Атом электр станциялары. Украинаның атом электр станциялары. Ресейдегі атом электр станциялары

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Адамзаттың қазіргі заманғы энергияға деген қажеттілігі орасан зор қарқынмен өсуде. Оны қалаларды жарықтандыруға, өнеркәсіптік және халық шаруашылығының басқа да қажеттіліктеріне тұтыну өсуде. Тиісінше, көмір мен мазуттың жағылуынан атмосфераға көбірек күйе бөлініп, парниктік эффект күшейеді. Бұған қоса, соңғы жылдары электр қуатын тұтынудың артуына ықпал ететін электромобильдерді енгізу туралы жиі айтылып жүр.

Өкінішке орай, экологиялық таза СЭС-тер мұндай орасан зор қажеттіліктерді өтей алмайды, ал ЖЭО мен ЖЭС санын одан әрі көбейту жай ғана жөн емес. Бұл жағдайда не істеу керек? Таңдау үшін көп нәрсе жоқ: атом электр станциялары, егер дұрыс пайдаланылса, энергетикалық тығырықтан шығудың тамаша жолы.

Чернобыльда болған оқиғаға қарамастан, тіптіЖапондықтардың соңғы сәтсіздіктерін ескере отырып, дүние жүзіндегі ғалымдар бейбіт атом бүгінгі күні жақындап келе жатқан энергетикалық дағдарыстың жалғыз шешімі екенін мойындайды. Жарнамаланған балама қуат көздері әлемге күнделікті қажет электр энергиясының жүзден бір бөлігін де қамтамасыз ете алмайды.

Сонымен қатар, Чернобыльдағы атом электр стансасының жарылуы да қоршаған ортаға келтірілген залалдың жүзден бір бөлігін де келтірмеді, бұл мұнай платформасындағы бір апаттың өзінде де байқалады. BP оқиғасы мұның айқын дәлелі.

Ядролық реактордың жұмыс істеу принципі

Жылу көзі отын элементтері болып табылады - TVEL. Шындығында, бұл атомдардың белсенді бөліну аймағында да аздап деградацияға ұшырайтын цирконий қорытпасынан жасалған түтіктер. Ішінде уранның қос тотығының таблеткалары немесе уран мен молибден қорытпасының дәндері орналастырылған. Реактордың ішінде бұл түтіктер әрқайсысында 18 отын элементтері бар жинақтарға жиналады.

Жалпы екі мыңға жуық жинақ болуы мүмкін және олар графит тастың ішіндегі арналарға орналастырылған. Бөлінетін жылу салқындатқыштың көмегімен жиналады, ал қазіргі атом электр станцияларында екі циркуляциялық контур бар. Олардың екіншісінде су реактордың өзегімен ешқандай әрекеттеспейді, бұл тұтастай алғанда құрылымның қауіпсіздігін айтарлықтай арттырады. Реактордың өзі білікте орналасқан және сол цирконий қорытпасынан (қалыңдығы 30 мм) графит қалау үшін арнайы капсула жасалған.

Бүкіл құрылым бассейн орналасқан, беріктігі жоғары бетонның өте массивті негізіне негізделген. Ол ядроны салқындату үшін қызмет етедіапат болған жағдайда жанармай.

Жұмыс принципі қарапайым: отын элементтері қызады, олардан жылу бастапқы салқындатқышқа (сұйық натрий, дейтерий) беріледі, содан кейін энергия екінші контурға беріледі, оның ішінде су айналады. орасан зор қысым. Ол бірден қайнайды, ал бу генераторлардың турбиналарын айналдырады. Осыдан кейін бу конденсациялау құрылғыларына түседі, қайтадан сұйық күйге айналады, содан кейін ол қайтадан екінші тізбекке жіберіледі.

Жаратылу тарихы

1940 жылдардың екінші жартысында КСРО-да атом энергиясын бейбіт мақсатта пайдалану жобаларын жасауға бар күш-жігер жұмсалды. Атақты академик Курчатов КОКП Орталық Комитетінің кезекті мәжілісінде сөйлеген сөзінде сұрапыл соғыстан айыққан елге өте қажет болған атом энергиясын электр энергиясын өндіруге пайдалану туралы ұсыныс жасады.

1950 жылы Калуга облысындағы Обнинское ауылында іргетасы қаланған атом электр станциясының құрылысы басталды (айтпақшы, әлемде бірінші). Төрт жылдан кейін қуаттылығы 5 МВт болатын бұл станция сәтті іске қосылды. Іс-шараның бірегейлігі сонымен қатар біздің еліміздің атомды тек бейбіт мақсатта тиімді пайдалана білген әлемдегі бірінші мемлекет болуы болып табылады.

Жұмысты жалғастыру

1958 жылы Сібір АЭС-ін жобалау жұмыстары басталды. Жобалық қуаттылық бірден 20 есеге артып, 100 МВт құрады. Бірақ жағдайдың бірегейлігі бұл жерде де емес. Станция тапсырылған кезде оның қайтарымы 600 МВт болды. Ғалымдар тек жұптажылдар жобаны жетілдіре алды және жақында мұндай нәтиже мүлдем мүмкін емес болып көрінді.

Алайда, Одақ кеңістігіндегі атом электр станциялары ол кезде саңырауқұлақтан кем өскен жоқ. Сонымен, Сібір атом электр станциясынан кейін бір-екі жылдан кейін Белоярск атом электр станциясы іске қосылды. Көп ұзамай Воронежде станция салынды. 1976 жылы Курск атом электр станциясы іске қосылды, оның реакторлары 2004 жылы күрделі жаңғыртылды.

Жалпы, атом электр стансалары соғыстан кейінгі барлық кезеңде жоспарлы түрде салынды. Бұл процесті тек Чернобыль апаты бәсеңдетуі мүмкін.

Шетелде жағдай қалай болды

Мұндай оқиғалар тек біздің елде жүргізілді деп ойлауға болмайды. Британдықтар атом электр станцияларының қаншалықты маңызды екенін жақсы түсінді, сондықтан бұл бағытта белсенді жұмыс істеді. Осылайша, 1952 жылы олар атом электр станцияларын дамыту және салу бойынша өздерінің жобаларын бастады. Төрт жылдан кейін Калдер Холл өзінің 46 МВт электр станциясы бар алғашқы ағылшын ядролық қаласы болды. 1955 жылы Американың Шипиппорт қаласында атом электр станциясы салтанатты түрде пайдалануға берілді. Оның қуаты 60 МВт-қа тең болды. Содан бері атом электр станциялары дүние жүзінде өзінің салтанатты маршын бастады.

Бейбіт атомға қауіп

Атомды қолға түсірудің алғашқы эйфориясы көп ұзамай мазасыздық пен қорқынышпен ауыстырылды. Әрине, Чернобыль атом электр станциясы ең ауыр апат болды, бірақ Маяк станциясы, атомдық сүңгуір қайықтардағы ядролық реакторлардың апаттары, сондай-ақ басқа да оқиғалар болды, олардың көпшілігі туралы біз ешқашан білмейміз. Бұл апаттардың салдарыадамдарды атом энергиясын пайдалану мәдениетінің деңгейін көтеру туралы ойлануға мәжбүр етті. Сонымен қатар, адамзат табиғаттың қарапайым күштеріне қарсы тұра алмайтынын тағы бір рет түсінді.

Әлемдік ғылымның көптеген майталмандары атом электр станцияларын қалай қауіпсіз ету керектігін ұзақ уақыт бойы талқылап келеді. 1989 жылы Мәскеуде дүниежүзілік ассамблея шақырылып, оның қорытындысы бойынша атом энергиясына бақылауды түбегейлі күшейту қажеттігі туралы қорытындылар жасалды.

Бүгінде жаһандық қауымдастықтар осы келісімдердің барлығы қалай орындалатынын жіті бақылауда. Дегенмен, ешқандай бақылау мен бақылау табиғи апаттардан немесе ақымақтықтан құтқара алмайды. Мұны Фукусима-1 станциясындағы апат тағы да растады, соның салдарынан Тынық мұхитына жүздеген миллион тонна радиоактивті су төгілді. Жалпы, атом электр станциясы өнеркәсіп пен халықтың орасан зор қажеттілігін электр энергиясымен қамтамасыз етудің бірден-бір құралы болып табылатын Жапония атом электр станциясын салу бағдарламасынан бас тартқан жоқ.

Жіктеу

Барлық атом электр станцияларын өндірілетін энергия түріне, сондай-ақ олардың реакторының үлгісіне қарай жіктеуге болады. Қауіпсіздік дәрежесі, құрылыс түрі, сондай-ақ басқа маңызды параметрлер де ескеріледі.

Олар өндірілетін энергия түріне қарай осылай жіктеледі:

• Атом электр станциялары. Олар өндіретін жалғыз энергия - электр энергиясы.
• Атом жылу электр станциялары. Электр энергиясынан басқа, бұл қондырғылар жылуды да шығарады, бұл оларды солтүстік қалаларда орналастыру үшін ерекше құнды етеді. Онда атом электр станциясының жұмысыаймақтың басқа аймақтардан келетін жанармайға тәуелділігін күрт азайтуға мүмкіндік береді.

Қолданылатын отын және басқа сипаттамалар

Ең көп тарағаны - отын ретінде байытылған уранды пайдаланатын ядролық реакторлар. Салқындатқыш жеңіл су. Мұндай реакторларды жеңіл су реакторлары деп атайды және олардың екі түрі бар. Бірінші жағдайда турбиналарды айналдыру үшін пайдаланылатын бу реактордың өзегінде пайда болады.

Екінші жағдайда будың пайда болуы үшін жылу қабылдағыш жүйесі пайдаланылады, оның арқасында су өзекке кірмейді. Айтпақшы, бұл жүйенің дамуы өткен ғасырдың 50-жылдарында басталды және американдық әскери әзірлемелер оған негіз болды. Шамамен сол уақытта КСРО бірінші типті, бірақ реттеуші жүйесі бар реакторды жасады, оның рөлінде графит таяқшалары қолданылды.

Ресейдегі көптеген атом электр станциялары пайдаланатын газбен салқындатылған реактор осылай пайда болды. Осы үлгідегі станциялардың құрылысын жылдам жеделдету реакторлардың жанама өнім ретінде қару-жарақ плутонийін шығаруымен байланысты болды. Сонымен қатар, еліміздегі кен орындары өте үлкен қарапайым табиғи уранның өзі бұл сортқа отын ретінде жарамды.

Бүкіл әлемде кеңінен таралған реактордың тағы бір түрі – табиғи уранмен жұмыс істейтін ауыр су моделі. Бастапқыда мұндай модельдерді ядролық реакторларға қол жеткізе алатын барлық дерлік елдер жасады, бірақбүгінде оларды пайдаланушылардың қатарында тек Канада ғана бар, оның түбінде табиғи уранның ең бай кен орындары бар.

Реакторлар қалай жетілдірілді?

Біріншіден, жанармай штангасының қаптамалары мен айналым арналарын жасау үшін қарапайым болат пайдаланылды. Ол кезде цирконий қорытпалары туралы әлі белгілі болған жоқ, олар мұндай мақсаттарға әлдеқайда қолайлы. Реактор 10 атмосфера қысымымен берілетін сумен салқындатылған.

Бір уақытта шыққан будың температурасы 280 градус болды. Жанармай штангалары орналасқан барлық арналар алынбалы болды, өйткені оларды салыстырмалы түрде жиі ауыстыруға тура келді. Өйткені, ядролық отынның әрекет ету аймағында материалдар тез деформацияға және бұзылуға ұшырайды. Негізінде, ядродағы құрылымдық элементтер 30 жылға есептелген, бірақ мұндай жағдайларда оптимизмге жол берілмейді.

Жанармай штангалары

Бұл жағдайда ғалымдар бір жақты құбырлы салқындату нұсқасын қолдануды ұйғарды. Бұл дизайн отын элементіне зақым келген жағдайда да бөліну өнімдерінің жылу алмасу тізбегіне түсу мүмкіндігін күрт төмендетеді. Дәл сол ядролық отын - уран мен молибденнің қорытпасы. Бұл шешім айтарлықтай жоғары температурада да тұрақты жұмыс істей алатын салыстырмалы түрде арзан және сенімді жабдықты жасауға мүмкіндік берді.

Чернобыль

Біртүрлі көрінгенімен, атом электр станциясы өткен ғасырдағы техногендік апаттардың символына айналған атышулы Чернобыль ғылымның нағыз салтанаты болды. Ол кезде оның құрылысы мен жобалануында ең озық технологиялар қолданылды. Бір ғана реактордың қуаты 3200 МВт-қа жетті. Отын да жаңа болды: байытылған табиғи уран диоксиді алғаш рет Чернобыль атом электр станциясында қолданылды. Мұндай отынның бір тоннасында небәрі 20 келі уран-235 бар. Реакторға барлығы 180 тонна уран диоксиді жүктелді. Станцияда қауіпсіздік ережелеріне қайшы келетін тәжірибені кім және қандай мақсатпен өткізу туралы шешім қабылдағаны әлі белгісіз.

Ресейдегі атом электр станциялары

Егер Чернобыль апаты болмаса, біздің елде (мүмкін) атом электр стансаларын неғұрлым кең және кеңінен салу бағдарламасы әлі де жалғасатын еді. Қалай болғанда да, бұл КСРО-да жоспарланған тәсіл болды.

Жалпы, Чернобыль апатынан кейін бірден көптеген бағдарламалар жаппай қысқартыла бастады, бұл бірден көптеген «экологиялық таза» жылу тасымалдағыштардың бағасының өсуіне әкелді. Көптеген аудандарда олар жылу электр станцияларының құрылысына қайта оралуға мәжбүр болды, олар (соның ішінде) тіпті көмірде жұмыс істейді, ірі қалалардың атмосферасын қорқынышты түрде ластауды жалғастырды.

2000-шы жылдардың ортасында үкімет ядролық бағдарламаны дамыту қажеттілігін түсінді, өйткені онсыз еліміздің көптеген аймақтарын қажетті мөлшердегі энергиямен қамтамасыз ету мүмкін емес еді.

Бүгінгі таңда елімізде қанша атом электр станциясы бар? Бар болғаны он. Иә, бұлардың барлығы ресейлік атом электр станциялары. Бірақ бұл сан тұтынылатын энергияның 16% -дан астамын жасайдыбіздің азаматтар. Осы атом электр станцияларының құрамында жұмыс істейтін барлық 33 энергоблоктың қуаты 25,2 ГВт құрайды. Солтүстік өңірлеріміздің электр энергиясына деген қажеттілігінің 37%-ға жуығын атом электр станциялары қамтамасыз етеді.

Ең танымалдарының бірі - сонау 1973 жылы салынған Ленинград атом электр станциясы. Қазіргі уақытта өндіру қуатын (4 мың МВт) кем дегенде екі есе арттыруға мүмкіндік беретін екінші кезеңнің қарқынды құрылысы жүргізілуде.

Украина АЭС-тері

Кеңес Одағы, оның ішінде одақтас республикалардың энергетикасын дамыту үшін көп жұмыс жасады. Осылайша, Литва бір кездері тамаша инфрақұрылымды және көптеген өнеркәсіптік кәсіпорындарды ғана емес, сонымен қатар 2005 жылға дейін бүкіл Балтық аймағын дерлік арзан (және өзін! Энергия.

Бірақ негізгі сыйлық бірден төрт электр станциясын алған Украинаға жасалды. Запорожье АЭС – бірден 6 ГВт энергия беретін Еуропадағы ең қуаттысы. Жалпы, Украинаның атом электр станциялары оған Литва бұдан былай мақтана алмайтын электр энергиясымен өзін-өзі қамтамасыз ету мүмкіндігін береді.

Қазір төрт бірдей станция жұмыс істейді: Запорожье, Ровно, Оңтүстік-Украина және Хмельницкий. Көпшіліктің пікіріне қарамастан, Чернобыль атом электр станциясының үшінші блогы 2000 жылға дейін жұмысын жалғастырып, аймақты тұрақты түрде электр энергиясымен қамтамасыз етті. Қазіргі уақытта Украинаның барлық электр энергиясының 46%-ы Украинаның атом электр станцияларында өндіріледі.

Елдегі биліктің оғаш саяси амбициясы 2011 ж.ресейлік отын элементтерін американдықтармен ауыстыру туралы шешім қабылданды. Эксперимент толығымен сәтсіз аяқталды және Украина өнеркәсібіне 200 миллион долларға жуық шығын келтірілді.

Болашақтар

Бүгін бейбіт атомның пайдасы бүкіл әлемде тағы да есте қалды. Жылына шамамен 2 тонна отын тұтынатын шағын және қарапайым атом электр станциясынан тұтас бір қаланы энергиямен қамтамасыз етуге болады. Сол кезеңде қанша газ немесе көмір жағу керек болады? Демек, технологияның болашағы зор: энергияның дәстүрлі түрлері үнемі қымбаттауда, ал олардың саны азайып келеді.