NPP nove generacije. Nova nuklearna elektrana u Rusiji

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Tijekom proteklih četvrt stoljeća promijenilo se nekoliko generacija ne samo u našem društvu. Danas se grade nuklearne elektrane nove generacije. Najnovije ruske elektrane sada su opremljene samo reaktorima s vodom pod pritiskom generacije 3+. Reaktori ovog tipa mogu se bez pretjerivanja nazvati najsigurnijim. Za cijelo vrijeme rada reaktora VVER (tlačno hlađeni energetski reaktor) nije se dogodila niti jedna teža nesreća. Nuklearne elektrane novog tipa diljem svijeta ukupno imaju već više od 1000 godina stabilnog i nesmetanog rada.

Dizajn i rad najnovijeg reaktora 3+

Uranovo gorivo u reaktoru je zatvoreno u cirkonijeve cijevi, takozvane gorive elemente ili gorivne šipke. Oni čine reaktivnu zonu samog reaktora. Kada se apsorpcijske šipke uklone iz ove zone, tok neutronskih čestica u reaktoru se povećava, a zatim počinje samoodrživa lančana reakcija fisije. Ovom vezom urana oslobađa se puno energije koja zagrijava gorive elemente. Nuklearne elektrane opremljene VVER-om rade prema shemi s dvije petlje. Najprije kroz reaktor prolazi čista voda, koja je isporučena već pročišćena od raznih nečistoća. Zatim prolazi izravno kroz jezgru, gdje se hladi i pere gorivne šipke. Ova voda se zagrijavatemperatura mu doseže 320 stupnjeva Celzijevih, da bi ostala u tekućem stanju, mora se držati pod pritiskom od 160 atmosfera! Zatim vruća voda ide u generator pare, dajući toplinu. A sekundarna tekućina tada ponovno ulazi u reaktor.

Sljedeće radnje su u skladu s CHP-om na koji smo navikli. Voda u sekundarnom krugu prirodno se pretvara u paru u generatoru pare, plinovito stanje vode rotira turbinu. Ovaj mehanizam pokreće električni generator koji proizvodi električnu struju. Sam reaktor i generator pare smješteni su unutar zatvorene betonske ljuske. U generatoru pare voda iz primarnog kruga koji napušta reaktor ne stupa u interakciju ni na koji način s tekućinom iz sekundarnog kruga koja ide u turbinu. Ova shema rada reaktora i rasporeda parogeneratora isključuje prodiranje radijacijskog otpada izvan reaktorske dvorane stanice.

O štednji novca

Nova nuklearna elektrana u Rusiji zahtijeva 40% ukupne cijene same elektrane za troškove sigurnosnih sustava. Glavni dio sredstava namijenjen je za automatizaciju i projektiranje pogonskog agregata, kao i za opremu sigurnosnih sustava.

Osnova za osiguranje sigurnosti u nuklearnim elektranama nove generacije je princip dubinske obrane, baziran na korištenju sustava od četiri fizičke barijere koje sprječavaju ispuštanje radioaktivnih tvari.

Prva barijera

Predstavlja se u obliku jačine samih peleta uranovog goriva. Nakon procesa sinteriranja u peći tzvna temperaturi od 1200 stupnjeva, tablete stječu dinamička svojstva visoke čvrstoće. Ne raspadaju se pod utjecajem visokih temperatura. Postavljeni su u cirkonijeve cijevi koje čine ljusku gorivnih elemenata. Više od 200 peleta se automatski ubrizgava u jedan takav gorivni element. Kada u potpunosti napune cirkonijsku cijev, automatski robot uvodi oprugu koja ih pritiska do kvara. Zatim stroj ispumpa zrak, a zatim ga potpuno zatvori.

Druga barijera

Predstavlja nepropusnost gorivnih elemenata obloženih cirkonijem. TVEL obloga je izrađena od nuklearnog cirkonija. Ima povećanu otpornost na koroziju, sposoban je zadržati svoj oblik na temperaturama preko 1000 stupnjeva. Kontrola kvalitete proizvodnje nuklearnog goriva provodi se u svim fazama njegove proizvodnje. Kao rezultat višestupanjskih provjera kvalitete, mogućnost smanjenja tlaka gorivnih elemenata je izuzetno niska.

Treća barijera

Izrađen je u obliku izdržljive čelične reaktorske posude, debljine 20 cm. Namijenjen je za radni tlak od 160 atmosfera. Tlačna posuda reaktora sprječava ispuštanje fisijskih produkata ispod kontejnera.

Četvrta barijera

Ovo je zapečaćeni kontejner same reaktorske dvorane, koji ima drugi naziv - kontejnment. Sastoji se od samo dva dijela: unutarnje i vanjske ljuske. Vanjska ljuska pruža zaštitu od svih vanjskih utjecaja, kako prirodnih tako i umjetnih. Debljinavanjska ljuska - beton visoke čvrstoće 80 cm.

Unutarnja školjka s betonskom stijenkom debljine je 1 metar 20 cm. Prekrivena je čvrstim čeličnim limom debljine 8 mm. Osim toga, njegov estrih je ojačan posebnim sustavima kabela razvučenih unutar same školjke. Drugim riječima, to je čelična čahura koja zateže beton, povećavajući njegovu čvrstoću za tri puta.

Nijanse zaštitnog premaza

Unutarnji prostor nuklearne elektrane nove generacije može izdržati pritisak od 7 kilograma po kvadratnom centimetru, kao i visoke temperature do 200 stupnjeva Celzija.

Postoji razmak između unutarnje i vanjske ljuske. Ima sustav za filtriranje plinova koji ulaze iz reaktorskog odjeljka. Najsnažnija armiranobetonska školjka održava nepropusnost tijekom potresa od 8 bodova. Podnosi pad zrakoplova čija se težina izračunava do 200 tona, a također vam omogućuje da izdržite ekstremne vanjske utjecaje, poput tornada i uragana, s maksimalnom brzinom vjetra od 56 metara u sekundi, čija je vjerojatnost moguće jednom u 10.000 godina. Štoviše, takva školjka štiti od zračnog udarnog vala s prednjim tlakom do 30 kPa.

Obilježje 3. generacije NPP+

Sustav od četiri fizičke barijere u obrani u dubini sprječava ispuštanje radioaktivnih tvari izvan pogonske jedinice u slučaju nužde. Svi VVER reaktori imaju pasivne i aktivne sigurnosne sustave, čija kombinacija jamči rješenje tri glavna zadatka,hitni slučajevi:

• zaustavljanje i zaustavljanje nuklearnih reakcija;
• osiguravanje stalnog odvođenja topline iz nuklearnog goriva i same pogonske jedinice;
• prevencija ispuštanja radionuklida izvan zaštitnog prostora u slučaju nužde.

VVER-1200 u Rusiji i širom svijeta

Japanske nuklearne elektrane nove generacije postale su sigurne nakon nesreće u nuklearnoj elektrani Fukushima-1. Japanci su tada odlučili više ne primati energiju uz pomoć mirnog atoma. Međutim, nova vlada se vratila nuklearnoj energiji, budući da je gospodarstvo zemlje pretrpjelo velike gubitke. Domaći inženjeri s nuklearnim fizičarima počeli su razvijati sigurnu nuklearnu elektranu nove generacije. 2006. godine svijet je saznao za novi super-moćan i siguran razvoj domaćih znanstvenika.

U svibnju 2016. dovršen je grandiozni građevinski projekt u regiji crne zemlje i uspješno je završeno ispitivanje 6. elektrane u nuklearnoj elektrani Novovoronjež. Novi sustav radi stabilno i učinkovito! Prvi put, tijekom izgradnje stanice, inženjeri su projektirali samo jedan i to najviši rashladni toranj na svijetu za hlađenje vode. Dok su se ranije gradila dva rashladna tornja za jedan agregat. Zahvaljujući takvom razvoju, bilo je moguće uštedjeti financijska sredstva i sačuvati tehnologiju. Još godinu dana na kolodvoru će se izvoditi razni radovi. To je potrebno kako bi se preostala oprema postupno pustila u rad, jer je nemoguće sve pokrenuti odjednom. Pred NPP Novovoronjež je izgradnja 7. bloka, trajat će još dvije godine. NakonVoronjež će biti jedina regija koja je implementirala tako veliki projekt. Svake godine Voronjež posjećuju razna izaslanstva koja proučavaju rad nuklearne elektrane. Takav domaći razvoj ostavio je iza sebe Zapad i Istok u području energetike. Danas razne države žele uvesti, a neke već koriste, takve nuklearne elektrane.

Nova generacija reaktora radi za dobrobit Kine u Tianwanu. Danas se takve postaje grade u Indiji, Bjelorusiji i b altičkim državama. U Ruskoj Federaciji, VVER-1200 se uvodi u Voronjež, Lenjingradska oblast. Planovi su izgradnja sličnog objekta u energetskom sektoru u Republici Bangladeš i turskoj državi. U ožujku 2017. doznalo se da Češka aktivno surađuje s Rosatomom na izgradnji iste stanice na svom tlu. Rusija planira izgraditi nuklearne elektrane (nove generacije) u Seversku (regija Tomsk), Nižnjem Novgorodu i Kursku.