Jedrska elektrarna nove generacije. Nova jedrska elektrarna v Rusiji

V preteklem četrtletju se je več generacij spremenilo, ne samo v naši družbi. Danes se gradijo jedrske elektrarne nove generacije. Najnovejše ruske pogonske enote so sedaj opremljene samo z vodno hlajenimi reaktorji generacije 3+. Te reaktorje lahko imenujemo brez pretiravanja najvarnejši. Med celotnim delovanjem reaktorjev VVER (vodno-vodni reaktor) ni bilo nobene resne nesreče. Jedrske elektrarne nove vrste na svetu skupaj imajo že več kot 1000 let stabilnega delovanja in nesreče.

Oblikovanje in delovanje najnovejšega reaktorja 3+

Uranovo gorivo v reaktorju je zaprto v cirkonijaste cevi, tako imenovane gorivne elemente ali TVEL. Predstavljajo reaktivno cono same reaktorje. Ko so absorpcijske palice odstranjene iz te cone, se v reaktorju vzpostavi tok nevtronskih delcev, nato pa se prične samoodržna reakcija fisije. S tem uranovim vezjem se sprosti veliko energije, ki segreva gorivne elemente. Jedrska elektrarna, opremljena z VVER, deluje na dvokrožni shemi. Prvič, čista voda prehaja skozi reaktor, ki je bil že očiščen iz različnih nečistoč. Nadalje se prehaja neposredno v aktivno cono, kjer se ohladi in kopeli TVEL. Takšna voda se segreva, njegova temperatura doseže 320 stopinj Celzija, tako da ostane v tekočem stanju, jo je treba hraniti pri tlaku 160 atmosfere! Nato v toplejšo toplo vodo segrejte vročo vodo, s čimer se sprosti toplota. Tekočina drugega kroga nato ponovno vstopi v reaktor.

Naslednji ukrepi so v skladu z običajnimi SPTE. Voda v drugem vezju v generatorju pare se naravno pretvori v paro, plinasto stanje vode pa vrti turbino. Ta mehanizem prisili električni generator, da ustvari električni tok. Reaktor sam in generator pare se nahajajo znotraj zaprtega betonskega lupine. V generatorju pare voda primarnega tokokroga, ki zapušča reaktor, nikakor ne vpliva na tekočino iz drugega tokokroga, ki gredo v turbino. Ta shema lokacije reaktorja in parnega generatorja izključuje prodiranje sevalnih odpadkov izven reaktorske dvorane postaje.

Prihranek denarja

Nova NEK v Rusiji zahteva 40% celotnih stroškov same naprave za stroške varnostnih sistemov. Večina sredstev se nameni za avtomatizacijo in načrtovanje pogonske enote, pa tudi za opremo varnostnih sistemov.

Osnova za zagotavljanje varnosti v novi generaciji jedrskih elektrarn je temeljno načelo obrambe, ki temelji na uporabi štirih fizičnih ovir za uhajanje radioaktivnih snovi.

Prva ovira

Predstavljen je v obliki jakosti tablet z uranovim gorivom. Po tako imenovanem procesu sintranja v peči pri temperaturi 1200 stopinj tablete pridobijo dinamične lastnosti visoke trdnosti. Pod vplivom visokih temperatur se ne zrušijo. Postavljeni so v cirkonijeve cevi, ki tvorijo lupino gorivnih elementov. En tak gorivni element se samodejno injicira z več kot 200 tabletami. Ko napolni cirkonijsko cev v celoti, robot ustvari vzmet, ki jih stisne do točke odpovedi. Potem stroj izbira zrak in ga nato popolnoma zapira.

Druga pregrada

To je hermetično zaprtje elementov cirkonijevega goriva. Lupina TVEL je izdelana iz cirkonija z jedrsko čistostjo. Ima povečano odpornost na korozijo, lahko ohranja obliko pri temperaturi več kot 1000 stopinj. Nadzor kakovosti proizvodnje jedrsko gorivo se izvaja na vseh stopnjah proizvodnje. Zaradi večstopenjskih preverjanj kakovosti je možnost zmanjševanja porabe gorivnih elementov zelo majhna.

Tretja pregrada

Izdelan je v obliki trdnega jeklenega reaktorskega telesa, katerega debelina je 20 cm. Namenjena je delovnemu tlaku 160 atmosfer. Reaktorsko telo zagotavlja preprečevanje sproščanja produktov cepitve pod zaščitno lupino.

Četrta pregrada

To je zapečatena zaščitna lupina reaktorske dvorane, ki ima drugo ime - zaplemba. Sestavljen je le iz dveh delov: notranje in zunanje lupine. Zunanja lupina zagotavlja zaščito pred vsemi zunanjimi vplivi, tako naravnimi kot tehnološkimi. Debelina zunanje lupine je 80 cm visokotrdnega betona.

Notranja lupina s debelino betonske stene je 1 meter 20 cm. Pokrit je s trdnim 8 mm jeklenim listom. Poleg tega je njen estrih ojačen s posebnimi sistemi kablov, ki se raztezajo znotraj lupine. Z drugimi besedami, je kokon iz jekla, ki potegne skupaj beton in trikrat krepi svojo moč.

Nianse zaščitnega premaza

Notranja zaščitna lupina nove generacije jedrske elektrarne zadrži tlak 7 kilogramov na kvadratni centimeter in visoko temperaturo do 200 stopinj Celzija.

Med notranjo in zunanjo lupino je interkompleksni prostor. Ima sistem filtracije plinov, ki prihaja iz reaktorskega prostora. Najmočnejši armirani betonski lupini ohranja svojo celovitost pri potresu 8 točk. Spusti upor letala, ki je izračunano težo do 200 ton, kot tudi, da prenese ekstremne zunanje vplive, kot tornado in orkan, z največjo hitrostjo vetra 56 metrov na sekundo, je verjetnost za katere je mogoče enkrat na 10 000 let. In vendar taka lupina ščiti pred zračnim udarnim valom s tlakom spredaj do 30 kPa.

Posebnost proizvodnje jedrske energije 3+

Sistem štirih fizičnih ovir obrambe globoko izključuje radioaktivne izpuste iz pogonske enote v nujnih primerih. V vseh reaktorjih VVER so pasivni in aktivni varnostni sistemi, katerih kombinacija zagotavlja rešitev treh glavnih nalog, ki se pojavijo ob izrednih dogodkih:

• zaustavitev in ustavitev jedrskih reakcij;
• zagotovitev trajne odstranitve toplote iz jedrskega goriva in samega agregata;
• preprečevanje sproščanja radionuklidov zunaj zaprtja v primeru izrednih razmer.

VVER-1200 v Rusiji in na svetu

Jedrske elektrarne nove generacije Japonske po nesreči na jedrski elektrarni Fukushima-1 so postale varne. Japonci so se potem odločili, da ne bodo več prejemali energije s pomočjo miren atom. Vendar pa se je nova vlada vrnila v jedrsko energijo, saj je gospodarstvo v državi utrpelo velike izgube. Domači inženirji z jedrskimi fiziki so začeli razvijati varno jedrsko elektrarno nove generacije. Leta 2006 se je svet naučil o novem močnem in varnem razvoju domačih znanstvenikov.

Maja 2016 je končala gradbena dela v črni zemeljski regiji in uspešno zaključena preizkušnja šestega agregata na NPP Novovoronež. Novi sistem deluje stabilno in učinkovito! Inženirji prvič v izgradnji postaje načrtujejo le en in najvišji hladilni stolp na svetu za hladilno vodo. Medtem ko so predhodno zgradili dva hladilna stolpa na enoto moči. Zaradi takšnega razvoja je bilo mogoče prihraniti denar in shraniti tehnologijo. Drugo leto na postaji se bo izvajalo delo drugačne narave. To je potrebno, da postopno začnemo obratovati preostalo opremo, saj je nemogoče začeti vse naenkrat. Pred NPP Novovoronež - izgradnja sedmega energetskega agregata, bo trajal še dve leti. Po tem bo Voronež edina regija, ki je izvedla tako obsežen projekt. Vsako leto v Voronežu obiščejo različne delegacije, ki študirajo delojedrska elektrarna. Tak domači razvoj je zaostajal za Zahodom in Vzhodom v energetskem sektorju. Danes se želijo uvesti različne države, nekatere pa že uporabljajo takšne jedrske elektrarne.

Nova generacija reaktorjev deluje v dobro Kitajske v Tianwanu. Danes se takšne postaje gradijo v Indiji, Belorusiji in baltskih državah. V Ruski federaciji se VVER-1200 uvaja v Leningradski regiji Voronež. V načrtih - postaviti podobno strukturo v energetski industriji v Republiki Bangladeš in turški državi. Marca 2017 je postalo znano, da Češka aktivno sodeluje z Rosatomom, da bi zgradila isto postajo na svoji zemlji. V Rusiji načrtujejo izgradnjo jedrske elektrarne (nove generacije) v Severskem (regija Tomsk), v Nizhny Novgorod in Kursk.