NPP nowej generacji. Nowa elektrownia jądrowa w Rosji

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

W ciągu ostatniego ćwierćwiecza kilka pokoleń zmieniło się nie tylko w naszym społeczeństwie. Dziś budowane są elektrownie jądrowe nowej generacji. Najnowsze rosyjskie bloki energetyczne są obecnie wyposażone tylko w ciśnieniowe reaktory wodne generacji 3+. Reaktory tego typu można bez przesady nazwać najbezpieczniejszymi. Przez cały okres eksploatacji reaktorów WWER (mocowy reaktor chłodzony ciśnieniowo) nie doszło do ani jednej poważnej awarii. Łącznie elektrownie jądrowe nowego typu na całym świecie mają już ponad 1000 lat stabilnej i bezawaryjnej pracy.

Projekt i eksploatacja najnowszego reaktora 3+

Paliwo uranowe w reaktorze jest zamknięte w rurkach cyrkonowych, tak zwanych elementach paliwowych lub prętach paliwowych. Stanowią one strefę reaktywną samego reaktora. Gdy pręty absorpcyjne są usuwane z tej strefy, w reaktorze zwiększa się strumień cząstek neutronów, a następnie rozpoczyna się samopodtrzymująca się reakcja łańcuchowa rozszczepienia. Przy takim połączeniu uranu uwalniana jest duża ilość energii, która podgrzewa elementy paliwowe. Elektrownie jądrowe wyposażone w WWER działają w systemie dwupętlowym. Najpierw przez reaktor przepływa czysta woda, która została dostarczona już oczyszczona z różnych zanieczyszczeń. Następnie przechodzi bezpośrednio przez rdzeń, gdzie chłodzi i myje pręty paliwowe. Ta woda jest podgrzewanajego temperatura sięga 320 stopni Celsjusza, aby pozostała w stanie płynnym musi być utrzymywana pod ciśnieniem 160 atmosfer! Następnie gorąca woda trafia do wytwornicy pary, oddając ciepło. Następnie płyn wtórny wraca do reaktora.

Następujące działania są zgodne z CHP, do którego jesteśmy przyzwyczajeni. Woda w obiegu wtórnym naturalnie zamienia się w parę w wytwornicy pary, stan gazowy wody obraca turbinę. Mechanizm ten powoduje ruch generatora elektrycznego, który wytwarza prąd elektryczny. Sam reaktor i wytwornica pary znajdują się w szczelnej betonowej obudowie. W wytwornicy pary woda z obiegu pierwotnego opuszczająca reaktor nie oddziałuje w żaden sposób z cieczą z obiegu wtórnego trafiającą do turbiny. Taki schemat działania reaktora i wytwornicy pary wyklucza przedostawanie się odpadów radiacyjnych poza halę reaktora stacji.

O oszczędzaniu pieniędzy

Nowa elektrownia jądrowa w Rosji wymaga 40% całkowitego kosztu samej elektrowni na koszty systemów bezpieczeństwa. Główna część środków przeznaczona jest na automatyzację i projektowanie bloku energetycznego, a także na wyposażenie systemów bezpieczeństwa.

Podstawą zapewnienia bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych nowej generacji jest zasada obrony w głąb, oparta na wykorzystaniu systemu czterech fizycznych barier, które zapobiegają uwalnianiu się substancji promieniotwórczych.

Pierwsza bariera

Wyraża się to w postaci siły samych granulek paliwa uranowego. Po tak zwanym procesie spiekania piecowegow temperaturze 1200 stopni tabletki uzyskują właściwości dynamiczne o wysokiej wytrzymałości. Nie psują się pod wpływem wysokich temperatur. Umieszczone są w rurkach cyrkonowych, które tworzą powłokę elementów paliwowych. Do jednego takiego elementu paliwowego automatycznie wtryskuje się ponad 200 pelet. Gdy całkowicie wypełnią rurkę cyrkonową, automatyczny robot wprowadza sprężynę, która dociska je do awarii. Następnie maszyna wypompowuje powietrze, a następnie całkowicie je uszczelnia.

Druga bariera

Oznacza szczelność cyrkonowych elementów paliwowych. Powłoka TVEL wykonana jest z cyrkonu klasy jądrowej. Posiada podwyższoną odporność na korozję, jest w stanie zachować swój kształt w temperaturach powyżej 1000 stopni. Kontrola jakości wytwarzania paliwa jądrowego prowadzona jest na wszystkich etapach jego produkcji. W wyniku wieloetapowych kontroli jakości, możliwość rozhermetyzowania elementów paliwowych jest niezwykle niska.

Trzecia bariera

Wykonany jest w postaci wytrzymałego stalowego zbiornika reaktora o grubości 20 cm i jest przeznaczony do pracy pod ciśnieniem 160 atmosfer. Zbiornik ciśnieniowy reaktora zapobiega uwalnianiu produktów rozszczepienia pod osłoną.

Czwarta bariera

To jest zapieczętowana przechowalnia samej hali reaktora, która ma inną nazwę - przechowalnia. Składa się tylko z dwóch części: wewnętrznej i zewnętrznej skorupy. Zewnętrzna powłoka zapewnia ochronę przed wszelkimi wpływami zewnętrznymi, zarówno naturalnymi, jak i sztucznymi. Grubośćpowłoka zewnętrzna - beton o wysokiej wytrzymałości 80 cm.

Wewnętrzna powłoka o grubości betonowej ściany wynosi 1 metr 20 cm i jest pokryta solidną blachą stalową o grubości 8 mm. Dodatkowo jej jastrych jest wzmocniony specjalnymi systemami linek rozciągniętych wewnątrz samej skorupy. Innymi słowy jest to stalowy kokon, który napina beton, trzykrotnie zwiększając jego wytrzymałość.

Nuanse powłoki ochronnej

Wewnętrzna obudowa elektrowni jądrowej nowej generacji może wytrzymać ciśnienie 7 kilogramów na centymetr kwadratowy, a także wysokie temperatury do 200 stopni Celsjusza.

Pomiędzy powłoką wewnętrzną i zewnętrzną znajduje się przestrzeń między powłokami. Posiada system filtrowania gazów wchodzących z komory reaktora. Najpotężniejsza żelbetowa powłoka zachowuje szczelność podczas trzęsienia ziemi o wartości 8 punktów. Wytrzymuje upadek samolotu, którego waga obliczana jest do 200 ton, a także pozwala wytrzymać ekstremalne wpływy zewnętrzne, takie jak tornada i huragany, przy maksymalnej prędkości wiatru 56 metrów na sekundę, której prawdopodobieństwo wynosi możliwe raz na 10 000 lat. Ponadto taka powłoka chroni przed powietrzną falą uderzeniową o ciśnieniu czołowym do 30 kPa.

Cecha elektrowni jądrowej 3. generacji+

System czterech fizycznych barier ochronnych w głąb zapobiega uwolnieniom radioaktywnym na zewnątrz jednostki napędowej w przypadku zagrożenia. Wszystkie reaktory VVER posiadają pasywne i czynne systemy bezpieczeństwa, których połączenie gwarantuje rozwiązanie trzech głównych zadań,sytuacje awaryjne:

• zatrzymanie i zatrzymanie reakcji jądrowych;
• zapewnienie stałego odprowadzania ciepła z paliwa jądrowego i samego bloku energetycznego;
• zapobieganie uwolnieniu radionuklidów na zewnątrz obudowy bezpieczeństwa w sytuacjach awaryjnych.

VVER-1200 w Rosji i na świecie

Japońskie elektrownie jądrowe nowej generacji stały się bezpieczne po wypadku w elektrowni jądrowej Fukushima-1. Japończycy zdecydowali, że nie będą już otrzymywać energii za pomocą pokojowego atomu. Jednak nowy rząd powrócił do energetyki jądrowej, ponieważ gospodarka kraju poniosła duże straty. Inżynierowie krajowi z fizykami jądrowymi zaczęli opracowywać bezpieczną elektrownię jądrową nowej generacji. W 2006 roku świat dowiedział się o nowym supermocnym i bezpiecznym rozwoju krajowych naukowców.

W maju 2016 r. zakończono imponujący projekt budowlany w regionie czarnoziemu i pomyślnie zakończono testowanie szóstego bloku energetycznego w elektrowni jądrowej Nowoworoneż. Nowy system działa stabilnie i wydajnie! Po raz pierwszy, podczas budowy stacji, inżynierowie zaprojektowali tylko jedną i najwyższą na świecie wieżę chłodniczą wody chłodzącej. Podczas gdy wcześniej zbudowano dwie wieże chłodnicze dla jednego bloku energetycznego. Dzięki takim rozwiązaniom udało się zaoszczędzić środki finansowe i zachować technologię. Przez kolejny rok na stacji będą prowadzone różne prace. Jest to konieczne, aby stopniowo uruchamiać pozostały sprzęt, ponieważ nie można uruchomić wszystkiego od razu. Przed elektrownią Nowoworoneż trwa budowa 7. bloku energetycznego, która potrwa jeszcze dwa lata. OdtądWoroneż będzie jedynym regionem, który zrealizował projekt na tak dużą skalę. Co roku Woroneż odwiedzają różne delegacje badające działanie elektrowni jądrowej. Taki rozwój wewnętrzny pozostawił Zachód i Wschód w dziedzinie energetyki. Dziś różne stany chcą wprowadzić, a niektóre już korzystają z takich elektrowni jądrowych.

Nowa generacja reaktorów pracuje na korzyść Chin w Tianwan. Dziś takie stacje powstają w Indiach, Białorusi i krajach bałtyckich. W Federacji Rosyjskiej WWER-1200 jest wprowadzany w Woroneżu w obwodzie leningradzkim. W planach jest budowa podobnego obiektu w sektorze energetycznym w Republice Bangladeszu i państwie tureckim. W marcu 2017 roku okazało się, że Czechy aktywnie współpracują z Rosatomem przy budowie tej samej stacji na swoim terenie. Rosja planuje budowę elektrowni jądrowych (nowej generacji) w Siewiersku (obwód tomski), Niżnym Nowogrodzie i Kursku.