Esimene tuumaelektrijaam NSV Liidus. Tuumaelektrijaamade loomise ajalugu. Tuumaelektrijaamade mõju keskkonnale

Tuumaelektrijaam (TUUMAJÕUJAAM)

elektrijaam, milles aatomi (tuuma)energia muudetakse elektrienergiaks. Tuumaelektrijaama elektrigeneraator on aatomireaktor(vt Tuumareaktor). Osade raskete elementide tuumade lõhustumise ahelreaktsiooni tulemusena reaktoris eralduv soojus muundatakse seejärel elektriks, nagu ka tavalistes soojuselektrijaamades. Erinevalt fossiilkütustel töötavatest soojuselektrijaamadest töötavad tuumajaamad tuumkütusel (vt tuumakütus) (peamiselt 233 U, 235 U. 239 Pu). Jagades 1 G uraani või plutooniumi isotoope vabanes 22 500 kW h, mis võrdub 2800 sisalduva energiaga kg tingimuslik kütus. On kindlaks tehtud, et maailma tuumakütuse (uraan, plutoonium jt) energiavarud ületavad oluliselt looduslike fossiilkütuste varude (nafta, kivisüsi, maagaas jne) energiavarusid. See avab laialdased väljavaated kiiresti kasvava kütusenõudluse rahuldamiseks. Lisaks on vaja arvestada söe ja nafta üha suureneva tarbimise mahuga maailmamajanduse tehnoloogilistel eesmärkidel. keemiatööstus, millest on saamas tõsine konkurent soojuselektrijaamadele. Hoolimata uute orgaanilise kütuse maardlate avastamisest ja selle tootmismeetodite täiustamisest, on maailmas kalduvus omistada selle kulude tõusu. See loob kõige keerulisemad tingimused piiratud fossiilkütuste varudega riikidele. Selge vajadus kiire areng tuumaenergia, millel on juba praegu paljude maailma tööstusriikide energiabilansis silmapaistev koht.

Maailma esimene piloototstarbeline tuumaelektrijaam ( riis. üks ) võimsusega 5 MW lasti NSV Liidus vette 27. juunil 1954 Obninski linnas. Enne seda kasutati aatomituuma energiat peamiselt sõjalistel eesmärkidel. Esimese tuumaelektrijaama käivitamine tähistas energeetikas uue suuna avamist, mida tunnustati 1. rahvusvahelisel aatomienergia rahuotstarbelise kasutamise teadus- ja tehnikakonverentsil (august 1955, Genf).

1958. aastal võeti kasutusele Siberi TEJ esimene etapp võimsusega 100 MW(täielik projekteerimisvõimsus 600 MW). Samal aastal hakati ehitama Belojarski tööstuslikku tuumaelektrijaama ja 26. aprillil 1964 I etapi generaatorit (plokk võimsusega 100). MW) andis voolu Sverdlovski elektrisüsteemile, 2. agregaadile võimsusega 200 MW võeti kasutusele oktoobris 1967. Iseloomulik omadus Belojarski tuumaelektrijaam - auru ülekuumenemine (kuni nõutavad parameetrid saadakse) otse tuumareaktoris, mis võimaldas sellel peaaegu ilma muudatusteta kasutada tavalisi kaasaegseid turbiine.

Septembris 1964 võeti kasutusele Novovoroneži TEJ 1. blokk võimsusega 210 MW Omahind 1 kWh elekter (kõige olulisem majandusnäitaja mis tahes elektrijaama töö) vähenes selles tuumajaamas süstemaatiliselt: see oli 1,24 kopikat. 1965. aastal 1,22 kopikat. 1966. aastal 1,18 kop. 1967. aastal 0,94 kop. 1968. aastal. Novovoroneži TEJ esimene blokk ehitati mitte ainult tööstuslikuks kasutamiseks, vaid ka näidisobjektiks, et näidata tuumaenergia võimalusi ja eeliseid, tuumaelektrijaama töökindlust ja ohutust. Novembris 1965 alustas Uljanovski oblastis Melekessis tööd surveveereaktoriga tuumaelektrijaam. "keev" tüüp mahutavusega 50 MW, reaktor on kokku pandud üheahelalise skeemi järgi, mis hõlbustab jaama paigutust. Detsembris 1969 võeti kasutusele Novovoroneži TEJ teine ​​plokk (350 MW).

Välismaal esimene tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud tuumaelektrijaam võimsusega 46 MW käivitati 1956. aastal Calder Hallis (Inglismaa).Aasta hiljem 60 võimsusega tuumaelektrijaam. MW Shippingportis (USA).

Vesijahutusega tuumareaktoriga tuumaelektrijaama skemaatiline diagramm on näidatud joonisel riis. 2 . Reaktori 1 südamikus (vt südamik) eralduv soojus eemaldatakse 1. ahela vee (jahutusvedelik (vt. Jahutusvedelik)) abil, mis pumbatakse tsirkulatsioonipumba abil läbi reaktori. 2. Reaktorist kuumutatud vesi siseneb soojusvahetisse (aurugeneraatorisse) 3, kus ta kannab reaktoris saadud soojuse üle 2. ahela veele. 2. ahela vesi aurustub aurugeneraatoris ja tekkiv aur siseneb turbiini 4.

Kõige sagedamini on tuumaelektrijaamades kasutusel 4 tüüpi termilisi neutronreaktoreid: 1) vesijahutusega reaktorid, mille moderaatoriks ja jahutusvedelikuks on tavaline vesi; 2) grafiit-vesi vesijahutusvedeliku ja grafiidimoderaatoriga; 3) raske vesi vesijahutusvedelikuga ja raske vesi moderaatorina; 4) grafiit-gaas gaasijahutusvedeliku ja grafiitmoderaatoriga.

Valdavalt kasutatava reaktoritüübi valiku määrab peamiselt kogunenud reaktoriehituse kogemus, aga ka vajalike tööstusseadmete olemasolu, toorainevarud jne. NSV Liidus peamiselt grafiit-vesi ja vesi-vesi reaktorid on ehitatud. USA tuumaelektrijaamades kasutatakse kõige laialdasemalt surveveereaktoreid. Inglismaal kasutatakse grafiitgaasireaktoreid. Kanada tuumaelektrijaamades domineerivad raskeveereaktoritega tuumajaamad.

Sõltuvalt jahutusvedeliku agregatsiooni tüübist ja olekust luuakse üks või teine ​​tuumaelektrijaamade termodünaamiline tsükkel. Termodünaamilise tsükli temperatuuri ülemise piiri valiku määravad tuumkütust sisaldavate kütuseelementide katete maksimaalne lubatud temperatuur, tuumkütuse enda lubatud temperatuur ja ka soojuskandja omadused antud tüüpi reaktor. Tuumaelektrijaamades, mille soojusreaktorit jahutatakse veega, kasutatakse tavaliselt madala temperatuuriga aurutsükleid. Gaasjahutusega reaktorid võimaldavad kasutada suhteliselt ökonoomsemaid aurutsükleid kõrgendatud algrõhu ja temperatuuriga. Tuumaelektrijaama termiline skeem on neil kahel juhul 2-ahelaline: jahutusvedelik ringleb 1. ahelas, 2. vooluring on aur-vesi. Keeva vee või kõrge temperatuuriga gaasijahutusvedelikuga reaktorites on võimalik ühe kontuuriga termotuumaelektrijaam. Keevaveereaktorites keeb vesi südamikus keema, tekkinud auru-vee segu eraldatakse ning küllastunud aur suunatakse kas otse turbiini või suunatakse eelnevalt südamikku tagasi ülekuumenemiseks ( riis. 3 ). Kõrgtemperatuurilistes grafiitgaasireaktorites on võimalik kasutada tavalist gaasiturbiini tsüklit. Reaktor toimib sel juhul põlemiskambrina.

Reaktori töö käigus väheneb järk-järgult lõhustuvate isotoopide kontsentratsioon tuumkütuses, st kütuseelemendid põlevad läbi. Seetõttu asendatakse need aja jooksul värsketega. Tuumakütuse ümberlaadimine toimub kaugjuhitavate mehhanismide ja seadmete abil. Kasutatud tuumkütuse vardad viiakse kasutatud tuumkütuse basseini ja saadetakse seejärel töötlemiseks.

Reaktor ja selle tugisüsteemid hõlmavad: reaktorit ennast koos bioloogilise kaitsega (vt Bioloogiline kaitse), soojusvahetit ja jahutusvedelikku tsirkuleerivaid pumpasid või puhuriseadmeid; tsirkulatsioonikontuuri torustikud ja liitmikud; seadmed tuumkütuse ümberlaadimiseks; spetsiaalsed süsteemid ventilatsioon, hädajahutus jne.

Sõltuvalt sellest, disain reaktoritel on iseloomulikud tunnused: surveanumareaktorites (vt. Surveanuma reaktor) asuvad kütusevardad ja moderaator anuma sees, mis kannab jahutusvedeliku täisrõhku; kanalreaktorites (vt Kanalreaktor) Jahutusvedelikuga jahutatavad kütusevardad paigaldatakse õhukeseseinalises korpuses suletud moderaatorisse läbivatesse spetsiaalsetesse torudesse-kanalitesse. Selliseid reaktoreid kasutatakse NSV Liidus (Siberi, Belojarski tuumaelektrijaamad jne).

TEJ personali kaitsmiseks kiirguse eest on reaktor ümbritsetud bioloogilise kaitsega, mille peamiseks materjaliks on betoon, vesi ja serpentiinliiv. Reaktori ahela seadmed peavad olema täielikult suletud. Jahutusvedeliku võimaliku lekke kohtade seireks on ette nähtud süsteem, rakendatakse meetmeid, et lekete ja katkestuste ilmnemine ahelas ei tooks kaasa radioaktiivseid emissioone ning TEJ ruumide ja selle ümbruse reostust. Reaktori ahela seadmed paigaldatakse tavaliselt suletud kastidesse, mis on eraldatud ülejäänud TEJ ruumidest bioloogilise kaitsega ja mida reaktori töö ajal ei hooldata. Radioaktiivne õhk ja vooluringist lekkiv väike kogus jahutusvedeliku auru eemaldatakse järelevalveta TEJ ruumidest spetsiaalse ventilatsioonisüsteemiga, millesse on ette nähtud puhastusfiltrid ja hoidlagaasihoidikud, et välistada õhusaaste võimalus. Dosimeetrilise kontrolli talitus jälgib TEJ personali kiirgusohutuse eeskirjade täitmist.

Avariide korral reaktori jahutussüsteemis tagatakse kütusevardade katete ülekuumenemise ja lekkimise vältimiseks tuumareaktsiooni kiire (mõne sekundi jooksul) mahasurumine; Hädajahutussüsteemil on sõltumatud toiteallikad.

Bioloogilise varjestuse, spetsiaalsete ventilatsiooni- ja avariijahutussüsteemide ning dosimeetrilise kontrolli teenuse olemasolu võimaldab TEJ hoolduspersonali täielikult kaitsta radioaktiivse kokkupuute kahjulike mõjude eest.

TEJ masinaruumi varustus on sarnane TPP masinaruumi seadmetega. Enamiku tuumaelektrijaamade eripäraks on suhteliselt madalate parameetritega küllastunud või kergelt ülekuumendatud auru kasutamine.

Samal ajal paigaldatakse turbiini separaatorid, et välistada erosioonikahjustused turbiini viimaste astmete labadele aurus sisalduvate niiskusosakeste poolt. Mõnikord on vaja kasutada kaugeraldajaid ja auru soojendajaid. Tulenevalt asjaolust, et jahutusvedelik ja selles sisalduvad lisandid aktiveeruvad reaktori südamiku läbimisel, peab turbiinihalli seadmete ja turbiinkondensaatori üheahelaliste tuumaelektrijaamade jahutussüsteem täielikult välistama jahutusvedeliku lekke võimaluse. . Kõrge auruparameetritega kaheahelalistes tuumaelektrijaamades selliseid nõudeid turbiinihalli seadmetele ei esitata.

Spetsiifilised nõuded TEJ seadmete paigutusele hõlmavad järgmist: radioaktiivse keskkonnaga seotud side minimaalne võimalik pikkus, reaktori vundamentide ja kandekonstruktsioonide suurenenud jäikus ning ruumide ventilatsiooni usaldusväärne korraldus. peal riis. kujutab Belojarski TEJ peahoone lõiku kanaliga grafiit-vesi reaktoriga. Reaktorisaal sisaldab: bioloogilise kaitsega reaktorit, varukütuse vardaid ja juhtimisseadmeid. Tuumaelektrijaam on paigutatud plokkpõhimõttel reaktor - turbiin. Masinaruumis asuvad turbiingeneraatorid ja neid teenindavad süsteemid. Abiseadmed ja tehase juhtimissüsteemid asuvad mootori- ja reaktorisaalide vahel.

Tuumaelektrijaama tasuvuse määravad selle peamised tehnilised näitajad: reaktori reaktori võimsus, kasutegur, südamiku energiatihedus, tuumakütuse põlemine, tuumajaama aastane installeeritud võimsuse rakendustegur. Tuumaelektrijaama võimsuse kasvuga on konkreetsed kapitaliinvesteeringud sellesse (paigaldatud maksumus kW) väheneb järsemalt kui TPP puhul. Selles peamine põhjus püüdlemine suurte tuumaelektrijaamade ehitamise poole, millel on suur agregaatide ühikuvõimsus. Tuumaelektrijaamade majandusele on tüüpiline, et kütusekomponendi osakaal toodetava elektrienergia maksumuses on 30-40% (TEP-del 60-70%). Seetõttu on suured tuumajaamad kõige levinumad tööstuspiirkondades, kus tavakütuse varu on piiratud, ja väikese võimsusega tuumaelektrijaamu raskesti ligipääsetavates või kaugemates piirkondades, näiteks küla tuumajaamades. Bilibino (jakuudi ASSR) tüüpilise üksuse elektrivõimsusega 12 MW Osa selle TEJ reaktori soojusvõimsusest (29 MW) kasutatakse kütmiseks. Lisaks elektri tootmisele kasutatakse tuumaelektrijaamu ka merevee magestamiseks. Niisiis, Ševtšenko tuumaelektrijaam (Kasahstani NSV) elektrivõimsusega 150 MW mõeldud magestamiseks (destilleerimise teel) päevas kuni 150 000 t vesi Kaspia merest.

Enamikus tööstusriikides (NSVL, USA, Inglismaa, Prantsusmaa, Kanada, FRV, Jaapan, SDV jt) suurendatakse prognooside kohaselt 1980. aastaks töötavate ja ehitatavate tuumaelektrijaamade võimsust kümnetesse. kohta Gwt. 1967. aastal avaldatud ÜRO Rahvusvahelise Aatomiagentuuri andmetel ulatub kõigi maailma tuumaelektrijaamade installeeritud võimsus 1980. aastaks 300-ni. Gwt.

Nõukogude Liit viib ellu ulatuslikku programmi suurte jõuallikate (kuni 1000 MW) termiliste neutronreaktoritega. Aastatel 1948-49 alustati tööd tööstuslike tuumaelektrijaamade kiirneutronreaktorite kallal. Selliste reaktorite füüsikalised omadused võimaldavad teostada tuumakütuse laiendatud aretamist (aretussuhe 1,3 kuni 1,7), mis võimaldab kasutada mitte ainult 235 U, vaid ka tooraineid 238 U ja 232 Th. Lisaks ei sisalda kiired neutronreaktorid moderaatorit, on suhteliselt väikese suurusega ja suure koormusega. See seletab soovi intensiivne areng kiirreaktorid NSV Liidus. Kiirreaktorite uurimiseks ehitati järjestikku eksperimentaal- ja pilootreaktoreid BR-1, BR-2, BR-Z, BR-5, BFS. Saadud kogemused viisid ülemineku mudeljaamade uurimiselt Ševtšenko ja (BN-600) tööstuslike kiirneutronite tuumaelektrijaamade (BN-350) projekteerimisele ja ehitamisele Belojarski tuumaelektrijaamas. Käimas on uurimistöö võimsate tuumajaamade reaktorite osas, näiteks Melekessi linna on ehitatud eksperimentaalne BOR-60 reaktor.

Suuri tuumaelektrijaamu ehitatakse ka mitmetes arengumaades (India, Pakistan jt).

3. rahvusvahelisel aatomienergia rahuotstarbelise kasutamise teadus- ja tehnikakonverentsil (1964, Genf) märgiti, et tuumaenergia laialdane areng on muutunud enamiku riikide jaoks võtmeprobleemiks. 7. maailma energiakonverents (MIREC-VII), mis toimus Moskvas augustis 1968, kinnitas arengusuuna valiku probleemide asjakohasust. tuumaenergia peal järgmine samm(tinglikult 1980-2000), mil tuumajaamast saab üks peamisi elektritootjaid.

Lit.: Mõned tuumaenergia küsimused. laup. Art., toim. M. A. Styrikovitš, Moskva, 1959. Kanaev A. A., Atomic Elektrijaamad, L., 1961; Kalafati D. D., Tuumaelektrijaamade termodünaamilised tsüklid, M.-L., 1963; 10 aastat maailma esimesest tuumaelektrijaamast NSV Liidus. [laup. Art.], M., 1964; Nõukogude aatomiteadus ja -tehnoloogia. [Kogumik], M., 1967; Petrosyants A. M., Meie päevade aatomienergia, M., 1968.

S. P. Kuznetsov.

Suur Nõukogude entsüklopeedia. - M.: Nõukogude entsüklopeedia. 1969-1978 .

Vaadake, mis on "Tuumajaam" teistes sõnaraamatutes:

Elektrijaam, milles tuuma- (tuuma)energia muudetakse elektrienergiaks. Tuumaelektrijaama elektrigeneraator on tuumareaktor. Sünonüümid: NPP Vaata ka: Tuumaelektrijaamad Elektrijaamad Tuumareaktorid Finantssõnavara… … Finantssõnavara

- (NPP) elektrijaam, milles tuuma- (aatomi)energia muudetakse elektrienergiaks. Tuumaelektrijaamades kasutatakse tuumareaktoris eralduvat soojust turbogeneraatorit pöörleva veeauru tootmiseks. Maailma esimene 5 MW võimsusega tuumaelektrijaam oli ... ... Suur entsüklopeediline sõnaraamat

Tuumaelektrijaam on tootmiseks mõeldud vajalike süsteemide, seadmete, seadmete ja konstruktsioonide kompleks elektrienergia. Jaam kasutab kütusena uraan-235. Tuumareaktori olemasolu eristab tuumaelektrijaamu teistest elektrijaamadest.

Tuumaelektrijaamades toimub kolm energiavormide vastastikust transformatsiooni

Tuumaenergia

läheb kuumaks

Soojusenergia

läheb mehaaniliseks

mehaaniline energia

ümber elektriliseks

1. Tuumaenergia muutub soojuseks

Jaama aluseks on reaktor - struktuurselt eraldatud maht, kuhu laaditakse tuumkütust ja kus toimub kontrollitav ahelreaktsioon. Uraan-235 on aeglaste (termiliste) neutronitega lõhustuv. Selle tulemusena vabaneb tohutul hulgal soojust.

AURUGENERAator

2. Soojusenergia muudetakse mehaaniliseks

Soojus eemaldatakse reaktori südamikust jahutusvedelikuga – selle ruumala läbiva vedela või gaasilise ainega. See soojusenergia kasutatakse veeauru tootmiseks aurugeneraatoris.

VOIMEGENERAATOR

3. Mehaaniline energia muundatakse elektrienergiaks

Auru mehaaniline energia suunatakse turbogeneraatorisse, kus see muundatakse elektrienergiaks ja läheb seejärel juhtmete kaudu tarbijateni.

Millest on tehtud tuumaelektrijaam?

Tuumaelektrijaam on hoonete kompleks, kus asub tehnoloogilised seadmed. Peahoone on peahoone, kus asub reaktorisaal. Selles on reaktor ise, tuumkütuse bassein, tankimismasin (kütuse tankimiseks), kõike seda jälgivad operaatorid alates ploki kilp kontroll (BCR).

Reaktori põhielement on aktiivne tsoon (1) . See asub betoonšahtis. Iga reaktori kohustuslikud komponendid on juhtimis- ja kaitsesüsteem, mis võimaldab läbi viia kontrollitud lõhustumise ahelreaktsiooni valitud režiimi, samuti hädakaitsesüsteem - reaktsiooni kiireks peatamiseks. hädaolukord. Kõik see on paigaldatud peahoonesse.

Samuti on teine ​​hoone, kus asub turbiinihall (2): aurugeneraatorid, turbiin ise. Järgmisena on tehnoloogilises ahelas kondensaatorid ja kõrgepingeliinid, mis ulatuvad jaama asukohast kaugemale.

Territooriumil asub hoone kasutatud tuumkütuse ümberlaadimiseks ja ladustamiseks spetsiaalsetes basseinides. Lisaks on jaamad varustatud tsirkuleeriva jahutussüsteemi elementidega - jahutustornid (3) (üles kitsenev betoontorn), jahutustiik (looduslik või kunstlikult loodud veehoidla) ja pritsbasseinid.

Mis on tuumaelektrijaamad?

Sõltuvalt reaktori tüübist võib tuumaelektrijaamadel olla 1, 2 või 3 jahutusvedeliku tööahelat. Venemaal on kõige laialdasemalt kasutusel VVER-tüüpi reaktoritega (survejahutusega jõureaktor) möödaviigu tuumaelektrijaamad.

1-aasaliste reaktoritega TUJ

1-aasaliste reaktoritega TUJ

Üheahelalist skeemi kasutatakse RBMK-1000 tüüpi reaktoritega tuumaelektrijaamades. Reaktor töötab kahe kondensatsiooniturbiini ja kahe generaatoriga plokis. Sel juhul on keevreaktor ise aurugeneraator, mis võimaldab kasutada üheahelalist skeemi. Üheahelaline skeem on suhteliselt lihtne, kuid radioaktiivsus laieneb sel juhul kõigile ploki elementidele, mis raskendab bioloogilist kaitset.

Praegu töötab Venemaal 4 üheahelalise reaktoriga tuumaelektrijaama

2-KÜLUSEGA REAKTORIGA TUJ

2-KÜLUSEGA REAKTORIGA TUJ

Kaheahelalist skeemi kasutatakse vesijahutusega VVER-tüüpi reaktoritega tuumaelektrijaamades. Survevesi juhitakse reaktori südamikusse, mida kuumutatakse. Jahutusvedeliku energiat kasutatakse aurugeneraatoris küllastunud auru moodustamiseks. Teine ahel on mitteradioaktiivne. Seade koosneb ühest 1000 MW kondensatsiooniturbiinist või kahest 500 MW turbiinist koos nendega seotud generaatoritega.

Praegu on Venemaal 5 kaheahelalise reaktoriga tuumaelektrijaama

3-aasaliste REAKTORIGA TUJJ

3-aasaliste REAKTORIGA TUJJ

Kolmeahelalist skeemi kasutatakse tuumaelektrijaamades, kus on kiirneutronreaktorid ja BN-tüüpi naatriumjahutusvedelik. Et välistada radioaktiivse naatriumi kokkupuude veega, konstrueeritakse teine ​​​​ahel mitteradioaktiivse naatriumiga. Seega osutub vooluahel kolmeahelaliseks.

Tuumaelektrijaamad on tuumarajatised, mis toodavad energiat, järgides teatud tingimustel kindlaksmääratud režiime. Nendel eesmärkidel kasutatakse projektiga määratletud territooriumi, kus tuumareaktoreid kasutatakse koos ülesannete täitmiseks vajalike süsteemide, seadmete, seadmete ja struktuuridega. Sihtülesannete täitmiseks kaasatakse spetsialiseerunud töötajad.

Kõik Venemaa tuumajaamad

Tuumaenergia ajalugu meil ja välismaal

1940. aastate teisel poolel algas töö esimese projekti loomiseks, mis hõlmas rahumeelse aatomi kasutamist elektri tootmiseks. 1948. aastal I.V. Kurtšatov tegi partei ja Nõukogude valitsuse ülesandest juhindudes ettepaneku alustada tööd aatomienergia praktilise kasutamise kallal elektri tootmiseks.

Kaks aastat hiljem, 1950. aastal, alustati Kaluga piirkonnas asuva Obninskoje küla lähedal planeedi esimese tuumaelektrijaama ehitamist. Maailma esimene tööstuslik tuumaelektrijaam, võimsusega 5 MW, käivitati 27.06.1954. Nõukogude Liidust sai esimene suurriik maailmas, kellel õnnestus aatomit rahumeelsetel eesmärkidel kasutada. Jaam avati Obninskis, mis oli selleks ajaks saanud linna staatuse.

Kuid Nõukogude teadlased ei piirdunud sellega, nad jätkasid tööd selles suunas, eriti alles neli aastat hiljem, 1958. aastal, alustati Siberi tuumaelektrijaama esimese etapi käitamist. Selle võimsus oli kordades suurem kui Obninski jaamas ja ulatus 100 MW-ni. Kuid kodumaiste teadlaste jaoks polnud see piir, kogu töö lõpetamisel oli jaama projekteeritud võimsus 600 MW.

Nõukogude Liidu avarustes omandas tuumaelektrijaamade ehitamine tol ajal tohutult. Samal aastal alustati Belojarski tuumaelektrijaama ehitamist, mille esimene etapp varustas juba 1964. aasta aprillis esimesi tarbijaid. Tuumaelektrijaamade ehituse geograafia mässis kogu riigi oma võrguga, samal aastal käivitati Voroneži tuumajaama esimene blokk, selle võimsus oli 210 MW, teine ​​blokk käivitati viis aastat hiljem 1969. , mille võimsus oli 365 MW. tuumajaamade ehitusbuum ei raugenud kogu nõukogude aja jooksul. Uued jaamad või juba ehitatud lisaüksused käivitati mitmeaastaste intervallidega. Nii sai Leningrad juba 1973. aastal oma tuumaelektrijaama.

Nõukogude riik polnud aga ainus maailmas, kes suutis selliseid projekte juhtida. Ühendkuningriigis ei uinunud nad samuti ja, mõistes selle suuna väljavaateid, uurisid seda küsimust aktiivselt. Vaid kaks aastat hiljem, pärast jaama avamist Obninskis, käivitasid britid oma projekti rahumeelse aatomi arendamiseks. 1956. aastal käivitasid britid Calder-Halli linnas oma jaama, mille võimsus ületas Nõukogude oma ja ulatus 46 MW-ni. Mitte maha jäänud teisel pool Atlandi ookeani, aasta hiljem käivitasid ameeriklased Shippingporti jaama pidulikult. Käitise võimsus oli 60 MW.

Rahumeelse aatomi areng oli aga täis varjatud ohte, millest peagi sai teada kogu maailm. Esimene märk oli 1979. aastal toimunud suurõnnetus Three Mile Islandil, kuid pärast seda toimus katastroof, mis tabas kogu maailma, Nõukogude Liitu, väikelinn Tšernobõli oli ulatuslik katastroof, see juhtus 1986. aastal. Tragöödia tagajärjed olid korvamatud, kuid peale selle pani see asjaolu kogu maailma mõtlema tuumaenergia rahumeelse kasutamise otstarbekuse üle.

Selle tööstuse maailma tipptegijad mõtlevad tõsiselt tuumarajatiste ohutuse parandamisele. Tulemuseks oli asutamiskogu, mis korraldati 15. mail 1989 Nõukogude pealinnas. Assamblee otsustas luua Maailma Assotsiatsiooni, mis peaks hõlmama kõiki tuumaelektrijaamade operaatoreid, selle üldtunnustatud lühend on WANO. Organisatsioon jälgib oma programmide elluviimise käigus süstemaatiliselt tuumaelektrijaamade ohutustaseme tõusu maailmas. Kuid hoolimata kõigist tehtud pingutustest ei pea ka kõige moodsamad ja esmapilgul turvalisena tunduvad objektid stiihiate pealetungi vastu. Just endogeense katastroofi tõttu, mis väljendus maavärina ja sellele järgnenud tsunami näol, juhtus 2011. aastal Fukushima-1 jaamas õnnetus.

Aatomi elektrikatkestus

TEJ klassifikatsioon

Tuumaelektrijaamu liigitatakse kahe kriteeriumi järgi, milleks on nende toodetava energia tüüp ja reaktorite tüüp. Sõltuvalt reaktori tüübist määratakse toodetava energia hulk, ohutuse tase ja ka see, millist toorainet jaamas kasutatakse.

Vastavalt energia tüübile, mida jaamad toodavad, jagunevad need kahte tüüpi:

Nende põhiülesanne on elektrienergia tootmine.

Tuumasoojuselektrijaamad. Tulenevalt sinna paigaldatud soojusjaamadest, kasutades soojuskadu, mis on jaamas vältimatud, muutub võimalikuks võrguvee soojendamine. Seega toodavad need jaamad lisaks elektrile ka soojusenergiat.

Pärast paljude võimaluste uurimist jõudsid teadlased järeldusele, et kõige ratsionaalsemad on nende kolm sorti, mida praegu kasutatakse kogu maailmas. Need erinevad mitmel viisil:

1. Kasutatud kütus;
2. Rakendatud jahutusvedelikud;
3. Südamikud, mida kasutatakse vajaliku temperatuuri säilitamiseks;
4. Moderaatori tüüp, mis määrab lagunemise käigus vabanevate neutronite kiiruse vähenemise, mis on nii vajalik ahelreaktsiooni toetamiseks.

Kõige tavalisem tüüp on reaktor, mis kasutab kütusena rikastatud uraani. Jahutusvedeliku ja moderaatorina kasutatakse siin tavalist või lahjat vett. Selliseid reaktoreid nimetatakse kergeks veeks, neid on kahte tüüpi. Esimeses genereeritakse turbiinide pööramiseks kasutatav aur aktiivses tsoonis, mida nimetatakse keeva vee reaktoriks. Teises toimub auru teke välisahelas, mis on soojusvahetite ja aurugeneraatorite kaudu ühendatud primaarahelaga. Seda reaktorit hakati välja töötama eelmise sajandi viiekümnendatel aastatel, nende aluseks olid USA armee programmid. Samal ajal, umbes samal ajal, töötas Sojuz välja keeva vee reaktori, milles grafiidist varras toimis moderaatorina.

Just seda tüüpi moderaatoriga reaktoritüüp on praktikas rakendust leidnud. Me räägime gaasijahutusega reaktorist. Selle ajalugu algas neljakümnendate lõpus, XX sajandi viiekümnendate alguses, algselt kasutati seda tüüpi väljatöötamist tuumarelvade tootmisel. Sellega seoses sobivad selle jaoks kahte tüüpi kütust, need on relvade kvaliteediga plutoonium ja looduslik uraan.

Viimane projekt, millega kaasnes äriline edu, on saanud reaktor, kus jahutusvedelikuna kasutatakse rasket vett, kütusena meile juba tuttavat looduslikku uraani. Esialgu projekteerisid sellised reaktorid mitmed riigid, kuid selle tulemusel koondus nende tootmine Kanadasse, mis on põhjuseks, miks selles riigis leidub tohutuid uraanimaardlaid.

Tooriumi tuumajaamad – tulevikuenergia?

Tuumareaktoritüüpide täiustamise ajalugu

Planeedi esimese tuumaelektrijaama reaktor oli väga mõistlik ja elujõuline konstruktsioon, mis jaama pikaajalise ja veatu töö käigus ka tõestas. Selle koostisosade hulgas olid:

1. külgmine veekaitse;
2. müüritise korpus;
3. ülemine kate;
4. kokkupandav kollektor;
5. kütusekanal;
6. ülemine plaat;
7. grafiidist müüritis;
8. alumine plaat;
9. jaotuskollektor.

TVEL-i voodri ja tehnoloogiliste kanalite põhiliseks konstruktsioonimaterjaliks valiti roostevaba teras, tollal ei teatud tsirkooniumisulamitest, mis võiksid sobida tööks 300°C temperatuuril. Sellise reaktori jahutamine viidi läbi veega, kusjuures rõhk, mille all seda toideti, oli 100 at. Sel juhul eraldus aur temperatuuriga 280°C, mis on üsna mõõdukas parameeter.

Tuumareaktori kanalid olid projekteeritud nii, et neid oli võimalik täielikult asendada. See on tingitud ressursi piiratusest, mis on tingitud kütuse kulumisest tegevustsoonis. Projekteerijad ei leidnud põhjust eeldada, et kiiritatavas tegevuspiirkonnas asuvad konstruktsioonimaterjalid suudavad kogu oma ressursi välja töötada, nimelt umbes 30 aastat.

Mis puutub TVEL-i disaini, siis otsustati kasutada ühepoolse jahutusmehhanismiga torukujulist versiooni

See vähendas tõenäosust, et kütuseelemendi rikke korral satuvad ahelasse lõhustumisproduktid. TVEL-katte temperatuuri reguleerimiseks kasutati uranolübdeenisulamist kütuse koostist, mis oli terade kujul, mis oli hajutatud sooja vee maatriksi abil. Sel viisil töödeldud tuumkütus võimaldas saada väga töökindlaid kütuseelemente. võimeline töötama suure termilise koormuse korral.

Kurikuulus Tšernobõli tuumajaam võib olla eeskujuks rahumeelse tuumatehnoloogia arendamise järgmisest ringist. Sel ajal peeti selle ehitamisel kasutatud tehnoloogiaid kõige arenenumateks ja reaktoritüüpi kõige kaasaegsemaks maailmas. Jutt käib RBMK-1000 reaktorist.

Ühe sellise reaktori soojusvõimsus ulatus 3200 MW-ni, sel on aga kaks turbogeneraatorit, mille elektrivõimsus ulatub 500 MW-ni, seega ühe jõuallika elektrivõimsus on 1000 MW. RBMK kütusena kasutati rikastatud uraandioksiidi. Algolekus enne protsessi algust sisaldab üks tonn sellist kütust umbes 20 kg kütust, nimelt uraani - 235. Uraandioksiidi statsionaarsel laadimisel reaktorisse on aine mass 180 tonni.

Kuid laadimisprotsess ei ole hulgi, reaktorisse pannakse kütuseelemendid, mis on meile juba TVEL-ile hästi teada. Tegelikult on need torud, mille valmistamiseks kasutatakse tsirkooniumisulamit. Sisuna sisaldavad need silindrilise kujuga uraandioksiidi tablette. Reaktori tegevustsoonis on need paigutatud kütusesõlmedesse, millest igaüks ühendab 18 kütuseelementi.

Sellises reaktoris on kuni 1700 sellist komplekti ja need asetatakse grafiitmüüritisse, kus on spetsiaalselt selleks otstarbeks projekteeritud vertikaalse kujuga tehnoloogilised kanalid. Just neis ringleb jahutusvedelik, mille rolli RMBC-s mängib vesi. Veekeeris tekib kokkupuutel tsirkulatsioonipumpadega, mida on kaheksa tükki. Reaktor asub šahti sees ja graafiline müüritis paikneb 30 mm paksuses silindrilises korpuses. Kogu aparaadi tugi on betoonalus, mille all on bassein - mullitaja, mis aitab õnnetuse lokaliseerida.

Kolmanda põlvkonna reaktorid kasutavad rasket vett

Mille põhielement on deuteerium. Kõige tavalisem disain kannab nime CANDU, see töötati välja Kanadas ja seda kasutatakse laialdaselt üle maailma. Selliste reaktorite südamik asub horisontaalasendis ja silindrilised mahutid täidavad küttekambri rolli. Kütusekanal ulatub läbi kogu küttekambri, igal neist kanalitest on kaks kontsentrilist toru. Seal on välimised ja sisemised torud.

Sisetorus on kütus jahutusvedeliku rõhu all, mis võimaldab reaktorit töötamise ajal täiendavalt tankida. Moderaatorina kasutatakse rasket vett valemiga D20. Suletud tsükli ajal pumbatakse vett läbi kütusepakke sisaldava reaktori torude. Tuuma lõhustumise tulemusena eraldub soojust.

Jahutustsükkel raske vee kasutamisel seisneb aurugeneraatorite läbimises, kus raske vee eralduvast soojusest keeb tavaline vesi, mille tulemusena tekib kõrgsurveaur. See jaotatakse tagasi reaktorisse, mille tulemuseks on suletud jahutustsükkel.

Seda teed mööda toimus maailma eri riikides kasutusel olnud ja kasutusel olevate tuumareaktoritüüpide samm-sammult täiustamine.