ЗХУ-ын анхны атомын цахилгаан станц. Атомын цахилгаан станц бий болсон түүх. Атомын цахилгаан станцын байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө

Цөмийн цахилгаан станц (АЦС)

атомын (цөмийн) энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг цахилгаан станц. Атомын цахилгаан станцын эрчим хүчний үүсгүүр нь атомын реактор(Цөмийн реакторыг үзнэ үү). Зарим хүнд элементийн цөмийг задлах гинжин урвалын үр дүнд реакторт ялгарч буй дулааныг ердийн дулааны цахилгаан станцын нэгэн адил цахилгаан болгон хувиргадаг (Дулааны цахилгаан станцыг үзнэ үү) (ДЦС). Атомын цахилгаан станцууд нь чулуужсан түлшээр ажилладаг дулааны цахилгаан станцуудаас ялгаатай нь цөмийн түлшээр ажилладаг (Цөмийн түлшийг үзнэ үү) (гол төлөв 233 U, 235 U. 239 Pu). 1-ийг хуваах үед Гуран эсвэл плутонийн изотопууд 22500 ялгарсан кВт h,Энэ нь 2800-д агуулагдах энергитэй тэнцэнэ кгстандарт түлш. Цөмийн түлшний дэлхийн эрчим хүчний нөөц (уран, плутони гэх мэт) нь байгалийн чулуужсан түлшний нөөцөөс (газрын тос, нүүрс, Байгалийн хийгэх мэт). Энэ нь хурдацтай өсөн нэмэгдэж буй түлшний хэрэгцээг хангах өргөн боломжийг нээж өгч байна. Үүнээс гадна дэлхийн хэмжээнд нүүрс, газрын тосны хэрэглээний хэмжээ байнга нэмэгдэж байгааг харгалзан үзэх шаардлагатай. химийн үйлдвэр, дулааны цахилгаан станцуудын ноцтой өрсөлдөгч болж байна. Органик түлшний шинэ ордууд нээгдэж, түүнийг үйлдвэрлэх аргыг боловсронгуй болгож байгаа хэдий ч дэлхий даяар түүний өртөг нэмэгдэх хандлагатай байна. Энэ нь чулуужсан түлшний нөөц багатай орнуудын хувьд хамгийн хүнд нөхцөлийг бүрдүүлдэг. Хэрэгцээ нь ойлгомжтой хурдацтай хөгжилдэлхийн хэд хэдэн аж үйлдвэрийн орнуудын эрчим хүчний балансад аль хэдийн чухал байр суурийг эзэлдэг цөмийн эрчим хүч.

Туршилтын зориулалттай дэлхийн анхны атомын цахилгаан станц ( будаа. 1 ) хүч 5МВт

ЗХУ-д 1954 оны 6-р сарын 27-нд Обнинск хотод хөөргөсөн. Үүнээс өмнө атомын цөмийн энергийг үндсэндээ цэргийн зориулалтаар ашигладаг байсан. Анхны атомын цахилгаан станц ашиглалтад орсноор эрчим хүчний шинэ чиглэл нээгдэж, Атомын энергийг энх тайвны зорилгоор ашиглах олон улсын шинжлэх ухаан, техникийн 1-р бага хуралд (1955 оны 8-р сар, Женев) хүлээн зөвшөөрөгдсөн. ) хүч 5 1958 онд Сибирийн АЦС-ын 100 хүчин чадалтай 1-р шат ) хүч 5(нийт зураг төслийн хүчин чадал 600 ) хүч 5). Мөн онд Белоярскийн аж үйлдвэрийн атомын цахилгаан станцын барилгын ажил эхэлсэн бөгөөд 1964 оны 4-р сарын 26-нд 1-р шатны генератор (100 хүчин чадалтай нэгж) ) хүч 5 1967 оны аравдугаар сард ашиглалтад орсон. Онцлог шинж чанарБелоярскийн АЦС - уурын хэт халалт (шаардлагатай параметрүүдийг олж авах хүртэл) цөмийн реакторт шууд хийгдсэн нь орчин үеийн ердийн турбинуудыг бараг ямар ч өөрчлөлтгүйгээр ашиглах боломжтой болгосон.

1964 оны 9-р сард 1-р нэгжийг ашиглалтад оруулсан Нововоронежийн АЦСхүч 210 МВтЗардал 1 кВт.ццахилгаан (хамгийн чухал эдийн засгийн үзүүлэлталиваа цахилгаан станцын ажил) энэ атомын цахилгаан станцад системтэйгээр буурсан: энэ нь 1.24 копейк болжээ. 1965 онд 1.22 копейк. 1966 онд 1.18 копейк. 1967 онд 0.94 копейк. 1968 онд Нововоронежийн АЦС-ын анхны блок нь зөвхөн үйлдвэрлэлийн зориулалтаар баригдаад зогсохгүй цөмийн эрчим хүчний чадавхи, давуу тал, АЦС-ын найдвартай байдал, аюулгүй байдлыг харуулах загвар байгууламж болгон бүтээгдсэн. 1965 оны 11-р сард Ульяновск мужийн Мелекесс хотод усан хөргөлттэй реактор бүхий атомын цахилгаан станц ашиглалтад оров (Усан хөргөлттэй реакторыг үзнэ үү) 50-ийн багтаамжтай "буцалгах" төрөл МВт,Реакторыг нэг хэлхээний дизайны дагуу угсарч, станцын зохион байгуулалтыг хөнгөвчилдөг. 1969 оны 12-р сард Нововоронежийн АЦС-ын хоёр дахь блок (350 ) хүч 5).

Гадаадад 46 хүчин чадалтай үйлдвэрийн зориулалттай анхны атомын цахилгаан станц ) хүч 5 1956 онд Калдер Холл (Англи)-д нэг жилийн дараа 60 хүчин чадалтай атомын цахилгаан станц ашиглалтад оров ) хүч 5 Shippingport (АНУ).

Усан хөргөлттэй цөмийн реактор бүхий атомын цахилгаан станцын бүдүүвч диаграммыг зурагт үзүүлэв. будаа. 2 . 1-р реакторын цөмд ялгарсан дулааныг (Цөмийг харна уу) 1-р хэлхээний усаар (хөргөлтийн шингэнийг (хөргөлтийн шингэнийг үзнэ үү)) авдаг бөгөөд энэ нь эргэлтийн насосоор реактороор дамждаг. 2. Реактороос халсан ус дулаан солилцуур руу ордог (уурын генератор) 3, реакторт олж авсан дулааныг 2-р хэлхээний ус руу шилжүүлдэг. 2-р хэлхээний ус уур үүсгүүрт ууршиж, үүссэн уур нь турбин руу ордог. 4.

Атомын цахилгаан станцуудад ихэвчлэн 4 төрлийн дулааны нейтроны реакторыг ашигладаг: 1) зохицуулагч ба хөргөлтийн бодис болгон энгийн устай ус-усны реакторууд; 2) графит-усны хөргөлтийн болон бал чулуу зохицуулагчтай ус; 3) ус хөргөх бодис бүхий хүнд ус, зохицуулагчийн хувьд хүнд ус; 4) хийн хөргөлтийн болон бал чулуу зохицуулагчтай бал чулуу-хий.

Голдуу ашиглагддаг реакторын төрлийг сонгохдоо реакторын барилгын ажилд хуримтлуулсан туршлага, түүнчлэн шаардлагатай үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, түүхий эдийн нөөц гэх мэтээр тодорхойлогддог.ЗХУ-д голчлон бал чулуу-ус, усан хөргөлттэй реакторууд байдаг. баригдаж байна. АНУ-ын атомын цахилгаан станцуудад даралтат усны реакторыг хамгийн өргөн ашигладаг. Графит хийн реакторыг Англид ашигладаг. Канадын цөмийн эрчим хүчний салбарт хүнд усны реактор бүхий атомын цахилгаан станцууд зонхилдог.

Атомын цахилгаан станцын нэг буюу өөр термодинамикийн мөчлөгийг хөргөх шингэний төрөл, дүүргэгчийн төлөв байдлаас хамааран бий болгодог. Термодинамикийн мөчлөгийн температурын дээд хязгаарыг сонгохдоо цөмийн түлш агуулсан түлшний элементүүдийн (түлшний элементийг үзнэ үү) (түлшний элемент) бүрхүүлийн зөвшөөрөгдөх дээд температур, цөмийн түлшний зөвшөөрөгдөх температур, түүнчлэн тухайн төрлийн реакторт тохирсон хөргөлтийн шингэний шинж чанар. Дулааны реакторыг усаар хөргөдөг атомын цахилгаан станцуудад ихэвчлэн бага температурт уурын циклийг ашигладаг. Хийн хөргөлттэй реакторууд нь анхны даралт, температур нэмэгдсэн уурын эргэлтийг харьцангуй хэмнэлттэй ашиглах боломжийг олгодог. Энэ хоёр тохиолдолд атомын цахилгаан станцын дулааны хэлхээ нь 2 хэлхээтэй: хөргөлтийн шингэн нь 1-р хэлхээнд, уурын усны хэлхээ нь 2-р хэлхээнд эргэлддэг. Буцалж буй ус эсвэл өндөр температурт хийн хөргөлттэй реакторын тусламжтайгаар нэг хэлхээтэй дулааны атомын цахилгаан станц боломжтой. Буцалж буй усны реакторуудад ус нь цөмд буцалж, үүссэн уур-усны хольцыг салгаж, ханасан уурыг турбин руу шууд илгээдэг, эсвэл хэт халахын тулд эхлээд цөм рүү буцаадаг ( будаа. 3 ). Өндөр температурт бал чулуу-хийн реакторуудад ердийн хийн турбины эргэлтийг ашиглах боломжтой. Энэ тохиолдолд реактор нь шаталтын камерын үүрэг гүйцэтгэдэг.

Реакторын үйл ажиллагааны явцад цөмийн түлш дэх задралын изотопуудын концентраци аажмаар буурч, өөрөөр хэлбэл түлшний саваа шатдаг. Тиймээс цаг хугацаа өнгөрөхөд тэдгээрийг шинэхэнээр солино. Цөмийн түлшийг алсын удирдлагатай механизм, төхөөрөмж ашиглан дахин цэнэглэдэг. Ашигласан түлшний савааг ашигласан түлшний сан руу шилжүүлж, дараа нь дахин боловсруулахад илгээдэг.

Реактор болон түүний үйлчилгээний системд: биологийн хамгаалалттай реактор өөрөө (Биологийн хамгаалалтыг үзнэ үү), дулаан солилцогч, хөргөлтийн бодисыг эргэлдүүлдэг насос эсвэл хий үлээгч төхөөрөмж; дамжуулах хоолой ба эргэлтийн хэлхээний холбох хэрэгсэл; цөмийн түлшийг дахин цэнэглэх төхөөрөмж; тусгай системүүд агааржуулалт, яаралтай хөргөлт гэх мэт.

-аас хамааран дизайнреакторууд нь өвөрмөц онцлогтой: савны реакторуудад (Савын реакторыг үзнэ үү) түлшний саваа ба зохицуулагч нь хөргөлтийн шингэний бүрэн даралтыг даах савны дотор байрладаг; сувгийн реакторуудад (Сувгийн реакторыг үзнэ үү) хөргөлтийн шингэнээр хөргөсөн түлшний саваа нь нимгэн ханатай бүрхүүлд хаалттай, зохицуулагч руу нэвтэрдэг тусгай сувгийн хоолойд суурилуулсан. Ийм реакторыг ЗХУ-д (Сибирийн, Белоярскийн атомын цахилгаан станц гэх мэт) ашигладаг.

Атомын цахилгаан станцын ажилчдыг цацрагийн хордлогоос хамгаалахын тулд реакторыг биологийн хамгаалалтаар хүрээлдэг бөгөөд гол материал нь бетон, ус, могой элс юм. Реакторын хэлхээний төхөөрөмжийг бүрэн битүүмжилсэн байх ёстой. Атомын цахилгаан станцын байр болон ойр орчмын бүсийг цацраг идэвхт ялгаруулалт, бохирдуулахгүйн тулд хэлхээнд алдагдсан, тасалдсан тохиолдолд хөргөлтийн шингэн алдагдсан газруудыг хянах системээр хангагдсан; Реакторын хэлхээний төхөөрөмжийг ихэвчлэн биологийн хамгаалалтаар АЦС-ын бусад байрнаас тусгаарласан, реакторын ашиглалтын явцад засвар үйлчилгээ хийдэггүй битүүмжилсэн хайрцагт суурилуулдаг. Хэлхээнээс гоожиж байгаа цацраг идэвхт агаар, бага хэмжээний хөргөлтийн уурыг атомын цахилгаан станцын хараа хяналтгүй өрөөнөөс тусгай агааржуулалтын системээр зайлуулж, цэвэрлэх шүүлтүүр, хийн савыг суурилуулсан. агаарын бохирдлын. АЦС-ын ажилтнууд цацрагийн аюулгүй байдлын дүрмийг дагаж мөрдөж байгаа эсэхийг дозиметрийн хяналтын алба хянадаг.

Реакторын хөргөлтийн системд осол гарсан тохиолдолд түлшний саваа бүрхүүлийн битүүмжлэл, хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд цөмийн урвалыг хурдан (хэдхэн секундын дотор) дарах; Яаралтай хөргөлтийн систем нь бие даасан эрчим хүчний эх үүсвэртэй.

Биологийн хамгаалалт, тусгай агааржуулалт, яаралтай хөргөлтийн систем, цацрагийн хяналтын үйлчилгээ байгаа нь АЦС-ын ажилчдыг цацраг идэвхт цацрагийн хортой нөлөөллөөс бүрэн хамгаалах боломжийг олгодог.

Атомын цахилгаан станцын турбины өрөөний тоног төхөөрөмж нь дулааны цахилгаан станцын турбины өрөөний төхөөрөмжтэй төстэй. Ихэнх атомын цахилгаан станцуудын нэг онцлог шинж чанар нь харьцангуй бага үзүүлэлттэй, ханасан эсвэл бага зэрэг хэт халсан уурыг ашиглах явдал юм.

Энэ тохиолдолд турбины сүүлийн шатны ирийг ууранд агуулагдах чийгийн тоосонцороор элэгдэлд оруулахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд турбинд тусгаарлах төхөөрөмжийг суурилуулсан. Заримдаа алсын тусгаарлагч болон завсрын уурын хэт халаагчийг ашиглах шаардлагатай байдаг. Реакторын цөмөөр дамжин өнгөрөх хөргөлтийн бодис, түүнд агуулагдах хольцууд идэвхждэг тул нэг хэлхээтэй атомын цахилгаан станцын турбины өрөөний төхөөрөмж, турбин конденсаторын хөргөлтийн системийн дизайны шийдэл нь хөргөлтийн шингэн алдагдах боломжийг бүрэн арилгах ёстой. . Өндөр уурын параметр бүхий хоёр хэлхээтэй атомын цахилгаан станцуудад турбины өрөөний тоног төхөөрөмжид ийм шаардлага тавьдаггүй.

Атомын цахилгаан станцын тоног төхөөрөмжийн зохион байгуулалтад тавигдах тусгай шаардлагад дараахь зүйлс орно: цацраг идэвхт бодистой холбоотой харилцааны боломжит хамгийн бага урт, реакторын суурь ба даацын байгууламжийн хатуу байдлыг нэмэгдүүлэх, байрны агааржуулалтыг найдвартай зохион байгуулах. Асаалттай будаа. Сувгийн бал чулуу-усны реактор бүхий Белоярскийн АЦС-ын үндсэн барилгын хэсгийг харуулав. Реакторын танхимд биологийн хамгаалалт, нөөц түлшний саваа, хяналтын төхөөрөмж бүхий реактор байрладаг. Атомын цахилгаан станцыг реактор-турбин блокийн зарчмын дагуу тохируулсан. Турбин генераторууд болон тэдгээрийн үйлчилгээний системүүд нь турбины өрөөнд байрладаг. Хөдөлгүүр ба реакторын өрөөнүүдийн хооронд туслах төхөөрөмж, үйлдвэрийн хяналтын системүүд байрладаг.

Атомын цахилгаан станцын үр ашгийг түүний техникийн үндсэн үзүүлэлтүүдээр тодорхойлдог: реакторын нэгж хүчин чадал, үр ашиг, цөмийн эрчим хүчний эрчимжилт, цөмийн түлшний шаталт, атомын цахилгаан станцын суурилагдсан хүчин чадлыг жилийн ашиглалтын түвшин. Атомын цахилгаан станцын хүчин чадал нэмэгдэхийн хэрээр түүнд тодорхой хөрөнгийн хөрөнгө оруулалт (суулгасан өртөг кВт) дулааны цахилгаан станцынхаас илүү огцом буурч байна. Тэр нь гол шалтгаантом нэгж эрчим хүчний нэгж бүхий томоохон атомын цахилгаан станц барих хүсэл. Атомын цахилгаан станцуудын эдийн засгийн хувьд үйлдвэрлэсэн цахилгааны өртөгт түлшний бүрэлдэхүүн хэсгийн эзлэх хувь 30-40% (дулааны цахилгаан станцуудад 60-70%) байдаг нь ердийн зүйл юм. Тиймээс томоохон атомын цахилгаан станцууд нь аж үйлдвэржсэн бүс нутагт хамгийн түгээмэл байдаг хязгаарлагдмал хангамжердийн түлш, бага чадалтай атомын цахилгаан станцууд - хүрэхэд хэцүү эсвэл алслагдсан газруудад, жишээлбэл, тосгон дахь атомын цахилгаан станц. Билибино (Якутын Автономит Зөвлөлт Социалист Бүгд Найрамдах Улс) 12 стандартын цахилгаан эрчим хүч МВтЭнэ атомын цахилгаан станцын реакторын дулааны эрчим хүчний нэг хэсэг (29 ) хүч 5) дулаан хангамжид зарцуулагддаг. Атомын цахилгаан станцыг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхээс гадна далайн усыг давсгүйжүүлэхэд ашигладаг. Ийнхүү Шевченкогийн АЦС (Казах ССР) 150 цахилгаан хүчин чадалтай. ) хүч 5өдөрт 150,000 хүртэл давсгүйжүүлэх (нэрэх аргаар) зориулагдсан ТКаспийн тэнгисийн ус.

Ихэнх аж үйлдвэржсэн орнуудад (ЗХУ, АНУ, Англи, Франц, Канад, Герман, Япон, Зүүн Герман гэх мэт) урьдчилсан мэдээгээр 1980 он гэхэд одоо байгаа болон баригдаж буй атомын цахилгаан станцуудын хүчин чадал хэдэн арван болж нэмэгдэнэ. Gvt. 1967 онд хэвлэгдсэн НҮБ-ын Олон улсын атомын агентлагийн мэдээлснээр 1980 он гэхэд дэлхийн бүх атомын цахилгаан станцын суурилагдсан хүчин чадал 300-д хүрнэ. Gvt.

Зөвлөлт Холбоот Улс томоохон эрчим хүчний нэгжийг (1000 хүртэл) ашиглалтад оруулах өргөн хүрээтэй хөтөлбөрийг хэрэгжүүлж байна ) хүч 5) дулааны нейтрон реактортой. 1948-49 онд аж үйлдвэрийн атомын цахилгаан станцын хурдан нейтрон реакторын ажил эхэлсэн. Ийм реакторуудын физик шинж чанар нь цөмийн түлшийг (1.3-аас 1.7 хүртэлх нөхөн үржихүйн хүчин зүйл) өргөтгөх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь зөвхөн 235 U төдийгүй 238 U, 232 Th түүхий эдийг ашиглах боломжийг олгодог. Түүнчлэн, хурдан нейтрон реакторууд нь зохицуулагчгүй, харьцангуй жижиг хэмжээтэй, их ачаалалтай байдаг. Энэ нь хүслийг тайлбарлаж байна эрчимтэй хөгжилЗХУ-д хурдан реакторууд. Хурдан реакторын судалгаанд зориулж BR-1, BR-2, BR-Z, BR-5, BFS зэрэг туршилтын болон туршилтын реакторуудыг дараалан барьсан. Хуримтлагдсан туршлага нь загвар станцын судалгаанаас Шевченко дахь (BN-350) болон Белоярскийн АЦС-д (BN-600) үйлдвэрлэлийн хурдан нейтрон атомын цахилгаан станцуудыг зохион бүтээх, барихад шилжихэд хүргэсэн. Хүчирхэг атомын цахилгаан станцын реакторуудын судалгаа хийгдэж байна, жишээлбэл, Мелекесс хотод BOR-60 туршилтын реактор баригдсан.

Томоохон атомын цахилгаан станцууд мөн хөгжиж буй хэд хэдэн оронд (Энэтхэг, Пакистан гэх мэт) баригдаж байна.

Атомын энергийг энх тайвны зорилгоор ашиглах олон улсын шинжлэх ухаан, техникийн III бага хурлын үеэр (1964, Женев) цөмийн эрчим хүчийг өргөнөөр хөгжүүлэх нь ихэнх улс орны хувьд тулгамдсан асуудал болоод байгааг тэмдэглэв. 1968 оны 8-р сард Москвад болсон Дэлхийн эрчим хүчний 7-р бага хурал (WIREC-VII) нь цөмийн энергийн хөгжлийн чиглэлийг сонгоход тулгарч буй асуудлуудын ач холбогдлыг баталжээ. дараагийн шат(харьцангуй 1980-2000 он), атомын цахилгаан станц цахилгаан эрчим хүчний гол үйлдвэрлэгчдийн нэг болох үед.

Лит.:Цөмийн энергийн зарим асуудал. Бямба. Урлаг, ред. M. A. Styrikovich, M., 1959; Канаев А.А., Атом цахилгаан станцууд, Л., 1961; Калафати Д.Д., Термодинамикийн мөчлөг атомын цахилгаан станцууд, М.-Л., 1963; ЗХУ-ын дэлхийн анхны атомын цахилгаан станцын 10 жил. [Сан. Урлаг], М., 1964; Зөвлөлтийн атомын шинжлэх ухаан, технологи. [Цуглуулга], М., 1967; Петросянц А.М., Бидний үеийн атомын энерги, М., 1968 он.

С.П.Кузнецов.

Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. 1969-1978 .

Бусад толь бичгүүдээс "Атомын цахилгаан станц" гэж юу болохыг харна уу.

Атомын (цөмийн) энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг цахилгаан станц. Атомын цахилгаан станцын эрчим хүчний генератор нь цөмийн реактор юм. Ижил нэр: Цөмийн цахилгаан станц Мөн үзнэ үү: Цөмийн цахилгаан станц Цахилгаан станц Цөмийн реактор Санхүүгийн толь бичиг… … Санхүүгийн толь бичиг

- Цөмийн (цөмийн) энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг (АЦС) цахилгаан станц. Атомын цахилгаан станцад цөмийн реакторт ялгарах дулааныг турбин генераторыг эргүүлэх усны уур үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Дэлхийн хамгийн анхны 5 МВт-ын хүчин чадалтай атомын цахилгаан станц нь... ... Том нэвтэрхий толь бичиг

Атомын цахилгаан станц - үйлдвэрлэлд зориулагдсан шаардлагатай систем, төхөөрөмж, тоног төхөөрөмж, байгууламжийн цогцолбор цахилгаан эрчим хүч. Тус станц уран-235-ыг түлш болгон ашигладаг. Цөмийн реактор байгаа нь атомын цахилгаан станцуудыг бусад цахилгаан станцуудаас ялгадаг.

Атомын цахилгаан станцуудад эрчим хүчний гурван хэлбэрийг харилцан хувиргадаг

Цөмийн эрчим хүч

халуунд ордог

Дулааны энерги

механик руу ордог

Механик энерги

цахилгаан болгон хувиргасан

1. Цөмийн энерги нь дулааны энерги болж хувирдаг

Станцын үндэс нь реактор юм - цөмийн түлшийг ачиж, хяналттай гинжин урвал явагддаг бүтцийн хувьд хуваарилагдсан эзэлхүүн. Уран-235 нь удаан (дулааны) нейтроноор хуваагддаг. Үүний үр дүнд асар их хэмжээний дулаан ялгардаг.

УУРЫН ГЕНЕРАТОР

2. Дулааны энерги нь механик энерги болж хувирдаг

Халаалтыг реакторын цөмөөс хөргөлтийн шингэн буюу түүний эзэлхүүнээр дамждаг шингэн эсвэл хийн бодисоор зайлуулдаг. Энэ дулааны энергиуурын генераторт усны уур гаргахад ашигладаг.

ЦАХИЛГААН ГЕНЕРАТОР

3. Механик энерги нь цахилгаан энерги болж хувирдаг

Уурын механик энерги нь турбогенератор руу чиглэж, цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргаж, дараа нь утсаар дамжуулж хэрэглэгчдэд хүргэдэг.

Атомын цахилгаан станц юунаас бүрддэг вэ?

Атомын цахилгаан станц нь орон сууцны цогцолбор юм технологийн тоног төхөөрөмж. Гол барилга нь реакторын танхим байрладаг гол барилга юм. Энэ нь реактор өөрөө, цөмийн түлш хөргөх усан сан, дахин ачаалах машин (түлшийг дахин цэнэглэх зориулалттай) байрладаг бөгөөд бүгдийг нь операторууд хянадаг. блок бамбайхяналтын өрөө (хяналтын өрөө).

Реакторын гол элемент нь идэвхтэй бүс (1) юм. Энэ нь бетонон босоо аманд байрладаг. Аливаа реакторын зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг нь хяналттай хуваагдлын гинжин урвалын сонгосон горимыг бий болгох боломжийг олгодог хяналтын болон хамгаалалтын систем, түүнчлэн хэрэв урвалыг хурдан зогсоох онцгой байдлын хамгаалалтын систем юм. онцгой байдал. Энэ бүгдийг үндсэн барилгад суурилуулсан.

Мөн турбины танхим (2) байрладаг хоёр дахь барилга байдаг: уурын генераторууд, турбин өөрөө. Дараа нь технологийн гинжин хэлхээний дагуу конденсаторууд болон станцын талбайгаас давсан өндөр хүчдэлийн шугамууд байдаг.

Тус нутаг дэвсгэр дээр ашигласан цөмийн түлшийг тусгай усан санд дахин цэнэглэх, хадгалах зориулалттай барилга байдаг. Нэмж дурдахад станцууд нь эргэлтийн хөргөлтийн системийн элементүүдээр тоноглогдсон - хөргөх цамхаг (3) (дээд талд нь нарийссан бетон цамхаг), хөргөх цөөрөм (байгалийн усан сан эсвэл зохиомлоор бий болгосон) болон шүршигч усан сангууд.

Ямар төрлийн атомын цахилгаан станцууд байдаг вэ?

Атомын цахилгаан станц нь реакторын төрлөөс хамааран 1, 2, 3 хөргөлтийн хэлхээтэй байж болно. Орос улсад хамгийн өргөн тархсан нь VVER төрлийн реактор (усаар хөргөлттэй цахилгаан реактор) бүхий хоёр хэлхээтэй атомын цахилгаан станцууд юм.

1 ХЭЛХЭЭТ РЕАКТОРТОЙ АЦС

1 ХЭЛХЭЭТ РЕАКТОРТОЙ АЦС

Нэг хэлхээний схемийг RBMK-1000 төрлийн реактор бүхий атомын цахилгаан станцуудад ашигладаг. Реактор нь конденсацийн хоёр турбин, хоёр генератор бүхий блокт ажилладаг. Энэ тохиолдолд буцалж буй реактор нь өөрөө уурын генератор бөгөөд нэг хэлхээний хэлхээг ашиглах боломжтой болгодог. Нэг хэлхээний хэлхээ нь харьцангуй энгийн боловч энэ тохиолдолд цацраг идэвхит бодис нь нэгжийн бүх элементүүдэд тархдаг бөгөөд энэ нь биологийн хамгаалалтыг хүндрүүлдэг.

Одоогийн байдлаар ОХУ-д нэг хэлхээтэй реактор бүхий 4 атомын цахилгаан станц ажиллаж байна

2 ХЭЛХЭГТ РЕАКТОРТОЙ АЦС

2 ХЭЛХЭГТ РЕАКТОРТОЙ АЦС

Давхар хэлхээний схемийг VVER төрлийн даралтат усны реактор бүхий атомын цахилгаан станцуудад ашигладаг. Усыг даралтын дор реакторын цөмд нийлүүлж, халаана. Хөргөлтийн энерги нь ханасан уур үүсгэхийн тулд уурын генераторт ашиглагддаг. Хоёр дахь хэлхээ нь цацраг идэвхт биш юм. Уг төхөөрөмж нь 1000 МВт-ын конденсацийн нэг турбин эсвэл холбогдох генераторуудтай 500 МВт-ын хоёр турбинаас бүрдэнэ.

Одоогийн байдлаар ОХУ-д давхар хэлхээтэй реактор бүхий 5 атомын цахилгаан станц ажиллаж байна

3 ХЭЛХЭЭТ РЕАКТОРТОЙ АЦС

3 ХЭЛХЭЭТ РЕАКТОРТОЙ АЦС

Гурван хэлхээний схемийг BN төрлийн натрийн хөргөлттэй хурдан нейтрон реактор бүхий атомын цахилгаан станцуудад ашигладаг. Цацраг идэвхт натри устай холбогдохоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд цацраг идэвхт бус натри бүхий хоёр дахь хэлхээг байгуулна. Тиймээс хэлхээ нь гурван хэлхээтэй болж хувирдаг.

Атомын цахилгаан станцууд нь тодорхой нөхцөлд тодорхой горимыг хадгалахын зэрэгцээ эрчим хүч үйлдвэрлэдэг цөмийн байгууламж юм. Эдгээр зорилгоор цөмийн реакторыг шаардлагатай систем, төхөөрөмж, тоног төхөөрөмж, бүтэцтэй хослуулан, даалгасан даалгаврыг биелүүлэхийн тулд төслөөр тодорхойлсон нутаг дэвсгэрийг ашигладаг. Зорилтот даалгавруудыг хэрэгжүүлэхийн тулд мэргэшсэн ажилтнуудыг татан оролцуулдаг.

Орос дахь бүх атомын цахилгаан станцууд

Манай улсын болон гадаадад цөмийн энергийн түүх

40-өөд оны хоёрдугаар хагаст цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхийн тулд энх тайвны атомыг ашиглах анхны төслийг бий болгох ажил эхэлжээ. 1948 онд I.V. Курчатов нам, Зөвлөлт засгийн газрын зааврыг удирдлага болгон атомын энергийг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд бодитоор ашиглах ажлыг эхлүүлэх саналыг дэвшүүлэв.

Хоёр жилийн дараа буюу 1950 онд Калуга мужид байрлах Обнинское тосгоноос холгүйхэн манай гаригийн анхны атомын цахилгаан станцын барилгын ажил эхэлсэн. 1954 оны 6-р сарын 27-нд 5 МВт хүчин чадалтай дэлхийн анхны аж үйлдвэрийн атомын цахилгаан станцыг ашиглалтад оруулсан. Зөвлөлт Холбоот Улс атомыг энхийн зорилгоор ашигласан дэлхийн анхны гүрэн болсон. Тухайн үед хотын статусыг хүлээн авсан Обнинск хотод станц нээгдэв.

Гэхдээ Зөвлөлтийн эрдэмтэд үүгээр зогссонгүй, энэ чиглэлээр үргэлжлүүлэн ажиллав, ялангуяа 1958 онд Сибирийн АЦС-ын эхний шатыг ажиллуулж эхлэв. Түүний хүч нь Обнинск дахь станцаас хэд дахин их байсан бөгөөд 100 МВт байв. Гэхдээ дотоодын эрдэмтдийн хувьд энэ нь бүх ажил дууссаны дараа хязгаар биш байсан бөгөөд станцын дизайны хүчин чадал 600 МВт байв.

ЗХУ-ын өргөн уудам нутагт атомын цахилгаан станц барих нь тухайн үед асар том хэмжээтэй байсан. Мөн онд Белоярскийн атомын цахилгаан станцын барилгын ажил эхэлсэн бөгөөд эхний шат нь 1964 оны 4-р сард анхны хэрэглэгчдийг хангасан. Атомын цахилгаан станцын барилгын газарзүй нь тухайн онд бүхэл бүтэн улс орныг хамарсан, атомын цахилгаан станцын эхний блокыг Воронеж хотод ажиллуулж, түүний хүчин чадал 210 МВт, хоёр дахь блок нь таван жилийн дараа ашиглалтад орсон; 1969 онд 365 МВт-ын хүчин чадалтай. Атомын цахилгаан станцын бүтээн байгуулалт Зөвлөлтийн үед ч намжаагүй. Шинэ станцууд эсвэл аль хэдийн баригдсан станцуудын нэмэлт нэгжүүд хэдэн жилийн зайтай нээгдэв. Тиймээс аль хэдийн 1973 онд өөрийн атомын цахилгаан станц, Ленинградыг хүлээн авсан.

Гэсэн хэдий ч Зөвлөлт засгийн газар ийм төслүүдийг боловсруулж чадсан цорын ганц зүйл биш юм. Их Британид тэд бас унтаагүй бөгөөд энэ нутгийн амлалтыг ухамсарлаж, энэ асуудлыг идэвхтэй судалжээ. Хоёрхон жилийн дараа, Обнинск хотод станц нээгдсэний дараа Британичууд энх тайвны атомыг хөгжүүлэх өөрсдийн төслийг эхлүүлсэн. 1956 онд Калдер Холл хотод британичууд өөрсдийн станцыг ажиллуулж, эрчим хүч нь Зөвлөлтийн үеийнхээс давж, 46 МВт болжээ. Тэд Атлантын далайгаас хоцорсонгүй, жилийн дараа америкчууд Шиппортод станцаа ашиглалтад оруулав. Уг байгууламжийн хүчин чадал 60 МВт байсан.

Гэсэн хэдий ч энх тайван атомын хөгжил нь далд аюул заналхийллээр дүүрэн байсан бөгөөд үүнийг дэлхий нийт удалгүй мэдсэн. Эхний шинж тэмдэг нь 1979 онд Гурван миль аралд болсон томоохон осол байсан боловч үүний дараа бүх дэлхийг, ЗХУ-д сүйрүүлсэн. жижиг хот 1986 онд Чернобылд томоохон хэмжээний гамшиг болсон. Эмгэнэлт явдлын үр дагавар нөхөж баршгүй байсан ч үүнээс гадна энэ баримт нь цөмийн энергийг энхийн зорилгоор ашиглах боломжийн талаар дэлхий нийтийг бодоход хүргэв.

Энэ салбарын дэлхийн удирдагчид цөмийн байгууламжийн аюулгүй байдлыг сайжруулах талаар нухацтай бодож байна. Үүний үр дүнд 1989 оны 5-р сарын 15-нд Зөвлөлтийн нийслэлд зохион байгуулагдсан үүсгэн байгуулагчдын хурал болов. Ассемблей нь бүх атомын цахилгаан станцын операторуудыг багтаах ёстой Дэлхийн холбоог байгуулахаар шийдсэн бөгөөд нийтээр хүлээн зөвшөөрсөн товчлол нь WANO юм. Тус байгууллага хөтөлбөрөө хэрэгжүүлэх явцад дэлхийн хэмжээнд атомын цахилгаан станцуудын аюулгүй байдлын түвшинг дээшлүүлэхэд системтэй хяналт тавьдаг. Гэсэн хэдий ч бүх хүчин чармайлтыг үл харгалзан хамгийн орчин үеийн, анх харахад аюулгүй мэт санагдах объектууд ч гэсэн элементүүдийн довтолгоог тэсвэрлэж чадахгүй. 2011 онд Фукушима-1 станцад газар хөдлөлт, цунами хэлбэрээр илэрч байсан эндоген гамшгийн улмаас осол гарсан.

Атомын уналт

АЦС-ын ангилал

Атомын цахилгаан станцуудыг үйлдвэрлэх эрчим хүчний төрөл, реакторын төрөл гэсэн хоёр шалгуураар ангилдаг. Реакторын төрлөөс хамааран үйлдвэрлэсэн эрчим хүчний хэмжээ, аюулгүй байдлын түвшин, түүнчлэн станцад ямар түүхий эд ашиглаж байгааг тодорхойлдог.

Станцуудын үйлдвэрлэдэг эрчим хүчний төрлөөс хамааран тэдгээрийг хоёр төрөлд хуваадаг.

Тэдний гол үүрэг бол цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх явдал юм.

Атомын дулааны цахилгаан станц.Тэнд суурилуулсан дулааны байгууламжийн улмаас ашиглаж дулааны алдагдал, станцад зайлшгүй шаардлагатай бол шугам сүлжээний усыг халаах боломжтой болно. Тиймээс эдгээр станцууд цахилгаанаас гадна дулааны эрчим хүч үйлдвэрлэдэг.

Эрдэмтэд олон сонголтыг судалж үзээд хамгийн оновчтой нь дэлхий даяар ашиглагдаж байгаа гурван сорт гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Тэд хэд хэдэн арга замаар ялгаатай:

1. Ашигласан түлш;
2. Ашигласан хөргөлтийн бодис;
3. Шаардлагатай температурыг хадгалахын тулд ажилладаг идэвхтэй бүсүүд;
4. Гинжин урвалыг дэмжихэд зайлшгүй шаардлагатай, задралын үед ялгардаг нейтроны хурдыг бууруулдаг нэг төрлийн зохицуулагч.

Хамгийн түгээмэл төрөл бол баяжуулсан ураныг түлш болгон ашигладаг реактор юм. Энд энгийн эсвэл хөнгөн усыг хөргөгч, зохицуулагч болгон ашигладаг. Ийм реакторыг хөнгөн усны реактор гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээрийн хоёр төрөл байдаг. Эхнийх нь турбиныг эргүүлэхэд ашигладаг уур нь буцалж буй усны реактор гэж нэрлэгддэг цөмд үүсдэг. Хоёрдугаарт, уурын формац нь гаднах хэлхээнд үүсдэг бөгөөд энэ нь дулаан солилцуур ба уурын генератороор дамжуулан эхний хэлхээнд холбогдсон байдаг. Энэхүү реакторыг өнгөрсөн зууны 50-аад онд боловсруулж эхэлсэн бөгөөд тэдний үндэс нь АНУ-ын армийн хөтөлбөр байв. Үүний зэрэгцээ, ойролцоогоор ижил хугацаанд Холбоо буцалж буй реакторыг бүтээсэн бөгөөд үүнд бал чулуун саваа зохицуулагчийн үүрэг гүйцэтгэсэн.

Энэ төрлийн зохицуулагчтай реактор нь практикт хэрэглэгдэх болсон. Бид хийн хөргөлттэй реакторын тухай ярьж байна. Түүний түүх 20-р зууны дөчөөд оны сүүл, тавин оны эхээр эхэлсэн бөгөөд энэ төрлийн бүтээн байгуулалтыг цөмийн зэвсэг үйлдвэрлэхэд ашиглаж байжээ. Үүнтэй холбогдуулан зэвсгийн зориулалттай плутони ба байгалийн уран гэсэн хоёр төрлийн түлш тохиромжтой.

Хамгийн сүүлд дагалдаж байсан төсөл арилжааны амжилт, хүнд усыг хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг реактор болж, бидэнд аль хэдийн танил болсон байгалийн ураныг түлш болгон ашигладаг. Эхэндээ хэд хэдэн улс ийм реакторыг зохион бүтээсэн боловч эцэст нь тэдний үйлдвэрлэл Канадад төвлөрсөн нь тус улсад ураны асар их орд газруудтай холбоотой юм.

Ториумын атомын цахилгаан станц - ирээдүйн эрчим хүч?

Цөмийн реакторын төрлийг сайжруулсан түүх

Манай гараг дээрх анхны атомын цахилгаан станцын реактор нь маш боломжийн, амьдрах чадвартай загвар байсан нь станцын олон жилийн өө сэвгүй үйл ажиллагааны явцад батлагдсан юм. Түүний дунд бүрдүүлэгч элементүүдонцолсон:

1. хажуугийн усны хамгаалалт;
2. өрлөгийн бүрээс;
3. дээд давхарт;
4. цуглуулах олон талт;
5. түлшний суваг;
6. дээд хавтан;
7. бал чулуун өрлөг;
8. доод хавтан;
9. түгээлтийн олон талт.

Зэвэрдэггүй ган нь түлшний саваа бүрхүүл, технологийн сувгийн үндсэн бүтцийн материалаар сонгогдсон бөгөөд 300 ° C-ийн температурт ажиллахад тохиромжтой шинж чанартай цирконы хайлшийн талаар ямар ч мэдлэггүй байсан; Ийм реакторыг хөргөх ажлыг усаар хийсэн бөгөөд түүнийг нийлүүлэх даралт нь 100 хэм байв. Энэ тохиолдолд 280 градусын температуртай уурыг гаргасан бөгөөд энэ нь нэлээд дунд зэргийн үзүүлэлт юм.

Цөмийн реакторын сувгуудыг бүрэн сольж болохуйцаар зохион бүтээсэн. Энэ нь түлшний үйл ажиллагааны бүсэд үлдэх хугацаагаар тодорхойлогддог нөөцийн хязгаарлалттай холбоотой юм. Загвар зохион бүтээгчид цацрагийн дор үйл ажиллагааны бүсэд байрлах бүтцийн материал нь ашиглалтын бүхэл бүтэн хугацааг, тухайлбал 30 орчим жил дуусна гэж хүлээх үндэслэл олдсонгүй.

TVEL-ийн дизайны хувьд нэг талын хөргөлтийн механизмтай хоолойн хувилбарыг ашиглахаар шийдсэн

Энэ нь түлшний саваа гэмтсэн тохиолдолд задралын бүтээгдэхүүн хэлхээнд орох магадлалыг бууруулсан. Түлшний элементийн бүрхүүлийн температурыг зохицуулахын тулд уран-молибдений хайлшийн түлшний найрлагыг ашигласан бөгөөд энэ нь бүлээн усны матрицаар тархсан үр тариа хэлбэртэй байв. Ийм аргаар боловсруулсан цөмийн түлш нь өндөр найдвартай түлшний саваа авах боломжтой болсон. өндөр дулааны ачаалалд ажиллах чадвартай байсан.

Энхийн цөмийн технологийг хөгжүүлэх дараагийн шатны жишээ бол Чернобылийн атомын цахилгаан станц байж болно. Тухайн үед түүний бүтээн байгуулалтад ашигласан технологи нь хамгийн дэвшилтэт, реакторын төрөл нь дэлхийн хамгийн орчин үеийн гэж тооцогддог байв. Бид RBMK-1000 реакторын тухай ярьж байна.

Ийм нэг реакторын дулааны хүчин чадал 3200 МВт хүрсэн бол цахилгаан нь 500 МВт хүрдэг хоёр турбогенератортой тул нэг эрчим хүчний нэгж нь 1000 МВт цахилгаантай байна. Баяжуулсан ураны давхар ислийг RBMK-ийн түлш болгон ашигласан. Процесс эхлэхээс өмнөх анхны төлөвт ийм түлшний нэг тонн нь ойролцоогоор 20 кг түлш, тухайлбал уран - 235. Ураны давхар ислийг реактор руу тогтмол ачаалахад бодисын масс 180 тонн байна.

Гэхдээ ачих үйл явц нь бидний сайн мэддэг түлшний элементүүдийг реакторт байрлуулсан байдаг. Үндсэндээ эдгээр нь цирконы хайлшаар хийгдсэн хоолой юм. Агуулгын хувьд тэдгээр нь цилиндр хэлбэртэй ураны давхар ислийн шахмалуудыг агуулдаг. Реакторын үйл ажиллагааны бүсэд тэдгээрийг түлшний угсралтад байрлуулсан бөгөөд тус бүр нь 18 түлшний саваа нэгтгэдэг.

Ийм реакторт 1700 хүртэл ийм угсралт байдаг бөгөөд тэдгээрийг графит янданд байрлуулж, босоо технологийн суваг нь эдгээр зорилгоор тусгайлан хийгдсэн байдаг. Тэдгээрийн дотор хөргөлтийн бодис эргэлддэг бөгөөд RMBK-д ус үүрэг гүйцэтгэдэг. Усны эргүүлэг нь эргэлтийн насосны нөлөөн дор үүсдэг бөгөөд үүнээс найм байдаг. Реактор нь босоо амны дотор байрладаг бөгөөд график өрлөг нь 30 мм зузаантай цилиндр хэлбэртэй бүрхүүлд байрладаг. Бүхэл бүтэн аппаратын тулгуур нь бетонон суурь бөгөөд доор нь усан сан байдаг бөгөөд энэ нь ослыг нутагшуулах зориулалттай бөмбөлөг юм.

Гурав дахь үеийн реакторууд нь хүнд ус хэрэглэдэг

Үүний гол элемент нь дейтерий юм. Хамгийн түгээмэл загварыг CANDU гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь Канадад боловсруулагдсан бөгөөд дэлхий даяар өргөн хэрэглэгддэг. Ийм реакторын цөм нь хэвтээ байрлалд байрладаг бөгөөд халаалтын камерын үүргийг цилиндр савнууд гүйцэтгэдэг. Түлшний суваг нь халаалтын камерыг бүхэлд нь хамардаг бөгөөд эдгээр суваг тус бүр нь хоёр төвлөрсөн хоолойтой байдаг. Гаднах болон дотоод хоолой байдаг.

Дотор хоолойд түлш нь хөргөлтийн даралтын дор байдаг бөгөөд энэ нь үйл ажиллагааны явцад реакторыг нэмэлт цэнэглэх боломжийг олгодог. Д20 томьёотой хүнд усыг удаашруулагч болгон ашигладаг. Хаалттай циклийн үед түлшний багц агуулсан реакторын хоолойгоор ус шахдаг. Цөмийн хуваагдал нь дулааныг үүсгэдэг.

Хүнд ус ашиглах үед хөргөх мөчлөг нь уурын генератороор дамжин өнгөрөхөөс бүрддэг бөгөөд хүнд уснаас үүссэн дулаанаас энгийн ус буцалж, улмаар өндөр даралтын дор гарч ирдэг уур үүсдэг. Энэ нь реактор руу буцаж тархаж, хөргөлтийн хаалттай циклийг бий болгодог.

Энэ замаар дэлхийн янз бүрийн улс орнуудад ашиглагдаж байсан цөмийн реакторуудын төрлийг үе шаттайгаар сайжруулсан.