Nova generacija nuklearne elektrane. Nova nuklearna elektrana u Rusiji

Tijekom proteklog četvrt stoljeća, nekoliko generacija se promijenilo, ne samo u našem društvu. Danas se grade nuklearne elektrane nove generacije. Najnovije ruske snage sada su opremljene samo s vodom hlađenim reaktorima generacije 3+. Reaktori ove vrste mogu se bez pretjerivanja nazvati najsigurnijim. Tijekom cjelokupne operacije VVER reaktora (vodoopskrbni reaktor) nije bilo teške ozljede. Nuklearne elektrane novog tipa u svijetu ukupno imaju već više od 1000 godina stabilne i nesreće.

Dizajn i rad najnovijih reaktora 3+

Uransko gorivo u reaktoru zatvoreno je u cirkonijevim cijevima, takozvanim elementima goriva ili TVEL-ima. Oni čine reaktivnu zonu samog reaktora. Kada se apsorpcijske šipke uklone iz ove zone, struja neutronskog čestica se nakuplja u reaktoru, a potom počinje samoodrživa fisija reakcije lanca. Ovom se vezom urana oslobađa velika količina energije koja zagrijava elemente goriva. Nuklearna elektrana opremljena VVER-om djeluje na shemi dva kruga. Prvo, čista voda prolazi kroz reaktor, koji je već pročišćen iz raznih nečistoća. Nadalje, prolazi izravno kroz aktivnu zonu, gdje se hladi i kupuje TVEL. Takva voda se zagrijava, temperatura joj dostiže 320 stupnjeva Celzija, tako da ostaje u tekućem stanju, mora se čuvati pod tlakom od 160 atmosfere! Zatim bi toplom vodom trebala strujati u generator pare, dajući toplinu. Tekućina drugog kruga ponovno ulazi u reaktor.

Sljedeće mjere su u skladu s uobičajenom CHP. Voda u drugom krugu u generatoru pare prirodno se pretvara u paru, plinovito stanje vode rotira turbinu. Ovaj mehanizam prisiljava električni generator da stvara električnu struju. Sam reaktor i generator pare nalaze se unutar zataljene betonske ljuske. U generatoru pare, voda primarnog kruga koja napušta reaktor ne reagira ni na koji način s tekućinom iz drugog kruga koji ide do turbine. Ova shema reaktora i mjesta generatora pare isključuje prodor radijacijskog otpada izvan reaktorske dvorane postaje.

Na uštedu novca

Novi nuklearni projekt u Rusiji zahtijeva 40% ukupnih troškova samog postrojenja za trošak sigurnosnih sustava. Većina sredstava raspoređena je na automatizaciju i dizajn jedinice snage, kao i na opremu sigurnosnih sustava.

Osnova sigurnosti u novu generaciju nuklearnih elektrana temelji se na načelu obrane u dubinu, temelji se na korištenju sustava četiriju fizičkih prepreka za oslobađanje radioaktivnih tvari.

Prva prepreka

Prikazana je u obliku čvrstoće tableta s gorivom urana. Nakon takozvanog procesa sinteriranja u peći na temperaturi od 1200 stupnjeva, tablete stječu dinamička svojstva visoke čvrstoće. Ne propadaju pod utjecajem visokih temperatura. Postavljeni su u cirkonijeve cijevi, tvoreći ljusku gorivih elemenata. Jedan takav element goriva se ubrizgava automatski s više od 200 tableta. Kada potpuno napune cirkonijevu cijev, robot uvodi izvor koji ih pritišće do točke neuspjeha. Tada aparat izbacuje zrak, a zatim ga potpuno zapečati.

Druga prepreka

To je hermetičko ograđivanje cirkonijskih elemenata goriva. Školjka TVEL-a izrađena je od cirkonija nuklearne čistoće. Povećana otpornost na koroziju, može zadržati oblik pri temperaturi od više od 1000 stupnjeva. Kontrola kvalitete proizvodnje nuklearno gorivo provodi se u svim fazama proizvodnje. Kao rezultat višestupanjskih provjera kvalitete, mogućnost depresivizacije gorivih elemenata je izuzetno niska.

Treća prepreka

Izrađen je u obliku čvrstog čeličnog reaktorskog tijela, debljine od 20 cm i namijenjeno je za radni tlak od 160 atmosfere. Tijelo reaktora osigurava sprječavanje oslobađanja fisijskih proizvoda ispod zaštitne ljuske.

Četvrta prepreka

Ovo je zapečaćena zaštitna školjka sama dvorana reaktora, koja ima još jedno ime - konfiskacija. Sastoji se od samo dva dijela: unutarnje i vanjske ljuske. Vanjska školjka pruža zaštitu od svih vanjskih utjecaja, prirodnih i tehnogenih. Debljina vanjske ljuske je 80 cm betona visoke čvrstoće.

Unutarnja školjka s betonskom debljinom stijenke iznosi 1 metar 20 cm, prekrivena čvrstom čeličnom limom od 8 mm. Osim toga, njegov estrih ojačava posebnim sustavima kablova koji se protežu unutar same školjke. Drugim riječima, to je čahura od čelika, koja sklapa beton i jača svoju snagu tri puta.

Nijanse zaštitnog premaza

Unutarnja zaštitna školjka nuklearne elektrane nove generacije podnosi tlak od 7 kilograma po kvadratnom centimetru, kao i visoku temperaturu do 200 stupnjeva Celzijusa.

Između unutarnje i vanjske ljuske nalazi se interkompleksni prostor. Ima sustav filtriranja plinova, koji dolaze iz odjeljka reaktora. Najmoćnija armiranobetonska školjka zadržava svoju cjelovitost na potresu od 8 bodova. Kap otpor zrakoplova, koji izračunava težinu do 200 tona, kao i da izdrži ekstremne vanjske utjecaje kao što su tornada i uragana, s maksimalnom brzinom vjetra od 56 metara u sekundi, vjerojatnost od kojih je moguće jednom u 10 000 godina. Ipak, takva školjka štiti od zračnog udarnog vala s pritiskom na prednjoj strani do 30 kPa.

Osobitost proizvodnje nuklearne energije 3+

Sustav od četiri fizičke zapreke obrane u dubini isključuje radioaktivno oslobađanje iz jedinice snage u slučaju nužde. U svim VVER reaktorima postoje pasivni i aktivni sigurnosni sustavi čija kombinacija osigurava rješenje triju glavnih zadataka koji se javljaju u slučaju nužde:

• zaustavljanje i zaustavljanje nuklearnih reakcija;
• osiguravanje stalnog uklanjanja topline iz nuklearnog goriva i same elektrane;
• sprječavanje oslobađanja radionuklida izvan zatvaranja u slučaju nužde.

VVER-1200 u Rusiji i svijetu

Nuklearne elektrane japanske nove generacije nakon nesreće u nuklearnoj elektrani Fukushima-1 postale su sigurne. Japanci su tada odlučili da više ne dobivaju energiju uz pomoć mirni atom. Međutim, nova vlada vratila se nuklearnoj energiji, jer je gospodarstvo zemlje pretrpjelo teške gubitke. Domaći inženjeri s nuklearnim fizičarima počeli su razvijati sigurnu nuklearnu elektranu nove generacije. Godine 2006. svijet je doznao o novom, superuproćenom i sigurnom razvoju domaćih znanstvenika.

U svibnju 2016. završena je grandiozna konstrukcija u crnoj Zemlji i uspješno završeno ispitivanje 6. elektrane na Novovoronezh NPP. Novi sustav radi stabilno i učinkovito! Prvi put u izgradnji stanice, inženjeri su osmislili samo jedan i najviši toranj hlađenja na svijetu za hlađenje vode. Dok je prethodno izgrađen dva rashladna tornja po jedinici snage. Zahvaljujući takvom razvoju, bilo je moguće uštedjeti novac i uštedjeti tehnologiju. Još jedna godina na postaji bit će provedena rad drugačije prirode. To je neophodno kako bi postupno stavljanjem u pogon preostala oprema jer je nemoguće započeti sve odjednom. Uoči Novovoronezovog nuklearnog postrojenja - izgradnje sedme elektrane, trajat će još dvije godine. Nakon toga, Voronezh će biti jedina regija koja je implementirala takav veliki projekt. Svake godine Voronezh posjećuju razna izaslanstva koja studiraju radnuklearna elektrana. Takav domaći razvoj ostavio je Zapad i Istok u energetskom sektoru. Danas razne države žele uvesti, a neke već koriste takve nuklearne elektrane.

Nova generacija reaktora radi za dobro Kine u Tianwanu. Danas se takve postaje grade u Indiji, Bjelorusiji, Baltičkim državama. U Ruskoj Federaciji, VVER-1200 se uvodi u Voronezh, regiju Leningrad. U planovima - podići sličnu strukturu u energetskoj industriji u Republici Bangladešu i turskoj državi. U ožujku 2017. godine postalo je poznato da Češka Republika aktivno surađuje s Rosatomom kako bi izgradio istu postaju na svojoj zemlji. U Rusiji planiraju izgradnju nuklearne elektrane (nove generacije) u regiji Seversk (Tomsk), Nizhny Novgorod i Kursk.