enerhiya sa panahon ng pagtatayo ng mga nuclear plant.

Nuclear chain reaction.

Ang reaksyon ng kadena ng nukleyar ay ang reaksyon ng fission ng nuclei ng mga atom ng mabibigat na elemento sa ilalim ng impluwensya ng mga neutron, sa bawat pagkilos kung saan tumataas ang bilang ng mga neutron, bilang isang resulta kung saan tumataas ang proseso ng fission na nagpapanatili sa sarili.

Ang mga reaksyon ng kadena ng nuklear ay nabibilang sa klase ng exothermic, iyon ay, sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya.

Mga pundasyon ng teorya ng reaktor.

Ang nuclear power reactor ay isang yunit na idinisenyo upang makagawa ng init mula sa nuclear fuel sa pamamagitan ng self-sustaining controlled chain reaction, na naghahati sa mga atomo ng gasolinang ito.

Kapag ang isang nuclear reactor ay gumagana, upang maiwasan ang isang chain reaction na mangyari, ang mga moderator ay ginagamit upang artipisyal na patayin ang reaksyon sa pamamagitan ng awtomatikong pagpasok ng mga elemento ng moderator sa reaktor. Upang mapanatili ang kapangyarihan ng reaktor sa isang pare-parehong antas, kinakailangan na sumunod sa kondisyon ng katatagan ng average na rate ng nuclear fission, ang tinatawag na neutron multiplication factor.

Ang isang nuclear reactor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga kritikal na sukat ng aktibong sona kung saan ang neutron multiplication factor K = 1. Dahil sa komposisyon ng nuclear fission material, structural materials, moderator at coolant, ang opsyon ay pinili kung saan ang K = ∞ ay may pinakamataas na halaga.

Ang epektibong multiplication factor ay ang ratio ng bilang ng mga neutron birth sa bilang ng mga kaganapan ng kanilang pagkamatay bilang resulta ng pagsipsip at pagtagas.

Ang isang reaktor na gumagamit ng isang reflector ay binabawasan ang mga kritikal na sukat ng core, pinapapantay ang pamamahagi ng neutron flux at pinatataas ang tiyak na kapangyarihan ng reaktor sa bawat 1 kg ng nuclear fuel na na-load sa reactor. Ang laki ng core ay kinakalkula gamit ang mga kumplikadong pamamaraan.

Ang mga reaktor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga ikot at uri ng reaktor.

Ang fuel cycle o nuclear fuel cycle ay isang hanay ng mga sunud-sunod na pagbabago ng gasolina sa isang reaktor, gayundin sa panahon ng reprocessing ng irradiated fuel pagkatapos nitong alisin mula sa reactor upang paghiwalayin ang pangalawang gasolina at hindi nasunog na pangunahing gasolina.

Tinutukoy ng fuel cycle ang uri ng nuclear reactor: convector reactor;

Breeder reactor; mabilis, intermediate at thermal neutron reactors, solid, liquid at gaseous fuel reactors; homogenous reactors at heterogenous reactors at iba pa.

Mga prinsipyo ng kontrol ng kapangyarihan ng reaktor.

Ang isang power reactor ay dapat gumana nang matatag sa iba't ibang antas ng kuryente. Ang mga pagbabago sa antas ng paglabas ng init sa reaktor ay dapat mangyari nang medyo mabilis, ngunit maayos, nang walang mga pag-agos ng pagbilis ng kuryente.

Ang control system ay idinisenyo upang mabayaran ang mga pagbabago sa K coefficient (reaktibidad) na nangyayari sa panahon ng mga pagbabago sa mode, kabilang ang pagsisimula at paghinto. Upang gawin ito, sa panahon ng operasyon, ang mga graphite rod ay ipinakilala sa core kung kinakailangan, ang materyal na kung saan ay malakas na sumisipsip ng mga thermal neutron. Upang bawasan o dagdagan ang kapangyarihan, ang mga tinukoy na rod ay ayon sa pagkakabanggit ay binawi o ipinakilala, at sa gayon ay inaayos ang koepisyent K. Ang mga rod ay ginagamit kapwa sa pag-regulate at pag-compensate, at sa pangkalahatan ay maaari silang tawaging kontrol o proteksiyon.

Pag-uuri ng mga reaktor.

Ang mga nuclear reactor ay maaaring iuri ayon sa iba't ibang pamantayan:

1) Gaya ng inilaan

2) Ayon sa antas ng enerhiya ng mga neutron na nagdudulot ng karamihan sa mga fission ng fuel nuclei;

3) Sa pamamagitan ng uri ng neutron moderator

4) Ayon sa uri at pisikal na estado ng coolant;

5) Batay sa pagpaparami ng nuclear fuel;

6) Ayon sa prinsipyo ng paglalagay ng nuclear fuel sa isang moderator,

7) Ayon sa pisikal na estado ng nuclear fuel.

Ang mga reactor na idinisenyo upang makabuo ng elektrikal o thermal energy ay tinatawag na mga power reactors;

Ang mga reaktor ay nahahati ayon sa antas ng enerhiya: thermal neutrons, fast neutrons, intermediate neutrons.

Sa pamamagitan ng uri ng mga moderator ng neutron: tubig, mabigat na tubig, grapayt, organiko, beryllium.

Sa pamamagitan ng uri ng coolant: tubig, mabigat na tubig, likidong metal, organic, gas.

Ayon sa prinsipyo ng pagpaparami ng nuclear fuel:

Purong fission isotope reactors. Sa pagpaparami ng nuclear fuel (regenerative) na may pinahabang pagpaparami (breeder reactors).

Ayon sa prinsipyo ng nuclear fuel: heterogenous at homogenous

Ayon sa prinsipyo ng pinagsama-samang estado ng paghahati ng materyal:

Sa hugis ng solid, mas madalas sa anyo ng likido at gas.

Kung nililimitahan natin ang ating sarili sa mga pangunahing tampok, ang sumusunod na sistema para sa pagtatalaga ng mga uri ng reaktor ay maaaring imungkahi

1. Isang reaktor na may tubig bilang moderator at coolant sa mahinang enriched uranium (WWR-Uno) o isang water-cooled reactor (WWR).

2. Isang reactor na may mabigat na tubig bilang moderator at ordinaryong tubig bilang coolant gamit ang natural na uranium. Pagtatalaga: heavy water reactor sa natural uranium (TVR-Up) o heavy water reactor (TVR) Kapag gumagamit ng mabigat na tubig at bilang

Ang coolant ay magiging (TTR)

3. Ang isang reactor na may graphite bilang moderator at tubig bilang isang coolant sa mahinang enriched na uranium ay tatawaging graffito-water reactor sa weakly enriched uranium (GVR-Uno) o isang graffito-water reactor (GWR)

4. Reactor na may graphite bilang moderator at gas bilang coolant sa natural uranium (GGR-Up) o graphite-gas reactor (GGR)

5. Ang isang reaktor na may tubig na kumukulo bilang isang coolant moderator ay maaaring italagang VVKR, ang parehong reaktor na may mabigat na tubig - TTKR.

6. Ang isang reactor na may grapayt bilang isang moderator at sodium bilang isang coolant ay maaaring italagang GNR

7. Ang isang reactor na may organic na moderator at coolant ay maaaring italagang OOR

Pangunahing katangian ng mga nuclear power plant reactors

NPP
Mga katangian ng reaktor	Naka-on ang mga reaktor	mga thermal neutron	Gamit ang mabilis na neutron reactors
Uri ng reaktor	VVER	RBMK	RBN
Coolant	Tubig	tubig	Liquid Na, K, tubig
Moderator	Tubig	grapayt	wala
Uri ng nuclear fuel	Bahagyang pinayaman ang uranium	Bahagyang pinayaman ang uranium	Highly enriched uranium o Pu-239
Nuclear fuel enrichment gamit ang U-235, %	3-4	2-3	90
Bilang ng mga circuit ng sirkulasyon ng coolant	2	1	3
Ang presyon ng singaw sa harap ng turbine, MPa	4,0-6,0	6,0-6,5	6,0-6,5
Episyente ng NPP	≈30%	30-33%	≈35%

Diagram ng disenyo ng reaktor.

Ang mga pangunahing bahagi ng istruktura ng isang heterogenous nuclear reactor ay: ang katawan; isang core na binubuo ng mga elemento ng gasolina, isang moderator at isang sistema ng kontrol at proteksyon; neutron reflector; sistema ng pag-alis ng init; thermal proteksyon; biological na proteksyon; sistema para sa paglo-load at pagbabawas ng mga elemento ng gasolina. Ang mga breeder reactor ay mayroon ding nuclear fuel reproduction zone na may sarili nitong heat removal system. Sa mga homogenous na reactor, sa halip na mga elemento ng gasolina, mayroong isang reservoir na may solusyon ng mga asing-gamot o isang suspensyon ng mga fissile coolant na materyales.

1st type(s) - isang reactor kung saan ang graphite ang moderator at reflector ng mga neutron. Ang mga bloke ng graphite (mga parallelepiped ng prisma na may mga panloob na channel at mga elemento ng gasolina na inilagay sa mga ito ay bumubuo ng aktibong sona, kadalasan sa hugis ng isang silindro o polyhedral prism. Ang mga channel sa mga bloke ng grapayt ay tumatakbo sa buong taas ng core. Ang mga tubo ay ipinapasok sa mga ito mga channel upang mapaunlakan ang mga elemento ng gasolina Sa kahabaan ng annular slot coolant ay dumadaloy sa pagitan ng mga elemento ng gasolina at mga tubo ng gabay Ang isang neutron reflector ay matatagpuan sa paligid ng core, din sa anyo ng isang stack ng mga bloke ng graphite na dumadaan sa parehong core masonry at sa pamamagitan ng reflector masonry.

Sa panahon ng operasyon ng reactor, ang grapayt ay pinainit sa isang temperatura kung saan maaari itong mag-oxidize. Upang maiwasan ang oksihenasyon, ang graphite stack ay nakapaloob sa isang selyadong bakal na pambalot, na puno ng neutral na gas (nitrogen, helium). Ang mga channel ng elemento ng gasolina ay maaaring ilagay sa parehong patayo at pahalang. Sa labas ng bakal na pambalot, inilalagay ang biological na proteksyon - espesyal na kongkreto. Sa pagitan ng pambalot at kongkreto, maaaring magbigay ng kongkretong cooling channel kung saan umiikot ang isang cooling medium (hangin, tubig). Sa kaso ng paggamit ng sodium bilang isang coolant, ang mga bloke ng grapayt ay natatakpan ng isang proteksiyon na shell (halimbawa, zirconium). Upang maiwasan ang grapayt mula sa pagiging pinapagbinhi ng sodium kapag ito ay tumagas mula sa circulation circuit. Ang mga awtomatikong control rod drive ay tumatanggap ng mga impulses mula sa mga ionization chamber o neutron counter. Sa isang silid ng ionization na puno ng gas, ang mga mabilis na sisingilin na particle ay nagdudulot ng pagbaba ng boltahe sa pagitan ng mga electrodes kung saan inilalapat ang potensyal na pagkakaiba. Ang pagbaba ng boltahe sa circuit ng elektrod ay proporsyonal sa pagbabago sa density ng flux ng mga particle na nag-ionize ng gas. Ang mga ibabaw ng mga electrodes ng mga silid ng ionization na pinahiran ng boron ay sumisipsip ng mga neutron, na nagiging sanhi ng daloy ng mga particle ng alpha na gumagawa din ng ionization. Sa ganitong mga aparato, ang mga pagbabago sa kasalukuyang lakas sa circuit ay proporsyonal sa mga pagbabago sa neutron flux density. Ang mahinang kasalukuyang nagmumula sa circuit ng ionization chamber ay pinalakas ng electronic o iba pang mga amplifier. Habang tumataas ang neutron flux sa reactor, tumataas ang kasalukuyang lakas sa circuit ng ionization chamber at ibinababa ng automatic control servomotor ang control rod papunta sa core sa naaangkop na lalim. Kapag ang neutron flux sa reactor ay humina, ang kasalukuyang sa ionization chamber circuit ay bumababa at ang drive ng control rods ay awtomatikong itinataas ang mga ito sa naaangkop na taas.

Ang isang graphite-water reactor, kapag pinalamig ng hindi kumukulong tubig, ay may medyo mababang temperatura ng tubig sa labasan, na nagiging sanhi din ng medyo mababang paunang mga parameter ng nabuong singaw at, nang naaayon, mababang kahusayan sa pag-install.

Sa kaganapan ng overheating ng singaw sa reactor core, ang kahusayan ng pag-install ay maaaring makabuluhang tumaas. Ang paggamit ng mga gas o likidong metal sa reaktor ayon sa Scheme 1 ay magiging posible din na makakuha ng mas mataas na mga parameter ng produksyon ng singaw at, nang naaayon, ng mas mataas na kahusayan ng pag-install. Ang Graffito-water, water-water at graffito-liquid metal reactors ay nangangailangan ng paggamit ng enriched uranium.

Ipinapakita ng Figure 1 circuit diagram RBMK NPP.

1 Fig.1

1-Mga graphite na bloke

(Moderator)

2-core reactor zone

2. Ang mabigat na water gas reactor 2 ay maaaring gumana sa natural na uranium. Ang elemento ng gasolina ng naturang reaktor ay inilalagay sa isang tangke ng bakal o aluminyo na puno sa isang tiyak na antas na may mabigat na tubig. Mayroong isang graphite reflector sa paligid ng tangke - biological na proteksyon. Ang mga elemento ng gasolina ay may mga panloob na channel para sa pagpasa ng gas na nag-aalis ng init. Ang mabigat na tubig, na nagsisilbing moderator, ay umiinit din at nangangailangan ng sarili nitong cooling system. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagpapalipat-lipat ng mabigat na tubig gamit ang isang espesyal na bomba at paglamig nito sa isang heat exchanger na may tumatakbong tubig. Ang nasabing reaktor ay may medyo mataas na kahusayan at medyo mababa ang sangkap ng gasolina at ang halaga ng nabuong kuryente.

Dahil ang gasolina ay natural na uranium, ang mataas na halaga ng mabigat na tubig at ang pagkawala ng init na nauugnay sa paglamig nito ay ang mga disadvantage nito.

3. Figure c) ay nagpapakita ng isang water-cooled o heavy-water reactor kung saan ang tubig o mabigat na tubig ay nagsisilbing moderator at coolant (VVER).

4 Figure d) ay nagbibigay ng ideya ng diagram ng disenyo ng isang boiling-type na reactor. Ang ganitong uri ay ginagawang posible upang makagawa ng mga ito na may mas maliit na kapal ng pader, at ang kanilang positibong katangian ay ang posibilidad ng self-regulation.

5. Ang breeder reactor ay gumagana sa mabilis na neutrons i.e. sa enriched uranium. Ang mga uri ng reactors ay nangangailangan ng mas mataas na biological na proteksyon, at naaayon sa paggamit ng mas mahal na materyales.

6. homogenous reactor kung saan, kapag ginamit ang natural na uranium, ang moderator ay maaari lamang maging mabigat na tubig kapag ginamit ang enriched uranium, ordinaryong tubig; Dito walang nuclear fission gamit ang fast neutrons. Ang medyo mababang density ng uranium at resonant absorption ay nangangailangan ng mas mataas na antas ng pagpapayaman ng gasolina na may fissile isotope.

Ang lahat ng mga disenyo ng reactor ay may parehong positibo at negatibong panig, na dapat palaging isaalang-alang kapag nagdidisenyo, na isinasaalang-alang ang pag-uugnay ng konstruksiyon sa mga tiyak na kondisyon ng rehiyon batay sa mga posibilidad ng paghahatid ng mga hilaw na materyales, ang panganib ng polusyon sa kapaligiran, mga mapagkukunan ng supply ng tubig at tubig sa lupa.

Kapag nagdidisenyo ng mga nuclear power plant, ginagamit ang mga kumplikadong kalkulasyon sa matematika, na, sa kabila ng mga modernong kakayahan sa analitikal teknolohiya ng kompyuter hindi magagarantiya ang kawastuhan ng lahat ng mga parameter. Samakatuwid, ang lahat ng mga kalkulasyon ay double-check sa pamamagitan ng eksperimental na pag-verify.

Ito ay lalong mahalaga kapag sinusuri ang mga kritikal na sukat ng isang natural na uranium reactor. Kung umaasa ka lamang sa mga teoretikal na kalkulasyon, maaari kang gumawa ng isang malubhang maling pagkalkula, na magiging napakamahal at mahirap iwasto.

Ang pana-panahong pag-reboot ng isang nuclear power plant ay nangangailangan ng napakaingat na paghahanda at kadalasang isinasagawa kapag ang reaktor ay isinara, dahil ang pagtaas ng radyaktibidad ay nangangailangan ng kawalan ng mga tauhan sa panahon ng paglo-load at pagbabawas, sa kabila ng katotohanan na ang rebooting scheme ay nangyayari sa awtomatikong mode gamit ang mga espesyal na lalagyan na nagbibigay ng hindi lamang awtomatikong mode, kundi pati na rin ang lahat ng mga kinakailangan sa kaligtasan na may patuloy na paglamig.

Ang mga lalagyan ay may makapal na lead shell na nagbibigay ng katanggap-tanggap na background radiation

Mga disenyo ng kagamitan ng NPP.

Graffito-water reactors.

Ang graffito-water reactor ng AN NPP ay ang unang reactor na nilikha para sa produksyon ng kuryente.

Sa gitnang bahagi ng graphite masonry, 4.6 m ang taas at 3 m ang lapad, mayroong 157 vertical hole na may diameter na 65 mm na matatagpuan sa kahabaan ng triangular grid na may pitch na 120 mm. Naglalaman ang mga ito ng mga channel na may TVE. Ang aktibong zone, kung saan matatagpuan ang mga channel ng TVE, ay may diameter na 1.6 metro at taas na 1.7 metro. Ito ay napapalibutan sa lahat ng panig ng isang 0.7 m makapal na graphite reflector, ang graphite masonry ay nakapaloob sa isang bakal na pambalot na hinangin sa ibabang steel plate. Ang tuktok ng pagmamason ay natatakpan ng isang napakalaking cast iron stove, kung saan dumadaan ang mga channel ng TVE at control system. Ang katawan ng bakal ay puno ng inert gas, na nagpoprotekta sa grapayt mula sa oksihenasyon. Sa paligid ng katawan mayroong isang hugis-singsing na tangke ng proteksyon ng tubig na may kapal ng layer ng tubig na 1 m. Ang reaktor ay matatagpuan sa isang kongkretong baras na may mga pader na 3 m ang kapal, na nagsisilbing isang panlabas na layer ng biological na proteksyon. Ang kalasag ng tubig ay naglalaman ng 12 patayong mga tubo, kung saan ang mga silid ng ionization ay matatagpuan sa taas ng core. Mayroong 128 TVE channels sa core. Ang disenyo ng naturang channel ay ipinapakita sa Figure 2.

Ang isang cylindrical channel na may diameter na 65 mm ay binuo mula sa graphite bushings na may limang butas kung saan ang tubular TBE ay dumaan. Bumababa ang tubig sa gitnang tubo mula sa itaas hanggang sa ibaba at bumabalik pataas sa pamamagitan ng 4 na pantubo na TVE. Ang uranium ay matatagpuan sa labas ng mga tubo na ito sa taas na 1.7m. Ang heat flux ng mga channel sa gitnang bahagi ng core ay umabot sa 1.8 * 106 Kcal/m2 kada oras.

24 na channel ay inookupahan ng boron carbide control rods. Apat na awtomatikong reactor power control rods ang matatagpuan sa paligid ng core. Labingwalong manu-manong control rod ay matatagpuan sa gitna ng core (6 na mga PC.) sa kahabaan ng paligid (12 mga PC.) Nagsisilbi ang mga ito upang mabayaran ang margin ng reaktibiti.

Mayroon ding mga emergency rod para sa emergency shutdown ng reactor. Ang lahat ng mga channel ng mga rod ay pinalamig ng tubig sa ilalim ng presyon ng 5 atm. At temperatura mula 30 hanggang 60 degrees. Ang thermal power ng naturang reactor ay 30 MW. Ang kabuuang pagkarga ng reaktor ay 550 kg ng uranium na naglalaman ng 5% uranium 235, ibig sabihin, ang halaga ng uranium 235 na na-load sa reaktor ay 27.5 kg. Ang pagkonsumo ng uranium bawat araw ay humigit-kumulang 30 gramo.

Water-water reactor NPP (VVER)

Ang mga water-water reactor na may pressure na tubig ay may pabahay na makatiis sa operating pressure ng coolant (Larawan 3). Ang init na inilabas sa panahon ng fission ng nuclear fuel ay nagpapainit sa tubig sa reactor vessel, at mahina ang radioactive, saturated steam ay nabuo at pumapasok sa pangalawang circuit steam generator. Sa isang steam generator, ang mahinang radioactive steam ay naglilipat ng init sa tubig, na bumubuo ng saturated non-radioactive steam, na ipinapadala sa isang steam turbine. Kapag ang init ng radioactive steam ay inilipat sa non-radioactive na tubig ng pangalawang circuit sa steam generator, ang mga karagdagang pagkawala ng init ay nangyayari (kumpara sa RBMK), na binabawasan ang kahusayan ng mga NPP na may mga VVER reactor sa 30%.

Ang mga NPP na may mabilis na neutron reactor ay may tatlong-dimensional na disenyo: sa unang circuit ang coolant ay radioactive sodium (o potassium), sa pangalawa - non-radioactive sodium (o potassium), sa pangatlo - non-radioactive na tubig, pinainit sa isang steam generator sa pamamagitan ng init ng non-radioactive sodium ng pangalawang circuit. Ang non-radioactive saturated steam ng ikatlong circuit ay pumapasok sa steam turbine. Ang kahusayan ng mga nuclear power plant na may mabilis na neutron reactor ay halos 35%.

1 circuit 2 circuit

EG Fig.3

MCP 1 Schematic thermal diagram

MCP1, MCP2 -

Pangunahing sirkulasyon

Mga bomba ng una at nuclear power plant. 1-metal na katawan

Pangalawang circuit ng reaktor pangunahing sirkulasyon magpahitit 2; 2-aktibong sona;

3-tubig; 4-steam generator.

Ipinapakita ng diagram:

1. Nuclear reactor na may pangunahing biological na proteksyon.

2. Pangalawang biological na proteksyon.

3. Turbina.

4. Tagabuo.

5. Kapasitor.

6. Mga bomba ng sirkulasyon.

7. Regenerative heat exchanger.

8. Tangke ng tubig.

9. Steam generator.

10. Intermediate heat exchanger.

T - step-up transpormer.

TSN – pantulong na transpormer.

RU HV – mataas na boltahe switchgear (110 kV pataas).

RU SN – pantulong na switchgear.

ako; II; III- Mga circuit ng NPP.

Ang isang pasilidad kung saan nangyayari ang isang kontroladong nuclear chain reaction ay tinatawag na nuclear reactor 1 . Ang nuclear fuel ay ikinarga dito, halimbawa, uranium-238. Ang isang nuclear reactor ay nagsisilbing init ng coolant at, sa prinsipyo, isang boiler.

Biyolohikal na proteksyon 2 nagsisilbing insulator para sa reactor mula sa nakapalibot na espasyo upang ang malalakas na neutron flux, alpha, beta, gamma ray at fission fragment ay hindi tumagos dito. Ang biological na proteksyon ay nilayon upang lumikha ng ligtas na mga kondisyon sa pagtatrabaho para sa mga tauhan ng pagpapanatili.

Turbine 3 dinisenyo upang i-convert ang enerhiya ng singaw sa mekanikal na enerhiya ng pag-ikot ng rotor ng isang electric generator. Generator 4 bumubuo ng elektrikal na enerhiya na ibinibigay sa isang step-up na transpormer T, kung saan ito ay na-convert sa mga kinakailangang halaga para sa karagdagang paghahatid sa mga linya ng kuryente. Ang ilan sa mga enerhiya ay inililipat din sa TSN– step-down na transpormer para sa sariling pangangailangan.

Ang singaw na naubos sa turbine ay pumapasok sa condenser. Kapasitor 5 nagsisilbing pagpapalamig ng singaw, na kung saan, namumuo, ay ibinibigay ng isang circulation pump 6 sa pamamagitan ng regenerative exchanger 7 sa generator ng singaw 9 . Sa regenerative exchanger, ang tubig ay pinalamig sa orihinal na halaga nito.

Ang pangunahing coolant na pinainit sa reactor ( Na) nagbibigay ng init sa intermediate heat exchanger 10 coolant ng pangalawang circuit ( Na). At siya naman, ay nagbibigay ng init sa gumaganang likido ( H2O) sa generator ng singaw.

Ang mga circulation pump ay nagsisilbi upang ilipat ang coolant sa mga circuit circuit, gayundin ang pagbibigay ng cooling water sa condenser mula sa reservoir 8 .

Kaya, sa panimula, ang mga nuclear power plant ay naiiba lamang sa mga thermal power plant dahil ang gumaganang fluid sa kanila ay tumatanggap ng init sa isang steam generator kapag nagsusunog ng nuclear fuel sa isang nuclear reactor, at hindi organic fuel sa mga boiler, tulad ng kaso sa thermal power plants. .

Tinitiyak ng multi-circuit na disenyo ng nuclear power plant ang kaligtasan ng radiation at lumilikha ng kaginhawahan para sa pagpapanatili ng kagamitan. Ang pagpili ng bilang ng mga circuit ay tinutukoy depende sa uri ng reaktor at mga katangian ng coolant, na nagpapakilala sa pagiging angkop nito para sa paggamit bilang isang gumaganang likido sa isang turbine.

Mga heat exchanger ng mga nuclear power plant.

Ang heat exchanger ng mga nuclear power plant ay may mga partikular na feature ng disenyo at mas mataas na partikular na heat load kumpara sa mga heat exchanger ng mga conventional power plant. Ang pagbabawas ng mga sukat ng mga heat exchanger ng isang pag-install ng reactor ay ginagawang posible na bawasan ang laki at bigat ng biological na proteksyon, at, dahil dito, ang mga pamumuhunan sa kapital sa pagtatayo ng mga nuclear power plant.

Mga heat exchanger kung saan ang radioactive at corrosive na daloy ng media ay gawa sa medyo mahal na hindi kinakalawang na asero. Upang mai-save ang bakal na ito, hinahangad na gawin ang mga heating surface, tube sheet at heat exchanger casing na may kaunting kapal, pag-iwas sa labis na mga margin ng lakas, ngunit tinitiyak ang kinakailangang pagiging maaasahan ng kanilang pangmatagalang operasyon.

Ang pag-install ng steam generator ay binubuo ng mga pahalang na saturated steam generator na may presyon na 32 A at 231 ° C.

Ang tubig mula sa reaktor na may temperatura na 275 ° C ay ibinibigay sa isang vertical collector na may diameter na 750 mm, mula sa kung saan ito ay ibinahagi sa mga pakete ng mga tubo, pagkatapos ay papunta sa circular pump ng cooling circuit.

Ang mga pakete ng tubo ay nahuhulog sa dami ng tubig ng pangalawang circuit, ang tubig na pumupuno sa inter-tube space ay sumingaw, ang nagresultang singaw ay dumadaan sa mga aparato ng paghihiwalay ng singaw at pagkatapos ay pumapasok sa linya ng pagkolekta ng singaw sa turbine.

Ang heating surface ng steam generator ay 1290 m2. Binubuo ito ng dalawang pakete ng koridor ng 975 na tubo na may diameter na 21 mm at isang kapal ng pader na 1.5 mm. Ang pitch ng mga tubo sa pakete ay 36 mm. Ang pipe package ay may 5 vertical corridors na nagpapabuti sa natural na sirkulasyon.

Nuclear power plant turbomachine.

Ang mga condensing steam turbine ay ginagamit sa mga nuclear power plant na tumatakbo, nasa ilalim ng konstruksyon, at nasa ilalim ng disenyo.

Sa mga nuclear power plant na may mataas na temperatura na mga reactor, ang mga espesyal na uri ng turbine ay ginagamit na nagpapatakbo sa puspos o bahagyang sobrang init na singaw.

Ang pabahay ng turbine ay may mga espesyal na recess para makuha ang tumutulo na kahalumigmigan. Ang mga droplet moisture separator ay maaaring centrifugal o inertial. Ang pagdaan sa mga channel ng isang two-way na tornilyo sa isang stream ng singaw, ang mga patak ng kahalumigmigan ay itinapon ng mga puwersang sentripugal sa mga dingding ng pabahay at dumadaloy pababa sa butas ng paagusan.

Kapag ang daloy ng singaw ay lumiliko 180 °, sa pasukan sa panloob na tubo ng separator, bubuo din ang isang sentripugal na puwersa, na nagtatapon ng mga patak ng kahalumigmigan pababa.

Sa mga inertial-type separator, ang droplet moisture ay nahihiwalay sa daloy kapag ang daloy ay tumama sa isang grid ng mga strip.

Mga pantulong na kagamitan.

Mga pantulong na kagamitan ng mga nuclear power plant: ang mga gas blower, mga bomba, mga kabit, mga instrumento sa pagsukat ay may mga partikular na tampok na dapat matiyak ang mas mataas na pagiging maaasahan, na tinitiyak ang mas mahabang buhay ng serbisyo nang walang pagpapanatili. Pagtiyak na walang pagtagas ng radioactive gas. Tumaas na paglaban sa kaagnasan. Ang mga sapatos na walang seal na disenyo ay dapat tiyakin ang mataas na higpit.

Ang lahat ng mga kabit ay ginawa gamit ang isang bellows rod seal.

Ang lahat ng kagamitan sa pagsukat ay mayroon ding sariling mga tampok sa disenyo na nagsisiguro ng mas mataas na katumpakan at pagiging maaasahan.

Layout ng mga kagamitan sa nuclear power plant.

Mga pangunahing kinakailangan para sa layout ng kagamitan:

1. Ang pagiging simple ng teknolohikal na pamamaraan ay nagsisiguro ng tuwid at maikling mga pipeline, tubig at gas mains. Mga ruta ng cable

2.Kaginhawahan at kadalian ng pagpapanatili, maginhawang pag-access sa lahat ng mga yunit.

3.Magandang ilaw.

4. Compact na pag-aayos ng mga unit

5. Tinitiyak ng bentilasyon ang mabilis at mahusay na bentilasyon ng lahat ng volume ng gusali.

6. Tumaas na higpit ng pundasyon.

7. Ang mga mobile device sa transportasyon ay dapat na ibigay upang matiyak ang pag-decontamination ng mga lugar sa kanilang mga kagamitan at kagamitan.

Mga isyu sa kaligtasan sa mga nuclear power plant.

Ang mga isyu sa kaligtasan sa mga nuclear power plant ay tumatanggap ng lubos na atensyon. Ang kaligtasan ng mga tauhan ng NPP at ang populasyon ng mga lugar na katabi ng teritoryo nito ay sinisiguro ng isang sistema ng mga hakbang na ibinigay para sa disenyo ng NPP at ang pagpili ng isang lugar para sa pagtatayo nito. Ang pinakamataas na pinahihintulutang radioactivity ng tubig at ang antas ng kontaminasyon ng mga katawan ng tubig ay kinokontrol ng " Mga tuntunin sa kalusugan transportasyon, imbakan, accounting at trabaho sa mga radioactive substance" na inaprubahan ng Chief Sanitary Inspector ng Russia.

Ang mga panuntunang ito ay nagtatakda ng mga limitasyon sa oras pinahihintulutang mga antas radiation.

Ang sistema ng biological na kaligtasan at radiation monitoring ng mga nuclear power plant na pinagtibay para sa mga nuclear power plant ng Russian Academy of Sciences ay mahigpit na kinokontrol ng mas mataas na awtoridad.

Ang pangunahing pinagmumulan ng radioactive contamination sa mga nuclear power plant ay ang tubig mula sa reactor cooling circuit at nitrogen filling sa graphite stack.

Ang aktibidad ng hangin na ibinubuga sa kapaligiran ay tinutukoy ng aktibidad ng argon.

Ang tubig na may mahabang buhay na tuyong residues ng sodium, manganese, calcium at iba pang bahagi ay mahigpit na sinusuri para sa pinahihintulutang dosis ng aktibidad.

Ang radioactive na hangin mula sa super-reactor space ay diluted sa pangkalahatang sistema ng bentilasyon hanggang sa bumaba ang aktibidad sa isang katanggap-tanggap na antas.

Ang inilabas na radioactive na tubig ay pinoproseso sa isang espesyal na pagawaan, na napapailalim sa pagkakalantad, pagbabanto at paglilinis ng mga impurities, kabilang ang pagsingaw.

Ang discharged na tubig mula sa pangunahing circuit ay may mababang aktibidad at naglalaman ng mga panandaliang isotopes. Ito ay napapailalim sa pagtanda at pagbabanto. Ang oras ng paghawak ay 10-15 araw. Sa panahong ito, bumababa ang radyaktibidad sa isang katanggap-tanggap na antas Inuming Tubig at bumaba sa kanal. Sa partikular, sa gusali ng NPP ng Russian Academy of Sciences mayroong 28 mga sistema ng bentilasyon para sa paglipat ng hangin mula sa isang silid patungo sa isa pa.

Ang partikular na atensyon ay binabayaran sa espasyo sa itaas ng reaktor, mula sa kung saan ang radioactive gas ay maaaring tumagos sa reactor hall. Ang hangin sa pagitan ng reactor casing at ng water shield ay hindi maaliwalas, dahil ito ay mataas ang radioactive at ang paglabas nito sa atmospera sa pamamagitan ng pipe ay hindi pinahihintulutan upang maiwasan ang polusyon sa kapaligiran.

Mayroong sistema ng pagsubaybay sa radiation, parehong nakatigil at indibidwal. Bilang karagdagan, ang hangin ay patuloy na kinukuha mula sa iba't ibang mga silid at nasubok para sa radyaktibidad sa magkahiwalay na dosimetry control laboratories. Lahat ng nagtatrabahong tauhan ay may mga pocket photo cassette at pocket dosimeters.

Kapag nag-aayos at nagseserbisyo ng mga kagamitan, ipinakilala ang mga oras ng trabaho ng mga regulated personnel. Kapag nagtatrabaho, ang mga sumusunod ay ginagamit: pneumatic suit, gas mask, guwantes, salaming de kolor at iba pang kagamitan Personal na proteksyon.

Ang paunang pag-decontamination ng mga kagamitan at nakaplanong lugar ng trabaho ay isinasagawa.

Upang maiwasan ang pag-alis ng radyaktibidad mula sa mga espesyal na damit, ang mga espesyal na sanitary post ay isinaayos.

Kapag umaalis sa radioactive zone, ang mga tauhan ay naghuhubad ng pamproteksiyon na damit, naliligo at nagpapalit ng malinis na damit.

Ang mga ginamit na damit ay ipinadala sa isang espesyal na labahan o sinisira.

Ang mga paglabag sa mga panuntunan sa pagkontrol ng radiation ay maaaring humantong sa hindi na mapananauli na mga kahihinatnan.

Kasaysayan ng Mundo Ang operasyon ng mga nuclear power plant ay alam ang maraming halimbawa na naganap sa Canada at USA. France, England. Yugoslavia. Ang mga kaganapan ng aksidente sa Chernobyl ay sariwa pa rin. Ang lahat ng mga kaso na humantong sa kumplikado at madalas na malubhang kahihinatnan ay sanhi ng ilang mga imperpeksyon, kung minsan ay kapabayaan o kamangmangan sa mga patakaran sa pagpapatakbo ng nuclear power plant.

Panitikan.

1. Nuclear power plants………………………… A.A. Kanaev 1961

2. Halos lahat tungkol sa chain reactor……………………………… L. Matveev 1990

3. Enerhiya ng nukleyar…………………………………… A.P. Alexandrov noong 1978

4. Enerhiya ng hinaharap…………………………………………A I. Protsenko 1985

5. Ekonomiya ng industriya ng kuryente…………………… Fomina 2005

Sa kalagitnaan ng ikadalawampu siglo, ang pinakamahuhusay na isipan ng sangkatauhan ay nagtrabaho nang husto sa dalawang gawain nang sabay-sabay: sa paglikha ng isang bomba atomika, at gayundin sa kung paano gamitin ang enerhiya ng atom para sa mapayapang layunin. Ganito lumitaw ang mga una sa mundo Ano ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant? At saan sa mundo matatagpuan ang pinakamalaki sa mga power plant na ito?

Kasaysayan at mga tampok ng nuclear energy

"Ang enerhiya ay ang pinuno ng lahat" - ito ay eksakto kung paano mo mai-paraphrase sikat na salawikain, na isinasaalang-alang ang mga layunin na katotohanan ng ika-21 siglo. Sa bawat bagong pagliko teknikal na pag-unlad Ang sangkatauhan ay nangangailangan ng higit at higit pa nito. Ngayon, ang enerhiya ng "mapayapang atom" ay aktibong ginagamit sa ekonomiya at produksyon, at hindi lamang sa sektor ng enerhiya.

Ang kuryenteng ginawa sa tinatawag na mga nuclear power plant (ang prinsipyo ng pagpapatakbo na napakasimple sa kalikasan) ay malawakang ginagamit sa industriya, paggalugad sa kalawakan, gamot at agrikultura.

Ang enerhiyang nuklear ay isang sangay ng mabibigat na industriya na kumukuha ng init at kuryente mula sa kinetic energy ng isang atom.

Kailan lumitaw ang unang nuclear power plant? Pinag-aralan ng mga siyentipikong Sobyet ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang mga power plant noong dekada 40. Siyanga pala, kasabay din nila ang pag-imbento ng una bomba atomika. Kaya, ang atom ay parehong "mapayapa" at nakamamatay.

Noong 1948, iminungkahi ni I.V. Kurchatov na simulan ng gobyerno ng Sobyet ang direktang gawain sa pagkuha ng atomic energy. Pagkalipas ng dalawang taon sa Unyong Sobyet (sa lungsod ng Obninsk, rehiyon ng Kaluga), nagsimula ang pagtatayo ng pinakaunang nuclear power plant sa planeta.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng lahat ay magkatulad, at hindi mahirap maunawaan ito. Ito ay tatalakayin pa.

Nuclear power plant: prinsipyo ng operasyon (larawan at paglalarawan)

Ang batayan ng gawain ng alinman ay isang malakas na reaksyon na nangyayari kapag ang nucleus ng isang atom ay nahahati. Ang prosesong ito ay kadalasang nagsasangkot ng mga atomo ng uranium-235 o plutonium. Ang nucleus ng mga atom ay nahahati sa pamamagitan ng isang neutron na pumapasok sa kanila mula sa labas. Sa kasong ito, lumilitaw ang mga bagong neutron, pati na rin ang mga fragment ng fission, na may napakalaking kinetic energy. Ito ay tiyak na enerhiya na ito ang pangunahing at pangunahing produkto aktibidad ng anumang nuclear power plant

Ito ay kung paano mo mailalarawan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant reactor. Sa susunod na larawan makikita mo kung ano ang hitsura nito mula sa loob.

Mayroong tatlong pangunahing uri mga nuclear reactor:

high power channel reactor (dinaglat bilang RBMK);
may presyon ng tubig reactor (VVER);
mabilis na neutron reactor (BN).

Hiwalay, ito ay nagkakahalaga ng paglalarawan sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng nuclear power plant sa kabuuan. Kung paano ito gumagana ay tatalakayin sa susunod na artikulo.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant (diagram)

Nagtatrabaho sa ilang kundisyon at sa mahigpit na tinukoy na mga mode. Bilang karagdagan sa (isa o higit pa), kasama rin sa istruktura ng isang planta ng nuclear power ang iba pang mga sistema, mga espesyal na istruktura at mataas na kwalipikadong tauhan. Ano ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant? Sa madaling sabi maaari itong ilarawan bilang mga sumusunod.

Ang pangunahing elemento ng anumang nuclear power plant ay ang nuclear reactor, kung saan ang lahat ng mga pangunahing proseso ay nagaganap. Isinulat namin ang tungkol sa kung ano ang nangyayari sa reaktor sa nakaraang seksyon. (kadalasan, kadalasan ito ay uranium) sa anyo ng maliliit na itim na tablet ay ipinakain sa malaking kalderong ito.

Ang enerhiya na inilabas sa panahon ng mga reaksyon na nagaganap sa isang nuclear reactor ay na-convert sa init at inilipat sa coolant (karaniwang tubig). Ito ay nagkakahalaga ng noting na ang coolant sa panahon ng prosesong ito ay tumatanggap din ng isang tiyak na dosis ng radiation.

Susunod, ang init mula sa coolant ay inililipat sa ordinaryong tubig (sa pamamagitan ng mga espesyal na aparato - mga heat exchanger), na bilang isang resulta ay kumukulo. Ang singaw ng tubig na nabuo ay nagpapaikot sa turbine. Ang isang generator ay konektado sa huli, na bumubuo ng elektrikal na enerhiya.

Kaya, ayon sa prinsipyo ng operasyon, ang isang nuclear power plant ay ang parehong thermal power plant. Ang pagkakaiba lamang ay kung paano nabuo ang singaw.

Heograpiya ng enerhiyang nuklear

Ang nangungunang limang bansa sa produksyon ng enerhiyang nukleyar ay ang mga sumusunod:

France.
Hapon.
Russia.
South Korea.

Kasabay nito, ang Estados Unidos ng Amerika, na bumubuo ng halos 864 bilyong kWh bawat taon, ay gumagawa ng hanggang 20% ng kabuuang kuryente ng planeta.

Sa kabuuan, 31 estado sa mundo ang nagpapatakbo ng mga nuclear power plant. Sa lahat ng mga kontinente sa planeta, dalawa lamang (Antarctica at Australia) ang ganap na malaya sa enerhiyang nuklear.

Ngayon ay mayroong 388 nuclear reactors na nagpapatakbo sa mundo. Totoo, 45 sa kanila ang hindi nakabuo ng kuryente sa loob ng isang taon at kalahati. Karamihan sa mga nuclear reactor ay matatagpuan sa Japan at USA. Ang kanilang buong heograpiya ay ipinakita sa sumusunod na mapa. Ang mga bansang may operating nuclear reactors ay ipinahiwatig sa berde, at ang kanilang kabuuang bilang sa isang partikular na estado ay ipinahiwatig din.

Pag-unlad ng enerhiyang nukleyar sa iba't ibang bansa

Sa pangkalahatan, noong 2014, nagkaroon ng pangkalahatang pagbaba sa pagbuo ng nuclear energy. Tatlong bansa ang nangunguna sa pagtatayo ng mga bagong nuclear reactor: Russia, India at China. Bilang karagdagan, ang ilang mga estado na walang mga nuclear power plant ay nagpaplanong itayo ang mga ito sa malapit na hinaharap. Kabilang dito ang Kazakhstan, Mongolia, Indonesia, Saudi Arabia at ilang mga bansa sa North Africa.

Sa kabilang banda, ilang mga estado ang nagsagawa ng kurso tungo sa unti-unting pagbabawas ng bilang ng mga nuclear power plant. Kabilang dito ang Germany, Belgium at Switzerland. At sa ilang mga bansa (Italy, Austria, Denmark, Uruguay) ang nuclear energy ay ipinagbabawal ng batas.

Mga pangunahing problema ng nuclear power

Ang pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay nauugnay sa isang makabuluhang problema sa ekolohiya. Ito ang tinatawag na kapaligiran. Kaya, ayon sa maraming mga eksperto, ang mga nuclear power plant ay naglalabas ng mas maraming init kaysa sa mga thermal power plant na may parehong kapangyarihan. Ang partikular na mapanganib ay ang thermal water pollution, na nakakagambala sa buhay ng mga biyolohikal na organismo at humahantong sa pagkamatay ng maraming uri ng isda.

Ang isa pang pagpindot sa isyu na nauugnay sa enerhiyang nuklear ay may kinalaman sa kaligtasan ng nuklear sa pangkalahatan. Sa unang pagkakataon, seryosong inisip ng sangkatauhan ang problemang ito pagkatapos ng sakuna sa Chernobyl noong 1986. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Chernobyl nuclear power plant ay hindi gaanong naiiba sa iba pang mga nuclear power plant. Gayunpaman, hindi ito nagligtas sa kanya mula sa isang malaki at malubhang aksidente, na nagsasangkot ng napaka seryosong kahihinatnan para sa buong Silangang Europa.

Bukod dito, ang panganib ng enerhiyang nuklear ay hindi limitado sa posibleng mga aksidenteng gawa ng tao. Kaya, ang malalaking problema ay lumitaw sa pagtatapon ng nuclear waste.

Mga kalamangan ng nuclear energy

Gayunpaman, ang mga tagasuporta ng pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay tumatawag din malinaw na mga pakinabang pagpapatakbo ng mga nuclear power plant. Kaya, sa partikular, kamakailang inilathala ng World Nuclear Association ang ulat nito na may napakakagiliw-giliw na data. Ayon dito, ang bilang ng mga tao na nasawi na kasama ng produksyon ng isang gigawatt na kuryente sa mga nuclear power plant ay 43 beses na mas mababa kaysa sa tradisyonal na thermal power plants.

Mayroong iba pang, hindi gaanong mahalaga, mga pakinabang. Namely:

mababang halaga ng produksyon ng kuryente;
kalinisan sa kapaligiran ng nuclear energy (maliban sa thermal water pollution);
kakulangan ng mahigpit na heograpikal na koneksyon ng mga nuclear power plant sa malalaking pinagkukunan ng gasolina.

Sa halip na isang konklusyon

Noong 1950, itinayo ang unang nuclear power plant sa mundo. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay ang fission ng isang atom gamit ang isang neutron. Bilang resulta ng prosesong ito, isang napakalaking halaga ng enerhiya ang inilabas.

Mukhang, kapangyarihang nukleyar ay isang natatanging benepisyo para sa sangkatauhan. Gayunpaman, pinatunayan ng kasaysayan ang kabaligtaran. Sa partikular, dalawang pangunahing trahedya - ang aksidente sa Soviet Chernobyl nuclear power plant noong 1986 at ang aksidente sa Japanese Fukushima-1 power plant noong 2011 - ay nagpakita ng panganib na dulot ng "mapayapang" atom. At maraming mga bansa sa mundo ngayon ang nagsimulang mag-isip tungkol sa bahagyang o kahit na kumpletong pag-abandona ng nuclear energy.

Isa sa pinaka mga suliraning pandaigdig ang sangkatauhan ay enerhiya. Sibil na imprastraktura, industriya, armadong pwersa - lahat ng ito ay nangangailangan marami kuryente, at maraming mineral ang inilalaan taun-taon para sa produksyon nito. Ang problema ay ang mga mapagkukunang ito ay hindi walang hanggan, at ngayon, habang ang sitwasyon ay higit pa o hindi gaanong matatag, kailangan nating isipin ang hinaharap. Malaki ang pag-asa sa alternatibo, malinis na kuryente, gayunpaman, tulad ng ipinapakita ng kasanayan, ang resulta ay malayo sa ninanais. Ang mga gastos ng solar o wind power plants ay malaki, ngunit ang halaga ng enerhiya ay minimal. At iyon ang dahilan kung bakit ang mga nuclear power plant ay itinuturing na ngayon ang pinaka-promising na opsyon para sa karagdagang pag-unlad.

Kasaysayan ng nuclear power plant

Ang mga unang ideya tungkol sa paggamit ng mga atomo upang makabuo ng kuryente ay lumitaw sa USSR sa paligid ng 40s ng ika-20 siglo, halos 10 taon bago ang paglikha ng kanilang sariling mga sandata ng malawakang pagkawasak sa batayan na ito. Noong 1948, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay binuo, at sa parehong oras posible sa unang pagkakataon sa mundo na mag-power ng mga device mula sa atomic energy. Noong 1950, natapos ng Estados Unidos ang pagtatayo ng isang maliit nuclear reactor, na maaaring ituring sa oras na iyon ang tanging power plant ng ganitong uri sa planeta. Totoo, ito ay eksperimento at gumawa lamang ng 800 watts ng kapangyarihan. Kasabay nito, ang pundasyon ng unang ganap na nuclear power plant sa mundo ay inilalagay sa USSR, bagaman pagkatapos ng pag-commissioning ay hindi pa rin ito gumagawa ng kuryente sa isang pang-industriya na sukat. Ang reaktor na ito ay higit na ginamit upang mahasa ang teknolohiya.

Mula sa sandaling iyon, nagsimula ang napakalaking pagtatayo ng mga nuclear power plant sa buong mundo. Bilang karagdagan sa mga tradisyonal na pinuno sa "lahi" na ito, ang USA at USSR, ang mga unang reactor ay lumitaw sa:

1956 - Great Britain.
1959 - France.
1961 - Alemanya.
1962 - Canada.
1964 - Sweden.
1966 - Japan.

Ang bilang ng mga nuclear power plant na itinayo ay patuloy na tumataas, hanggang sa sakuna sa Chernobyl, pagkatapos kung saan nagsimulang mag-freeze ang konstruksiyon at unti-unting maraming mga bansa ang nagsimulang abandunahin ang enerhiyang nuklear. Naka-on sa sandaling ito Ang mga bagong naturang planta ng kuryente ay lumilitaw pangunahin sa Russia at China. Ang ilang mga bansa na dati nang nagplanong lumipat sa ibang uri ng enerhiya ay unti-unting bumabalik sa programa at isa pang surge sa pagtatayo ng nuclear power plant ay posible sa malapit na hinaharap. Ito ay isang ipinag-uutos na yugto sa pag-unlad ng tao, hindi bababa sa hanggang sa makita ang iba pang epektibong mga opsyon para sa paggawa ng enerhiya.

Mga tampok ng enerhiyang nuklear

Ang pangunahing bentahe ay ang pagbuo ng malaking halaga ng enerhiya mula sa kaunting gastos gasolina na halos walang kontaminasyon. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear reactor sa isang nuclear power plant ay batay sa isang simpleng steam engine at gumagamit ng tubig bilang pangunahing elemento (hindi binibilang ang gasolina mismo), samakatuwid, mula sa isang kapaligiran na pananaw, ang pinsala ay minimal. Ang potensyal na panganib ng mga power plant ng ganitong uri ay labis na pinalaki. Ang mga sanhi ng sakuna sa Chernobyl ay hindi pa mapagkakatiwalaan na naitatag (higit pa dito sa ibaba) at, bukod dito, ang lahat ng impormasyon na nakolekta bilang bahagi ng pagsisiyasat ay naging posible upang gawing makabago ang mga umiiral na halaman, na inaalis ang kahit na hindi malamang na mga pagpipilian para sa mga paglabas ng radiation. Minsan sinasabi ng mga environmentalist na ang mga naturang istasyon ay isang malakas na pinagmumulan ng thermal pollution, ngunit hindi rin ito ganap na totoo. Sa katunayan, ang mainit na tubig mula sa pangalawang circuit ay pumapasok sa mga reservoir, ngunit kadalasan ang kanilang mga artipisyal na bersyon ay ginagamit, partikular na nilikha para sa layuning ito, at sa ibang mga kaso ang bahagi ng naturang pagtaas ng temperatura ay hindi maihahambing sa polusyon mula sa iba pang mga mapagkukunan ng enerhiya.

Problema sa gasolina

Hindi ang pinakamaliit na papel sa katanyagan ng mga nuclear power plant ay nilalaro ng gasolina - uranium-235. Ito ay kinakailangan na mas mababa kaysa sa anumang iba pang uri na may sabay-sabay na malaking pagpapalabas ng enerhiya. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant reactor ay nagsasangkot ng paggamit ng gasolina na ito sa anyo ng mga espesyal na "tablet" na inilagay sa mga rod. Sa katunayan, ang tanging kahirapan sa sa kasong ito ay ang lumikha lamang ng ganoong anyo. Gayunpaman, kamakailan lamang ay nagsimulang lumabas ang impormasyon na ang kasalukuyang mga reserbang pandaigdig ay hindi rin magtatagal. Ngunit ito ay naibigay na. Ang pinakabagong tatlong-circuit reactor ay nagpapatakbo sa uranium-238, kung saan marami, at ang problema ng kakulangan sa gasolina ay mawawala sa loob ng mahabang panahon.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang double-circuit nuclear power plant

Tulad ng nabanggit sa itaas, ito ay batay sa isang maginoo na steam engine. Sa madaling salita, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant ay ang magpainit ng tubig mula sa pangunahing circuit, na nagpapainit naman ng tubig mula sa pangalawang circuit hanggang sa estado ng singaw. Ito ay dumadaloy sa turbine, pinaikot ang mga blades, na nagiging sanhi ng generator upang makagawa ng kuryente. Ang "basura" na singaw ay pumapasok sa condenser at bumalik sa tubig. Lumilikha ito ng halos saradong cycle. Sa teorya, ang lahat ng ito ay maaaring gumana nang mas simple, gamit lamang ang isang circuit, ngunit ito ay talagang hindi ligtas, dahil ang tubig sa loob nito, sa teorya, ay maaaring napapailalim sa kontaminasyon, na hindi kasama kapag gumagamit ng isang pamantayan ng system para sa karamihan ng mga nuclear power plant. na may dalawang siklo ng tubig na nakahiwalay sa isa't isa.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang three-circuit nuclear power plant

Ito ay mas modernong mga planta ng kuryente na nagpapatakbo sa uranium-238. Ang mga reserba nito ay nagkakahalaga ng higit sa 99% ng lahat ng mga radioactive na elemento sa mundo (kaya ang malaking prospect para sa paggamit). Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at disenyo ng ganitong uri ng planta ng nuclear power ay binubuo ng pagkakaroon ng kasing dami ng tatlong circuits at ang aktibong paggamit ng likidong sodium. Sa pangkalahatan, ang lahat ay nananatiling halos pareho, ngunit may mga menor de edad na karagdagan. Sa pangunahing circuit, direktang pinainit mula sa reaktor, ang likidong sodium na ito ay umiikot sa mataas na temperatura. Ang pangalawang bilog ay pinainit mula sa una at gumagamit din ng parehong likido, ngunit hindi masyadong mainit. At pagkatapos lamang, nasa ikatlong circuit, ang tubig ay ginagamit, na pinainit mula sa pangalawa hanggang sa estado ng singaw at pinaikot ang turbine. Ang sistema ay lumalabas na mas kumplikado sa teknolohiya, ngunit ang naturang planta ng nuclear power ay kailangan lamang na maitayo nang isang beses, at pagkatapos ay ang natitira na lamang ay upang tamasahin ang mga bunga ng paggawa.

Chernobyl

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Chernobyl nuclear power plant ay pinaniniwalaan na naging pangunahing dahilan mga sakuna. Opisyal, mayroong dalawang bersyon ng nangyari. Ayon sa isa, lumitaw ang problema dahil sa hindi tamang pagkilos ng mga operator ng reactor. Ayon sa pangalawa, dahil sa hindi matagumpay na disenyo ng planta ng kuryente. Gayunpaman, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Chernobyl nuclear power plant ay ginamit din sa iba pang mga istasyon ng ganitong uri, na gumagana nang maayos hanggang sa araw na ito. May isang opinyon na ang isang kadena ng mga aksidente ay naganap, na halos imposibleng maulit. Kabilang dito ang isang maliit na lindol sa lugar, pagsasagawa ng isang eksperimento sa reaktor, mga maliliit na problema sa mismong disenyo, at iba pa. Ang lahat ng ito ay naging sanhi ng pagsabog. Gayunpaman, ang dahilan na nagdulot ng isang matalim na pagtaas sa kapangyarihan ng reaktor kapag hindi ito dapat ay hindi pa rin alam. Mayroong kahit isang opinyon tungkol sa posibleng sabotahe, ngunit walang napatunayan hanggang ngayon.

Fukushima

Ito ay isa pang halimbawa ng isang pandaigdigang kalamidad na kinasasangkutan ng isang nuclear power plant. At sa kasong ito, masyadong, ang sanhi ay isang kadena ng mga aksidente. Ang istasyon ay mapagkakatiwalaang protektado mula sa mga lindol at tsunami, na hindi karaniwan sa baybayin ng Japan. Iilan lang ang makakapag-isip na ang dalawang pangyayaring ito ay magkakasabay. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Fukushima NPP generator ay kasangkot sa paggamit ng panlabas na mapagkukunan enerhiya upang mapanatili ang buong security complex sa operasyon. Ito ay isang makatwirang panukala, dahil ito ay magiging mahirap na makakuha ng enerhiya mula sa halaman mismo sa panahon ng isang aksidente. Dahil sa lindol at tsunami, nabigo ang lahat ng mga mapagkukunang ito, na naging sanhi ng pagkatunaw ng mga reactor at naganap ang isang sakuna. Nagsasagawa na ngayon ng mga pagsisikap upang ayusin ang pinsala. Ayon sa mga eksperto, aabutin pa ito ng 40 taon.

Sa kabila ng lahat ng kahusayan nito, ang enerhiyang nuklear ay nananatiling medyo mahal, dahil ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant steam generator at ang iba pang mga bahagi nito ay nagpapahiwatig ng malaking gastos sa pagtatayo na kailangang mabawi. Sa kasalukuyan, ang kuryente mula sa karbon at langis ay mas mura pa rin, ngunit ang mga mapagkukunang ito ay mauubos sa mga darating na dekada, at sa loob ng susunod na ilang taon, ang nuclear energy ay magiging mas mura kaysa sa anupaman. Sa ngayon, environment friendly na kuryente mula sa mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya (hangin at solar power plants) humigit-kumulang 20 beses na mas mataas.

Ito ay pinaniniwalaan na ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay hindi pinapayagan ang mga naturang istasyon na mabilis na maitayo. Hindi yan totoo. Ang pagtatayo ng isang karaniwang pasilidad ng ganitong uri ay tumatagal ng humigit-kumulang 5 taon.

Ang mga istasyon ay ganap na protektado hindi lamang mula sa mga potensyal na radiation emissions, ngunit din mula sa karamihan sa mga panlabas na kadahilanan. Halimbawa, kung pinili ng mga terorista ang anumang nuclear power plant sa halip na ang kambal na tore, maaari silang magdulot ng kaunting pinsala lamang sa nakapalibot na imprastraktura, na hindi makakaapekto sa operasyon ng reaktor sa anumang paraan.

Mga resulta

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay halos hindi naiiba sa mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng karamihan sa iba pang tradisyonal na mga planta ng kuryente. Ang enerhiya ng singaw ay ginagamit sa lahat ng dako. Ginagamit ng mga hydroelectric power plant ang presyon ng dumadaloy na tubig, at maging ang mga modelong iyon na tumatakbo sa solar energy ay gumagamit din ng likidong pinainit hanggang kumulo at nagpapaikot ng mga turbine. Ang tanging pagbubukod sa panuntunang ito ay mga wind farm, kung saan ang mga blades ay umiikot dahil sa paggalaw ng mga masa ng hangin.

INSTITUSYON NG EDUKASYONAL NG ESTADO

HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION

TYUMEN STATE UNIVERSITY

INSTITUTE NG DISTANCE EDUCATION

Pagsusulit sa pamamagitan ng disiplina

RPS at rehiyonal na pag-aaral

Paksang “LOKASYON NG MGA NUCLEAR POWER PLANTS”

Nakumpleto ni: Specialty student "Pananalapi at Kredito"

1. Nuclear power plant

Ang mga nuclear power plant (NPPs) ay mga thermal power plant na ginagamit ang thermal energy ng mga nuclear reaction.

Ang nuclear fuel ay karaniwang ginagamit sa solid form. Ito ay nakapaloob sa isang proteksiyon na shell. Ang ganitong uri ng mga elemento ng gasolina ay tinatawag na mga rod ng gasolina; Ang thermal energy na inilabas sa panahon ng fission reaction ay inalis mula sa reactor core gamit ang coolant, na ibinobomba sa ilalim ng pressure sa bawat gumaganang channel o sa buong core. Ang pinakakaraniwang coolant ay tubig, na lubusang dinadalisay.

Ang mga water-cooled na reactor ay maaaring gumana sa tubig o steam mode. Sa pangalawang kaso, ang singaw ay direktang ginawa sa reactor core.

Kapag ang uranium o plutonium nuclei fission, ang mga mabilis na neutron ay ginawa, na ang enerhiya ay mataas. Sa natural o bahagyang pinayaman na uranium, kung saan mababa ang nilalaman ng 235 U, ang isang chain reaction na may mabilis na neutron ay hindi nabubuo. Samakatuwid, ang mga mabilis na neutron ay pinabagal sa mga thermal (mabagal) na neutron. Ang mga sangkap na naglalaman ng mga elemento na may mababang atomic mass at mababang kapasidad ng pagsipsip para sa mga neutron ay ginagamit bilang mga moderator. Ang mga pangunahing moderator ay tubig, mabigat na tubig, at grapayt.

Sa kasalukuyan, ang mga thermal neutron reactor ay ang pinaka-binuo. Ang ganitong mga reactor ay mas simple sa istruktura at mas madaling kontrolin kumpara sa mga mabilis na neutron reactor. Gayunpaman, ang isang promising na direksyon ay ang paggamit ng mabilis na neutron reactors na may pinalawak na pagpaparami ng nuclear fuel - plutonium; kaya, karamihan sa 238 U ay magagamit.

Sa kasalukuyan ay may 10 nuclear power plant na tumatakbo sa Russia, na may 31 power units na naka-install. Ang kanilang kabuuang lakas ng kuryente (humigit-kumulang 23,200 MW) ay nahahati nang humigit-kumulang pantay sa pagitan ng dalawang grupo ng mga reactor: water-water reactors (VVER-440, VVER-1000) at boiling channel water-graphite reactors (RBMK-1000, EGP-6). Naka-on Beloyarsk NPP Ang tanging mabilis na neutron power reactor sa mundo, ang BN-600, ay nagpapatakbo.

Ang mga sumusunod na pangunahing uri ng mga nuclear reactor ay ginagamit sa mga nuclear power plant sa Russia:

RBMK(high power reactor, channel) – thermal neutron reactor, water-graphite;

VVER(water-cooled power reactor) – thermal neutron reactor, uri ng sisidlan;

BN– mabilis na neutron reactor na may likidong metal na sodium coolant.

Paggawa ng paghahambing iba't ibang uri nuclear reactors, ito ay nagkakahalaga ng pagtuon sa dalawang pinakakaraniwang uri ng mga device na ito sa ating bansa at sa mundo: VVER (Water-Water Energy Reactor) at RBMK (High Power Channel Reactor).

Ang pinakapangunahing pagkakaiba: VVER - pressure vessel reactor (presyon ay pinananatili ng reactor vessel); RBMK - channel reactor (presyon ay pinananatili nang nakapag-iisa sa bawat channel); sa VVER ang coolant at moderator ay parehong tubig (walang karagdagang moderator ang ipinakilala), sa RBMK ang moderator ay grapayt at ang coolant ay tubig; sa VVER, ang singaw ay nabuo sa pangalawang katawan ng generator ng singaw sa RBMK, ang singaw ay nabuo nang direkta sa reactor core (boiling reactor) at direktang napupunta sa turbine - walang pangalawang circuit. Dahil sa iba't ibang istraktura ng mga aktibong zone, ang mga parameter ng pagpapatakbo ng mga reaktor na ito ay iba rin.

Para sa kaligtasan ng isang reaktor, ang isang parameter bilang koepisyent ng reaktibiti ay mahalaga - ito ay matalinghagang kinakatawan bilang isang halaga na nagpapakita kung paano makakaapekto ang mga pagbabago sa isa o ibang parameter ng reaktor sa intensity ng chain reaction dito. Kung ang koepisyent na ito ay positibo, pagkatapos ay sa isang pagtaas sa parameter kung saan ang koepisyent ay ibinigay, ang chain reaction sa reaktor sa kawalan ng anumang iba pang mga impluwensya ay tataas at sa huli ay magiging posible na ito ay maging hindi makontrol at mag-cascade. pagtaas - ang reactor ay bibilis. Kapag bumibilis ang reaktor, ang matinding init ay inilalabas, na humahantong sa pagkatunaw ng mga core ng gasolina, ang daloy ng kanilang pagkatunaw sa ibabang bahagi ng core, na maaaring humantong sa pagkasira ng sisidlan ng reaktor at paglabas ng mga radioactive substance sa kapaligiran.

Sa isang VVER reactor, kapag lumilitaw ang singaw sa core o kapag ang temperatura ng coolant ay tumaas, na humahantong sa pagbaba ng density nito, ang bilang ng mga banggaan ng mga neutron na may mga atom ng coolant molecule ay bumababa, ang moderation ng mga neutron ay bumababa, bilang isang resulta kung saan lahat sila ay lumalabas sa core nang hindi tumutugon sa iba pang nuclei. Huminto ang reactor.

Sa RBMK reactor, kapag kumulo ang tubig o tumaas ang temperatura nito, na humahantong sa pagbaba ng density nito, nawawala ang neutron-absorbing effect nito (ang reactor na ito ay mayroon nang moderator, at ang steam ay may mas mababang neutron absorption coefficient kaysa sa tubig). Ang isang chain reaction ay nabubuo sa reactor at ito ay bumibilis, na humahantong sa karagdagang pagtaas sa temperatura ng tubig at ang pagkulo nito.

Dahil dito, kung mangyari ang mga emergency na kondisyon sa pagpapatakbo ng reaktor, na sinamahan ng pagbilis nito, ang VVER reactor ay titigil, at ang RBMK reactor ay patuloy na magpapabilis sa pagtaas ng intensity, na maaaring humantong sa napakatinding paglabas ng init, na magreresulta sa pagkatunaw ng ang reactor core. Ang kahihinatnan na ito ay lubhang mapanganib, dahil kapag ang mga nilusaw na zirconium shell ay nakipag-ugnayan sa tubig, ito ay nabubulok sa hydrogen at oxygen, na bumubuo ng isang napakasabog na sumasabog na gas, na ang pagsabog ay hindi maiiwasang sumisira sa core at naglalabas ng radioactive fuel at grapayt sa kapaligiran. Sa landas na ito nabuo ang mga kaganapan sa panahon ng aksidente sa Chernobyl nuclear power plant.

Upang buod, ang RBMK reactor ay nangangailangan ng mas kaunting pagpapayaman ng gasolina at mayroon mas magandang pagkakataon para sa produksyon ng fissile material (plutonium), ay may tuluy-tuloy na ikot ng pagpapatakbo, ngunit mas potensyal na mapanganib sa operasyon. Ang antas ng panganib na ito ay nakasalalay sa kalidad ng mga sistema ng proteksyong pang-emerhensiya at mga kwalipikasyon ng mga tauhan sa pagpapatakbo. Bilang karagdagan, dahil sa kawalan ng pangalawang circuit, ang RBMK ay may mas mataas na radiation emissions sa atmospera sa panahon ng operasyon.

Mga diagram ng NPP. Sistema ng teknolohiya NPP depende sa uri ng reactor, uri ng coolant at moderator, pati na rin sa maraming iba pang mga kadahilanan. Ang circuit ay maaaring single-circuit, double-circuit at three-circuit. Ipinapakita ng Figure 1 bilang isang halimbawa (1 – reactor; 2 – steam generator; 3 – turbine; 4 – transpormer; 5 – generator; 6 – turbine condenser; 7 – condensate (feed) pump; 8 – pangunahing circulation pump

double-circuit diagram ng nuclear power plant para sa power plant na may VVER-type na reactor.

Ang mga nuclear power plant ay binuo ayon sa block principle sa parehong thermomechanical at electrical parts.

Ang nuclear fuel ay may napakataas na calorific value (1 kg ng 235 U ay pumapalit sa 2,900 tonelada ng karbon), samakatuwid NPP Ito ay lalong epektibo sa mga lugar na mahirap sa mga mapagkukunan ng gasolina, halimbawa sa European na bahagi ng Russia.

Nangangako ang mga nuclear power plant na may mabilis na neutron reactor, na maaaring magamit upang makabuo ng init at kuryente, gayundin para sa pagpaparami ng nuclear fuel.

Ang paggamit ng nuclear energy ay ginagawang posible upang mapalawak ang mga mapagkukunan ng enerhiya. Kaya, nag-aambag sa pag-iingat ng mga mapagkukunan ng fossil fuel, pagbabawas ng gastos ng elektrikal na enerhiya, na kung saan ay lalong mahalaga para sa mga lugar na malayo sa mga pinagmumulan ng gasolina, pagbabawas ng polusyon sa hangin, pag-alis ng transportasyon na kasangkot sa transportasyon ng gasolina, pagtulong sa pagbibigay ng kuryente at init sa mga industriya gamit ang mga bagong mga teknolohiya (halimbawa, ginamit ang desalination ng tubig-dagat at pagpapalawak ng mga mapagkukunan ng tubig-tabang).

1. Badev V.V., Egorov Yu.A., S.V. Kazakov "Proteksyon sa kapaligiran sa panahon ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant", Moscow, Energoatomizdat, 1990.

2. Efimova N. Kaligtasan ng nukleyar: Kanino tayo dapat humingi ng proteksyon? / “Economiy and Time”, No. 11, Marso 20, 1999.

3. Israel Y.A. "Mga problema ng komprehensibong pagsusuri sa kapaligiran at mga prinsipyo ng pinagsamang pagsubaybay" Leningrad, 1988.

4. Nikitin D., Novikov Y. “ Kapaligiran at tao", 1986

5. Olsevich O.Ya., Gudkov A.A. Isang kritika sa pagpuna sa kapaligiran. - M.: Mysl, 1990. - 213 p.

6. Nuclear at thermonuclear na enerhiya ng hinaharap / Ed. Chuyanova V.A. - M.: Energoatomizdat, 1987. - 192 p.

7. Nuclear trace / Gubarev V.S., Kamioka I., Lagovsky I.K. at iba pa.; comp. Malkin G. - M.: Publishing House, 1992. - 256 p.