Loji kuasa nuklear. Loji kuasa nuklear Ukraine. Loji tenaga nuklear di Rusia

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Keperluan tenaga moden manusia berkembang dengan pesat. Penggunaannya untuk lampu bandar, untuk keperluan industri dan lain-lain keperluan ekonomi negara semakin meningkat. Sehubungan itu, semakin banyak jelaga daripada pembakaran arang batu dan minyak bahan api dipancarkan ke atmosfera, dan kesan rumah hijau meningkat. Di samping itu, semakin banyak perbincangan dalam beberapa tahun kebelakangan ini mengenai pengenalan kenderaan elektrik, yang juga akan menyumbang kepada peningkatan penggunaan elektrik.

Malangnya, HPP yang mesra alam tidak dapat menampung keperluan yang begitu besar, dan peningkatan selanjutnya dalam bilangan loji janakuasa terma dan loji janakuasa terma sememangnya tidak digalakkan. Apa yang perlu dilakukan dalam kes ini? Dan tidak banyak yang boleh dipilih: loji kuasa nuklear, jika dikendalikan dengan betul, adalah jalan terbaik untuk keluar daripada kebuntuan tenaga.

Walaupun apa yang berlaku di Chernobyl, walaupunMenyedari kegagalan Jepun baru-baru ini, saintis di seluruh dunia menyedari bahawa atom aman adalah satu-satunya penyelesaian kepada krisis tenaga yang semakin hampir hari ini. Sumber tenaga alternatif yang diiklankan secara meluas tidak menyediakan walaupun seperseratus daripada jumlah tenaga elektrik yang diperlukan oleh dunia setiap hari.

Selain itu, walaupun letupan loji tenaga nuklear di Chernobyl tidak menyebabkan walaupun seperseratus kerosakan kepada alam sekitar, yang dicatatkan walaupun dengan satu malapetaka pada platform minyak. Insiden BP adalah pengesahan yang jelas tentang perkara ini.

Prinsip operasi reaktor nuklear

Punca haba ialah unsur bahan api - TVEL. Malah, ini adalah tiub yang diperbuat daripada aloi zirkonium, yang sedikit tertakluk kepada degenerasi walaupun dalam zon pembelahan aktif atom. Di dalamnya diletakkan tablet uranium dioksida atau butiran aloi uranium dan molibdenum. Di dalam reaktor, tiub ini dipasang menjadi pemasangan, setiap satunya mengandungi 18 elemen bahan api.

Secara keseluruhan, terdapat hampir dua ribu pemasangan, dan ia diletakkan di dalam saluran di dalam batu grafit. Haba yang dibebaskan dikumpulkan melalui penyejuk, dan dalam loji kuasa nuklear moden terdapat dua litar peredaran. Dalam kedua daripada mereka, air tidak berinteraksi dengan teras reaktor dalam apa jua cara, yang dengan ketara meningkatkan keselamatan struktur secara keseluruhan. Reaktor itu sendiri terletak di dalam aci, dan kapsul khas dicipta untuk batu grafit daripada aloi zirkonium yang sama (30 mm tebal).

Seluruh struktur terletak pada tapak konkrit berkekuatan tinggi yang sangat besar, di mana kolam terletak di bawahnya. Ia berfungsi untuk menyejukkan nuklearbahan api sekiranya berlaku kemalangan.

Prinsip operasi adalah mudah: unsur bahan api dipanaskan, haba daripadanya dipindahkan ke penyejuk utama (natrium cecair, deuterium), selepas itu tenaga dipindahkan ke litar sekunder, di dalamnya air beredar di bawah tekanan yang sangat besar. Ia serta-merta mendidih, dan wap memutarkan turbin penjana. Selepas itu, stim memasuki peranti pemeluwapan, sekali lagi bertukar menjadi keadaan cecair, selepas itu ia sekali lagi dihantar ke litar sekunder.

Sejarah Penciptaan

Pada separuh kedua tahun 1940-an, segala usaha telah dilakukan di USSR untuk mencipta projek yang melibatkan penggunaan tenaga atom secara aman. Ahli akademik terkenal Kurchatov, bercakap pada mesyuarat tetap Jawatankuasa Pusat CPSU, mengemukakan cadangan untuk menggunakan tenaga atom untuk menjana elektrik, yang negara itu, pulih daripada perang yang dahsyat, sangat memerlukannya.

Pada tahun 1950, pembinaan loji tenaga nuklear bermula (yang pertama di dunia, dengan cara itu), yang diletakkan di kampung Obninskoye, di wilayah Kaluga. Empat tahun kemudian, stesen yang berkapasiti 5 MW ini berjaya dilancarkan. Keunikan acara itu juga terletak pada hakikat bahawa negara kita menjadi negeri pertama di dunia yang berjaya menggunakan atom secara berkesan secara eksklusif untuk tujuan damai.

Teruskan kerja

Sudah pada tahun 1958, kerja-kerja reka bentuk RFN Siberia dimulakan. Kapasiti reka bentuk meningkat serta-merta sebanyak 20 kali ganda, berjumlah 100 MW. Tetapi keunikan keadaan tidak ada dalam ini. Apabila stesen itu diserahkan, pulangannya ialah 600 MW. Para saintis hanya dalam beberapa pasangantahun telah berjaya menambah baik projek itu dengan begitu banyak, dan baru-baru ini prestasi sedemikian kelihatan mustahil.

Walau bagaimanapun, loji tenaga nuklear di kawasan Kesatuan kemudiannya tidak tumbuh lebih teruk daripada cendawan. Jadi, beberapa tahun selepas loji kuasa nuklear Siberia, loji kuasa nuklear Beloyarsk dilancarkan. Tidak lama kemudian sebuah stesen dibina di Voronezh. Pada tahun 1976, loji kuasa nuklear Kursk telah mula beroperasi, reaktornya telah dimodenkan dengan serius pada tahun 2004.

Secara umumnya, loji tenaga nuklear dibina secara terancang sepanjang tempoh selepas perang. Hanya bencana Chernobyl yang boleh melambatkan proses ini.

Bagaimana keadaan di luar negara

Tidak boleh diandaikan bahawa pembangunan sebegini dijalankan secara eksklusif di negara kita. British sangat menyedari betapa pentingnya loji tenaga nuklear, dan oleh itu secara aktif bekerja ke arah ini. Jadi, sudah pada tahun 1952, mereka melancarkan projek mereka sendiri untuk membangunkan dan membina loji tenaga nuklear. Empat tahun kemudian, bandar Calder Hall menjadi bandar nuklear Inggeris pertama dengan loji kuasa 46 MW sendiri. Pada tahun 1955, sebuah loji tenaga nuklear telah ditugaskan dengan sungguh-sungguh di bandar Shippingport di Amerika. Kuasanya bersamaan dengan 60 MW. Sejak itu, loji tenaga nuklear telah memulakan perarakan kejayaan mereka di seluruh dunia.

Ancaman kepada atom yang aman

Euforia pertama daripada menjinakkan atom tidak lama kemudian digantikan dengan kebimbangan dan ketakutan. Sudah tentu, loji tenaga nuklear Chernobyl adalah bencana yang paling serius, tetapi terdapat loji Mayak, kemalangan dengan reaktor nuklear dalam kapal selam nuklear, serta insiden lain, yang kebanyakannya mungkin tidak akan pernah kita ketahui. Akibat daripada kemalangan inimemaksa orang ramai berfikir tentang meningkatkan tahap budaya dalam penggunaan tenaga atom. Di samping itu, manusia sekali lagi menyedari bahawa mereka tidak dapat menentang kuasa unsur alam.

Ramai tokoh sains dunia telah lama membincangkan cara menjadikan loji tenaga nuklear lebih selamat. Di Moscow pada tahun 1989, perhimpunan dunia telah diadakan, berdasarkan keputusan mesyuarat itu, kesimpulan dibuat tentang keperluan untuk mengetatkan kawalan secara radikal ke atas tenaga nuklear.

Hari ini, komuniti global memantau dengan teliti cara semua perjanjian ini dipatuhi. Walau bagaimanapun, tiada jumlah pemerhatian dan kawalan dapat menyelamatkan daripada bencana alam atau kebodohan cetek. Ini sekali lagi disahkan oleh kemalangan di Fukushima-1, akibatnya ratusan juta tan air radioaktif telah tumpah ke Lautan Pasifik. Secara amnya, Jepun, di mana loji kuasa nuklear adalah satu-satunya cara untuk menyediakan keperluan besar industri dan penduduk dengan elektrik, tidak meninggalkan program pembinaan loji kuasa nuklear.

Klasifikasi

Semua loji kuasa nuklear boleh dikelaskan mengikut jenis tenaga yang dihasilkan, serta mengikut model reaktornya. Tahap keselamatan, jenis pembinaan, serta parameter penting lain juga diambil kira.

Beginilah ia dikelaskan mengikut jenis tenaga yang dihasilkan:

• Loji kuasa nuklear. Satu-satunya tenaga yang mereka jana ialah elektrik.
• Loji kuasa haba nuklear. Selain tenaga elektrik, kemudahan ini juga menjana haba, yang menjadikannya sangat berharga untuk digunakan di bandar utara. Di sana, operasi loji tenaga nuklearmembolehkan untuk mengurangkan secara mendadak pergantungan rantau ini kepada bekalan bahan api dari wilayah lain.

Bahan api yang digunakan dan ciri-ciri lain

Yang paling biasa ialah reaktor nuklear yang menggunakan uranium diperkaya sebagai bahan api. Bahan penyejuk adalah air yang ringan. Reaktor sedemikian dipanggil reaktor air ringan, dan terdapat dua jenisnya. Dalam kes pertama, wap yang digunakan untuk memutarkan turbin terbentuk dalam teras reaktor.

Untuk pembentukan wap dalam kes kedua, sistem sink haba digunakan, kerana air tidak memasuki teras. By the way, pembangunan sistem ini sudah bermula pada 50-an abad yang lalu, dan perkembangan ketenteraan Amerika menjadi asas untuknya. Pada masa yang sama, USSR membangunkan reaktor jenis pertama, tetapi dengan sistem penyederhanaan, dalam peranan rod grafit digunakan.

Beginilah rupa reaktor yang disejukkan gas, yang digunakan oleh banyak loji kuasa nuklear di Rusia. Pecutan pesat pembinaan stesen model khusus ini adalah disebabkan oleh fakta bahawa reaktor menghasilkan plutonium gred senjata sebagai produk sampingan. Di samping itu, walaupun uranium semulajadi biasa, yang depositnya di negara kita sangat besar, sesuai sebagai bahan api untuk varieti ini.

Satu lagi jenis reaktor yang agak meluas di seluruh dunia ialah model air berat yang dijana oleh uranium semula jadi. Pada mulanya, model sedemikian dicipta oleh hampir semua negara yang mempunyai akses kepada reaktor nuklear, tetapihari ini, hanya Kanada adalah antara pengeksploitasi mereka, di dalam perutnya terdapat deposit terkaya uranium semula jadi.

Bagaimanakah reaktor telah dipertingkatkan?

Pertama, keluli biasa digunakan untuk pembuatan pelapisan rod bahan api dan saluran edaran. Pada masa itu, masih belum diketahui tentang aloi zirkonium, yang lebih sesuai untuk tujuan tersebut. Reaktor telah disejukkan dengan air yang dibekalkan di bawah tekanan 10 atmosfera.

Stim yang dikeluarkan pada masa yang sama mempunyai suhu 280 darjah. Semua saluran di mana rod bahan api terletak dibuat boleh ditanggalkan, kerana ia perlu diganti dengan kerap. Hakikatnya ialah dalam zon aktiviti bahan api nuklear, bahan agak cepat mengalami ubah bentuk dan kemusnahan. Sebenarnya, elemen struktur dalam teras direka selama 30 tahun, tetapi dalam kes sedemikian, keyakinan tidak boleh diterima.

Rod bahan api

Dalam kes ini, saintis memutuskan untuk menggunakan varian dengan penyejukan tiub satu sisi. Reka bentuk ini secara mendadak mengurangkan kemungkinan produk pembelahan masuk ke dalam litar pertukaran haba walaupun sekiranya berlaku kerosakan pada elemen bahan api. Bahan api nuklear yang sama ialah aloi uranium dan molibdenum. Penyelesaian ini memungkinkan untuk mencipta peralatan yang agak murah dan boleh dipercayai yang boleh beroperasi dengan stabil walaupun pada suhu yang sangat tinggi.

Chernobyl

Meskipun kelihatan pelik, tetapi Chernobyl yang terkenal, yang loji tenaga nuklearnya menjadi simbol bencana buatan manusia pada abad yang lalu, adalah kejayaan sebenar sains. Pada masa itu, teknologi paling canggih digunakan dalam pembinaan dan reka bentuknya. Kuasa reaktor sahaja mencapai 3200 MW. Bahan api itu juga baharu: uranium dioksida semula jadi yang diperkaya digunakan buat kali pertama di loji kuasa nuklear Chernobyl. Satu tan bahan api tersebut mengandungi hanya 20 kilogram uranium-235. Secara keseluruhan, 180 tan uranium dioksida telah dimuatkan ke dalam reaktor. Masih tidak diketahui dengan tepat siapa dan untuk tujuan apa memutuskan untuk menjalankan eksperimen di stesen yang bercanggah dengan semua peraturan keselamatan yang boleh difikirkan.

Loji kuasa nuklear di Rusia

Jika bukan kerana bencana Chernobyl, di negara kita (kemungkinan besar) program untuk pembinaan loji tenaga nuklear yang paling luas dan meluas akan tetap diteruskan. Walau apa pun, ini adalah pendekatan yang dirancang di USSR.

Secara amnya, sejurus selepas Chernobyl, banyak program mula disekat secara besar-besaran, yang serta-merta membawa kepada kenaikan harga untuk banyak gred pembawa haba yang "mesra alam". Di banyak kawasan, mereka terpaksa kembali kepada pembinaan loji janakuasa haba, yang (termasuk) bekerja pada arang batu, terus mencemarkan suasana bandar besar dengan teruk.

Pada pertengahan tahun 2000-an, kerajaan bagaimanapun menyedari keperluan untuk membangunkan program nuklear, kerana tanpanya adalah mustahil untuk menyediakan banyak wilayah di negara kita dengan jumlah tenaga yang diperlukan.

Berapa banyak loji tenaga nuklear yang kita ada di negara kita hari ini? Hanya sepuluh. Ya, ini semua adalah loji kuasa nuklear Rusia. Tetapi nombor ini menjana lebih daripada 16% tenaga yang digunakanwarganegara kita. Kapasiti kesemua 33 unit kuasa yang beroperasi sebagai sebahagian daripada loji kuasa nuklear ini ialah 25.2 GW. Hampir 37% daripada keperluan elektrik di wilayah utara kita dilindungi oleh loji kuasa nuklear.

Salah satu yang paling terkenal ialah loji kuasa nuklear Leningrad, dibina pada tahun 1973. Pada masa ini, pembinaan intensif peringkat kedua sedang dijalankan, yang akan membolehkan untuk meningkatkan kapasiti keluaran (4 ribu MW) sekurang-kurangnya dua kali.

RFN Ukraine

Kesatuan Soviet melakukan banyak perkara, termasuk untuk pembangunan tenaga di republik kesatuan. Oleh itu, Lithuania pada satu masa menerima bukan sahaja infrastruktur yang sangat baik dan banyak perusahaan perindustrian, tetapi juga NPP Ignalina, yang sehingga tahun 2005 adalah "Ayam Pockmarked", yang menyediakan hampir seluruh wilayah B altik dengan murah (dan sendiri!) Tenaga.

Tetapi hadiah utama diberikan kepada Ukraine, yang menerima empat loji janakuasa sekaligus. Zaporozhye RFN secara amnya adalah yang paling berkuasa di Eropah, memberikan 6 GW tenaga sekaligus. Secara umum, loji janakuasa nuklear Ukraine memberinya peluang untuk membekalkan dirinya sendiri dengan tenaga elektrik, yang tidak boleh dibanggakan lagi oleh Lithuania.

Kini keempat-empat stesen yang sama berfungsi: Zaporozhye, Rivne, Selatan-Ukraine dan Khmelnitsky. Bertentangan dengan kepercayaan popular, blok ketiga loji janakuasa nuklear Chernobyl terus beroperasi sehingga tahun 2000, dengan kerap membekalkan rantau ini dengan elektrik. Pada masa ini, 46% daripada semua elektrik Ukraine dihasilkan oleh loji kuasa nuklear Ukraine.

Cita-cita politik pelik pihak berkuasa di negara ini membawa kepada fakta bahawa pada tahun 2011 iakeputusan telah dibuat untuk menggantikan unsur bahan api Rusia dengan unsur Amerika. Percubaan gagal sepenuhnya, dan kerosakan hampir $200 juta telah berlaku kepada industri Ukraine.

Prospek

Hari ini, faedah atom yang aman diingati lagi di seluruh dunia. Seluruh bandar boleh dibekalkan dengan tenaga daripada loji kuasa nuklear yang kecil dan primitif, yang menggunakan kira-kira 2 tan bahan api setahun. Berapa banyak gas atau arang batu yang perlu dibakar dalam tempoh yang sama? Jadi prospek untuk teknologi ini sangat besar: jenis tenaga tradisional sentiasa meningkat harganya, dan bilangannya semakin berkurangan.