โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกในสหภาพโซเวียต ประวัติความเป็นมาของการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ผลกระทบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีต่อสิ่งแวดล้อม

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (สถานีพลังงานนิวเคลียร์)

โรงไฟฟ้าซึ่งพลังงานปรมาณู (นิวเคลียร์) ถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือ เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู(ดูเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์). ความร้อนที่ปล่อยออกมาในเครื่องปฏิกรณ์อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาลูกโซ่ของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันของธาตุหนักบางชนิดจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้า เช่นเดียวกับในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั่วไป ต่างจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ (ดูเชื้อเพลิงนิวเคลียร์) (ส่วนใหญ่ 233 U, 235 U. 239 Pu) เมื่อหาร 1 Gไอโซโทปของยูเรเนียมหรือพลูโทเนียม 22,500 กิโลวัตต์ ชม,ซึ่งเทียบเท่ากับพลังงานที่มีอยู่ใน2800 กิโลกรัมเชื้อเพลิงตามเงื่อนไข เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแหล่งพลังงานของโลกสำหรับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ (ยูเรเนียม พลูโทเนียม ฯลฯ) เกินกว่าแหล่งพลังงานของเชื้อเพลิงสำรองตามธรรมชาติ (น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ ฯลฯ) อย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้เปิดโอกาสในวงกว้างเพื่อตอบสนองความต้องการเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ จำเป็นต้องคำนึงถึงปริมาณการใช้ถ่านหินและน้ำมันที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีของเศรษฐกิจโลก อุตสาหกรรมเคมีซึ่งกำลังกลายเป็นคู่แข่งสำคัญของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน แม้จะมีการค้นพบแหล่งเชื้อเพลิงอินทรีย์ใหม่และการปรับปรุงวิธีการผลิต แต่ก็มีแนวโน้มในโลกที่จะพิจารณาถึงต้นทุนที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้สร้างเงื่อนไขที่ยากที่สุดสำหรับประเทศที่มีเชื้อเพลิงฟอสซิลสำรองอย่างจำกัด ความต้องการที่ชัดเจน การพัฒนาอย่างรวดเร็ว พลังงานนิวเคลียร์ซึ่งครองตำแหน่งที่โดดเด่นในสมดุลพลังงานของประเทศอุตสาหกรรมหลายแห่งของโลกแล้ว

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกเพื่อวัตถุประสงค์นำร่อง ( ข้าว. หนึ่ง ) ด้วยกำลัง 5 MWเปิดตัวในสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 27 มิถุนายน พ.ศ. 2497 ในเมืองออบนินสค์ ก่อนหน้านี้ พลังงานของนิวเคลียสของอะตอมถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารเป็นหลัก การเปิดตัวโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกเป็นการเปิดทิศทางใหม่ในด้านพลังงาน ซึ่งได้รับการยอมรับในการประชุมทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคระหว่างประเทศว่าด้วยการใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติ (สิงหาคม 1955 ที่เจนีวา)

ในปีพ. ศ. 2501 เวทีแรกของไซบีเรียนพีพีถูกนำไปใช้งานด้วยความจุ100 MW(ความจุการออกแบบเต็มรูปแบบ 600 MW). ในปีเดียวกันนั้นการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อุตสาหกรรม Beloyarsk เริ่มขึ้นและในวันที่ 26 เมษายน 2507 เครื่องกำเนิดของขั้นตอนที่ 1 (หน่วยที่มีความจุ 100) MW) ให้กระแสไฟแก่ระบบพลังงาน Sverdlovsk หน่วยที่ 2 ที่มีความจุ200 MWเข้าประจำการในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2510 คุณสมบัติที่โดดเด่น Beloyarsk NPP - ความร้อนสูงเกินไปของไอน้ำ (จนกว่าจะได้พารามิเตอร์ที่ต้องการ) โดยตรงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งทำให้สามารถใช้กังหันสมัยใหม่ธรรมดากับมันได้เกือบจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงใด ๆ

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2507 หน่วยที่ 1 ของ Novovoronezh NPP ถูกนำไปใช้งานด้วยความจุ 210 MWราคาต้นทุน 1 กิโลวัตต์ชั่วโมงไฟฟ้า (ที่สำคัญที่สุด ตัวบ่งชี้ทางเศรษฐกิจการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าใด ๆ ) ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งนี้ลดลงอย่างเป็นระบบ: มีจำนวน 1.24 kopecks ในปี 1965, 1.22 kopecks ในปี 1966, 1.18 kop. ในปี 1967 0.94 kop. ในปี พ.ศ. 2511 หน่วยแรกของ Novovoronezh NPP ถูกสร้างขึ้นไม่เพียง แต่สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังเป็นสถานที่สาธิตเพื่อแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้และข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์ ความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของการดำเนินงาน NPP ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2508 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์แรงดันน้ำได้เริ่มดำเนินการใน Melekess ภูมิภาค Ulyanovsk แบบ "ต้ม" ความจุ 50 เมกะวัตต์เครื่องปฏิกรณ์ประกอบขึ้นตามรูปแบบวงจรเดียวซึ่งอำนวยความสะดวกในการจัดวางของสถานี ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2512 หน่วยที่สองของ Novovoronezh NPP ถูกนำไปใช้งาน (350 MW).

ในต่างประเทศ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมที่มีกำลังการผลิต46 MWได้เริ่มดำเนินการในปี พ.ศ. 2499 ที่ Calder Hall (อังกฤษ) หนึ่งปีต่อมา โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีความจุ 60 หน่วย MWในชิปปิ้งพอร์ต (สหรัฐอเมริกา)

แผนผังของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบระบายความร้อนด้วยน้ำแสดงใน ข้าว. 2 . ความร้อนที่ปล่อยออกมาในแกนกลาง (ดูแกน) ของเครื่องปฏิกรณ์ 1 ถูกนำออกไปโดยน้ำ (น้ำหล่อเย็น (ดูน้ำหล่อเย็น)) ของวงจรที่ 1 ซึ่งถูกสูบผ่านเครื่องปฏิกรณ์โดยปั๊มหมุนเวียน 2. น้ำร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์เข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (เครื่องกำเนิดไอน้ำ) 3, โดยจะถ่ายเทความร้อนที่ได้รับในเครื่องปฏิกรณ์ไปยังน้ำของวงจรที่ 2 น้ำจากวงจรที่ 2 ระเหยในเครื่องกำเนิดไอน้ำ และไอน้ำที่ได้จะเข้าสู่กังหัน 4.

ส่วนใหญ่มักใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อน 4 ประเภทในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์: 1) เครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำโดยใช้น้ำธรรมดาเป็นตัวหน่วงและสารหล่อเย็น; 2) กราไฟท์-น้ำพร้อมน้ำหล่อเย็นและโมเดอเรเตอร์กราไฟท์ 3) น้ำหนักน้ำหล่อเย็นและน้ำหนักเป็นผู้ดูแล; 4) กราไฟท์-แก๊สพร้อมสารหล่อเย็นแก๊สและตัวหน่วงกราไฟท์

การเลือกประเภทเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้เป็นส่วนใหญ่นั้นพิจารณาจากประสบการณ์ที่สั่งสมมาในการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์เป็นหลัก เช่นเดียวกับความพร้อมของอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่จำเป็น วัตถุดิบสำรอง ฯลฯ ในสหภาพโซเวียต เครื่องปฏิกรณ์กราไฟท์-น้ำและน้ำ-น้ำส่วนใหญ่ในสหภาพโซเวียต ถูกสร้างขึ้น ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของสหรัฐฯ เครื่องปฏิกรณ์แรงดันน้ำใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด เครื่องปฏิกรณ์แก๊สแกรไฟต์ใช้ในอังกฤษ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในแคนาดาถูกครอบงำโดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์น้ำหนัก

ขึ้นอยู่กับชนิดและสถานะของการรวมตัวของสารหล่อเย็น หนึ่งหรือวงจรอุณหพลศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะถูกสร้างขึ้น ทางเลือกของขีด จำกัด อุณหภูมิสูงสุดของวัฏจักรอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดโดยอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตของการหุ้มขององค์ประกอบเชื้อเพลิงที่มีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ อุณหภูมิที่อนุญาตของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เอง และโดยคุณสมบัติของตัวกลางถ่ายเทความร้อนที่ใช้สำหรับ เครื่องปฏิกรณ์ประเภทที่กำหนด ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์ความร้อนซึ่งถูกทำให้เย็นลงด้วยน้ำ มักจะใช้วัฏจักรไอน้ำที่อุณหภูมิต่ำ เครื่องปฏิกรณ์ที่ระบายความร้อนด้วยแก๊สช่วยให้สามารถใช้รอบไอน้ำที่ค่อนข้างประหยัดกว่าด้วยแรงดันและอุณหภูมิเริ่มต้นที่เพิ่มขึ้น รูปแบบการระบายความร้อนของ NPP ในทั้งสองกรณีนี้ดำเนินการแบบ 2 วงจร: น้ำหล่อเย็นหมุนเวียนในวงจรที่ 1 วงจรที่ 2 คือไอน้ำ ในเครื่องปฏิกรณ์ที่มีน้ำเดือดหรือสารหล่อเย็นก๊าซที่อุณหภูมิสูง สามารถใช้ NPP ความร้อนแบบวงเดียวได้ ในเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด น้ำจะเดือดในแกนกลาง ส่วนผสมของไอน้ำกับน้ำที่ได้จะถูกแยกออกจากกัน และไอน้ำอิ่มตัวจะถูกส่งไปยังกังหันโดยตรงหรือส่งกลับคืนไปยังแกนกลางเพื่อให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ( ข้าว. 3 ). ในเครื่องปฏิกรณ์แก๊สแกรไฟต์ที่อุณหภูมิสูง สามารถใช้วงจรกังหันก๊าซแบบธรรมดาได้ เครื่องปฏิกรณ์ในกรณีนี้ทำหน้าที่เป็นห้องเผาไหม้

ในระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ ความเข้มข้นของไอโซโทปฟิชไซล์ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะค่อยๆ ลดลง กล่าวคือ องค์ประกอบของเชื้อเพลิงเผาไหม้ออก ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปพวกมันจะถูกแทนที่ด้วยของใหม่ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ถูกบรรจุใหม่โดยใช้กลไกและอุปกรณ์ที่ควบคุมจากระยะไกล แท่งเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วจะถูกโอนไปยังแหล่งเชื้อเพลิงใช้แล้วและส่งไปแปรรูป

เครื่องปฏิกรณ์และระบบสนับสนุนประกอบด้วย: เครื่องปฏิกรณ์เองที่มีการป้องกันทางชีวภาพ (ดู การป้องกันทางชีวภาพ) เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและปั๊มหรือเครื่องเป่าลมที่หมุนเวียนสารหล่อเย็น ท่อและข้อต่อของวงจรหมุนเวียน อุปกรณ์สำหรับบรรจุเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ระบบพิเศษ การระบายอากาศ การระบายความร้อนฉุกเฉิน ฯลฯ

ขึ้นอยู่กับ ออกแบบเครื่องปฏิกรณ์มีลักษณะเด่น: ในเครื่องปฏิกรณ์ถังแรงดัน (ดู. เครื่องปฏิกรณ์ถังแรงดัน) แท่งเชื้อเพลิงและตัวหน่วงจะอยู่ภายในถังซึ่งรับแรงดันเต็มที่ของสารหล่อเย็น; ในเครื่องปฏิกรณ์แบบช่องสัญญาณ (ดูเครื่องปฏิกรณ์แบบช่องสัญญาณ) แท่งเชื้อเพลิงที่หล่อเย็นด้วยสารหล่อเย็นถูกติดตั้งในท่อพิเศษ-ช่องสัญญาณที่เจาะเข้าไปในตัวหน่วงซึ่งอยู่ในปลอกหุ้มที่มีผนังบาง เครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวใช้ในสหภาพโซเวียต (ไซบีเรีย, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Beloyarsk ฯลฯ )

เพื่อป้องกันบุคลากรของ NPP จากการได้รับรังสี เครื่องปฏิกรณ์ถูกล้อมรอบด้วยการป้องกันทางชีวภาพ ซึ่งเป็นวัสดุหลัก ได้แก่ คอนกรีต น้ำ และทรายคดเคี้ยว อุปกรณ์วงจรเครื่องปฏิกรณ์ต้องปิดสนิท จัดให้มีระบบสำหรับตรวจสอบสถานที่ที่อาจเกิดการรั่วของสารหล่อเย็นได้มีการใช้มาตรการเพื่อให้การปรากฏตัวของการรั่วไหลและการแตกหักในวงจรไม่นำไปสู่การปล่อยกัมมันตภาพรังสีและมลพิษของสถานที่ NPP และบริเวณโดยรอบ อุปกรณ์ของวงจรเครื่องปฏิกรณ์มักจะติดตั้งในกล่องสุญญากาศ ซึ่งแยกออกจากส่วนอื่น ๆ ของสถานที่ NPP โดยการป้องกันทางชีวภาพและจะไม่ให้บริการระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ อากาศกัมมันตภาพรังสีและไอสารหล่อเย็นจำนวนเล็กน้อยอันเนื่องมาจากการรั่วไหลของวงจรจะถูกลบออกจากสถานที่ NPP แบบอัตโนมัติโดยระบบระบายอากาศพิเศษซึ่งมีตัวกรองการทำให้บริสุทธิ์และที่ยึดก๊าซเพื่อขจัดความเป็นไปได้ที่จะเกิดมลภาวะในชั้นบรรยากาศ บริการควบคุมปริมาณรังสีจะตรวจสอบการปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยของรังสีโดยบุคลากรของ NPP

ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุในระบบทำความเย็นของเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและการรั่วไหลของเปลือกหุ้มแท่งเชื้อเพลิง จะมีการระงับปฏิกิริยานิวเคลียร์อย่างรวดเร็ว (ภายในไม่กี่วินาที) ระบบทำความเย็นฉุกเฉินมีแหล่งพลังงานอิสระ

ความพร้อมใช้งานของการป้องกันทางชีวภาพ การระบายอากาศพิเศษ และระบบทำความเย็นฉุกเฉิน และบริการควบคุมปริมาณรังสีทำให้สามารถปกป้องเจ้าหน้าที่บำรุงรักษา NPP ได้อย่างสมบูรณ์จากผลกระทบที่เป็นอันตรายของการสัมผัสกัมมันตภาพรังสี

อุปกรณ์ของห้องเครื่อง NPP จะเหมือนกับอุปกรณ์ของห้องเครื่อง TPP ลักษณะเด่นของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่คือการใช้ไอน้ำที่มีพารามิเตอร์ค่อนข้างต่ำ อิ่มตัวหรือร้อนจัดเล็กน้อย

ในเวลาเดียวกัน เพื่อแยกความเสียหายจากการกัดเซาะของใบพัดในขั้นตอนสุดท้ายของกังหันด้วยอนุภาคของความชื้นที่มีอยู่ในไอน้ำ ตัวแยกจะถูกติดตั้งในกังหัน บางครั้งจำเป็นต้องใช้ตัวแยกระยะไกลและเครื่องทำความร้อนด้วยไอน้ำ เนื่องจากสารหล่อเย็นและสารเจือปนที่บรรจุอยู่ภายในนั้นถูกกระตุ้นเมื่อผ่านแกนเครื่องปฏิกรณ์ การออกแบบอุปกรณ์โถงกังหันและระบบทำความเย็นของคอนเดนเซอร์กังหันของ NPP แบบวงเดียวต้องแยกความเป็นไปได้ของการรั่วไหลของน้ำหล่อเย็นออกอย่างสมบูรณ์ . ที่ NPP แบบสองวงจรที่มีพารามิเตอร์ไอน้ำสูง ข้อกำหนดดังกล่าวไม่ได้กำหนดไว้ในอุปกรณ์ของโถงกังหัน

ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการจัดวางอุปกรณ์ NPP ได้แก่ ความยาวขั้นต่ำของการสื่อสารที่เกี่ยวข้องกับสื่อกัมมันตภาพรังสี ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นของฐานรากและโครงสร้างรับน้ำหนักของเครื่องปฏิกรณ์ และการจัดระบบระบายอากาศในห้องที่เชื่อถือได้ บน ข้าว. แสดงส่วนของอาคารหลักของ Beloyarsk NPP พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบช่องสัญญาณไฟท์-น้ำ ห้องโถงเครื่องปฏิกรณ์ประกอบด้วย: เครื่องปฏิกรณ์ที่มีการป้องกันทางชีวภาพ แท่งเชื้อเพลิงสำรอง และอุปกรณ์ควบคุม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ถูกจัดเรียงตามเครื่องปฏิกรณ์หลักบล็อก - กังหัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบกังหันที่ให้บริการอยู่ในห้องเครื่องยนต์ อุปกรณ์เสริมและระบบควบคุมโรงงานตั้งอยู่ระหว่างห้องเครื่องและห้องเครื่องปฏิกรณ์

ความคุ้มค่าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ถูกกำหนดโดยตัวชี้วัดทางเทคนิคหลัก: พลังงานเครื่องปฏิกรณ์หน่วย ประสิทธิภาพ ความหนาแน่นพลังงานของแกน การเผาไหม้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ปัจจัยการใช้กำลังการผลิตติดตั้งประจำปีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ด้วยการเติบโตของกำลังการผลิต NPP การลงทุนเฉพาะในนั้น (ต้นทุนของการติดตั้ง กิโลวัตต์) ลดลงอย่างรวดเร็วกว่ากรณีของ TPP ในนั้น เหตุผลหลักมุ่งมั่นสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ที่มีความจุหน่วยมาก สำหรับการประหยัดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นเรื่องปกติที่ส่วนแบ่งของส่วนประกอบเชื้อเพลิงในต้นทุนการผลิตไฟฟ้าคือ 30-40% (ที่ TPPs 60-70%) ดังนั้น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่จึงพบได้ทั่วไปในพื้นที่อุตสาหกรรมที่มีการจ่ายเชื้อเพลิงแบบธรรมดาอย่างจำกัด และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ความจุขนาดเล็กมักพบได้ทั่วไปในพื้นที่ที่เข้าถึงยากหรือห่างไกล เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในหมู่บ้าน Bilibino (Yakut ASSR) พร้อมกำลังไฟฟ้าของหน่วยทั่วไป 12 MWส่วนหนึ่งของพลังงานความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ของ NPP นี้ (29 MW) ใช้สำหรับทำความร้อน นอกจากการผลิตไฟฟ้าแล้ว โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังใช้การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลอีกด้วย ดังนั้น Shevchenko NPP (คาซัค SSR) ด้วยกำลังไฟฟ้า 150 MWออกแบบมาสำหรับการแยกเกลือออกจากเกลือ (โดยการกลั่น) ต่อวันสูงถึง 150,000 tน้ำจากทะเลแคสเปียน

ในประเทศอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ (สหภาพโซเวียต สหรัฐอเมริกา อังกฤษ ฝรั่งเศส แคนาดา FRG ญี่ปุ่น GDR ฯลฯ) ตามการคาดการณ์ กำลังการผลิตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีอยู่และกำลังก่อสร้างภายในปี 2523 จะเพิ่มขึ้นเป็นสิบ ของ Gwt.ตามรายงานของ UN International Atomic Agency ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1967 กำลังการผลิตติดตั้งของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั้งหมดในโลกภายในปี 1980 จะสูงถึง 300 Gwt.

สหภาพโซเวียตกำลังดำเนินโครงการจ้างหน่วยไฟฟ้าขนาดใหญ่อย่างกว้างขวาง (มากถึง 1,000 MW) ด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อน ในปี ค.ศ. 1948-49 งานเริ่มขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนแบบเร็วสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทางอุตสาหกรรม ลักษณะทางกายภาพของเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวทำให้สามารถขยายพันธุ์เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้ (อัตราส่วนการผสมพันธุ์จาก 1.3 ถึง 1.7) ซึ่งทำให้สามารถใช้ไม่เพียง 235 U เท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัตถุดิบ 238 U และ 232 Th นอกจากนี้ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบนิวตรอนเร็วไม่มีโมเดอเรเตอร์ มีขนาดค่อนข้างเล็กและมีภาระมาก นี้อธิบายความปรารถนาสำหรับ การพัฒนาอย่างเข้มข้นเครื่องปฏิกรณ์เร็วในสหภาพโซเวียต สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับเครื่องปฏิกรณ์แบบเร็ว เครื่องปฏิกรณ์ทดลองและเครื่องปฏิกรณ์นำร่อง BR-1, BR-2, BR-Z, BR-5, BFS ถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่อง ประสบการณ์ที่ได้รับนำไปสู่การเปลี่ยนจากการวิจัยโรงงานต้นแบบไปสู่การออกแบบและการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบนิวตรอนแบบเร็วทางอุตสาหกรรม (BN-350) ในเชฟเชนโก และ (BN-600) ที่ Beloyarsk NPP การวิจัยกำลังดำเนินการเกี่ยวกับเครื่องปฏิกรณ์สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ทรงพลัง เช่น มีการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ BOR-60 รุ่นทดลองในเมือง Melekess

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่กำลังถูกสร้างขึ้นในประเทศกำลังพัฒนาจำนวนหนึ่ง (อินเดีย ปากีสถาน และอื่นๆ)

ในการประชุมทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคระหว่างประเทศครั้งที่ 3 เรื่องการใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติ (1964, เจนีวา) พบว่าการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์อย่างแพร่หลายได้กลายเป็นปัญหาสำคัญสำหรับประเทศส่วนใหญ่ การประชุมพลังงานโลกครั้งที่ 7 (MIREC-VII) ซึ่งจัดขึ้นที่กรุงมอสโกในเดือนสิงหาคม 2511 ยืนยันความเกี่ยวข้องของปัญหาในการเลือกทิศทางการพัฒนา พลังงานนิวเคลียร์บน ขั้นตอนต่อไป(ตามเงื่อนไข พ.ศ. 2523-2543) เมื่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะกลายเป็นหนึ่งในผู้ผลิตไฟฟ้ารายใหญ่

ย่อ:บางประเด็นของพลังงานนิวเคลียร์ นั่ง. ศ.ศ. M.A. Styrikovich มอสโก 2502 Kanaev A. A., Atomic โรงไฟฟ้า, ล., 2504; Kalafati D. D. , วัฏจักรอุณหพลศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์, M.-L. , 1963; 10 ปีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกในสหภาพโซเวียต [นั่ง. ศิลปะ.], ม., 2507; วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีปรมาณูโซเวียต [ของสะสม], ม., 1967; Petrosyants A. M. , พลังงานปรมาณูในสมัยของเรา, M. , 1968.

S.P. Kuznetsov.

สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ - ม.: สารานุกรมโซเวียต. 1969-1978 .

ดูว่า "โรงไฟฟ้านิวเคลียร์" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

โรงไฟฟ้าที่พลังงานนิวเคลียร์ (นิวเคลียร์) ถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ คำพ้องความหมาย: NPP See also: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้า เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ คำศัพท์ทางการเงิน… … คำศัพท์ทางการเงิน

- (NPP) โรงไฟฟ้าที่พลังงานนิวเคลียร์ (อะตอม) ถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ความร้อนที่ปล่อยออกมาในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะใช้เพื่อผลิตไอน้ำที่หมุนเครื่องกำเนิดเทอร์โบ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกที่มีกำลังการผลิต 5 เมกะวัตต์ คือ ... ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นระบบ อุปกรณ์ อุปกรณ์ และโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิต พลังงานไฟฟ้า. สถานีใช้ยูเรเนียม-235 เป็นเชื้อเพลิง การมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แตกต่างจากโรงไฟฟ้าอื่นๆ

การเปลี่ยนแปลงรูปแบบพลังงานร่วมกันในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีสามรูปแบบ

พลังงานนิวเคลียร์

เข้าสู่ความร้อน

พลังงานความร้อน

เข้าสู่เครื่องกล

พลังงานกล

แปลงเป็นไฟฟ้า

1. พลังงานนิวเคลียร์กลายเป็นความร้อน

พื้นฐานของสถานีคือเครื่องปฏิกรณ์ - ปริมาตรที่จัดสรรตามโครงสร้างซึ่งบรรจุเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และที่เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ควบคุม ยูเรเนียม-235 เป็นฟิชไซล์ที่มีนิวตรอนช้า (ความร้อน) เป็นผลให้ความร้อนจำนวนมากถูกปล่อยออกมา

เครื่องกำเนิดไอน้ำ

2. พลังงานความร้อนจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล

ความร้อนจะถูกลบออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์โดยสารหล่อเย็น - สารของเหลวหรือก๊าซที่ไหลผ่านปริมาตร นี้ พลังงานความร้อนใช้ในการผลิตไอน้ำในเครื่องกำเนิดไอน้ำ

เครื่องปั่นไฟ

3. พลังงานกลถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า

พลังงานกลของไอน้ำจะถูกส่งไปยังเครื่องเทอร์โบเจนเนอเรเตอร์ ซึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าแล้วส่งไปยังผู้บริโภคผ่านทางสายไฟ

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทำมาจากอะไร?

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นอาคารที่ซับซ้อนซึ่งเป็นที่ตั้งของ อุปกรณ์เทคโนโลยี. อาคารหลักคืออาคารหลักซึ่งเป็นที่ตั้งของห้องโถงเครื่องปฏิกรณ์ เป็นที่ตั้งของเครื่องปฏิกรณ์เอง สระเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เครื่องเติมเชื้อเพลิง (สำหรับการเติมเชื้อเพลิง) ทั้งหมดนี้ได้รับการตรวจสอบโดยผู้ปฏิบัติงานจาก บล็อกโล่การควบคุม (BCR)

องค์ประกอบหลักของเครื่องปฏิกรณ์คือโซนแอคทีฟ (1) . ตั้งอยู่ในเพลาคอนกรีต ส่วนประกอบบังคับของเครื่องปฏิกรณ์ใด ๆ คือระบบควบคุมและป้องกัน ซึ่งช่วยให้สามารถใช้โหมดที่เลือกของปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันที่ควบคุมได้ เช่นเดียวกับระบบป้องกันฉุกเฉิน - เพื่อหยุดปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วในกรณีที่ ภาวะฉุกเฉิน. ทั้งหมดนี้ติดตั้งอยู่ในอาคารหลัก

นอกจากนี้ยังมีอาคารหลังที่สองซึ่งเป็นที่ตั้งของโถงกังหัน (2): เครื่องกำเนิดไอน้ำ ตัวกังหันเอง ถัดจากห่วงโซ่เทคโนโลยีคือตัวเก็บประจุและสายไฟฟ้าแรงสูงที่อยู่นอกสถานี

ในอาณาเขตมีอาคารสำหรับบรรจุและจัดเก็บเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วในสระพิเศษ นอกจากนี้ สถานียังมีองค์ประกอบของระบบหล่อเย็นหมุนเวียน - หอหล่อเย็น (3) (หอคอนกรีตเรียวขึ้นไป) บ่อหล่อเย็น (อ่างเก็บน้ำที่สร้างขึ้นตามธรรมชาติหรือเทียม) และสระพ่นสารเคมี

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คืออะไร?

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถมีวงจรการทำงานของน้ำหล่อเย็นได้ 1, 2 หรือ 3 วงจร ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเครื่องปฏิกรณ์ ในรัสเซีย บายพาส NPP ที่มีเครื่องปฏิกรณ์ประเภท VVER (เครื่องปฏิกรณ์พลังงานระบายความร้อนด้วยแรงดัน) ถูกใช้อย่างแพร่หลายที่สุด

NPP พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบ 1 ลูป

NPP พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบ 1 ลูป

รูปแบบวงจรเดียวใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์ประเภท RBMK-1000 เครื่องปฏิกรณ์ทำงานในบล็อกที่มีกังหันควบแน่นสองเครื่องและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองเครื่อง ในกรณีนี้ เครื่องปฏิกรณ์เดือดเองคือเครื่องกำเนิดไอน้ำ ซึ่งทำให้สามารถใช้รูปแบบวงเดียวได้ รูปแบบวงจรเดียวค่อนข้างง่าย แต่กัมมันตภาพรังสีในกรณีนี้ขยายไปยังองค์ประกอบทั้งหมดของบล็อกซึ่งทำให้การป้องกันทางชีวภาพซับซ้อน

ปัจจุบันมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 4 โรงที่มีเครื่องปฏิกรณ์แบบวงเดียวเปิดดำเนินการในรัสเซีย

NPP พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบ 2-LOOP

NPP พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบ 2-LOOP

รูปแบบวงจรคู่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำประเภท VVER น้ำแรงดันจะถูกส่งไปยังแกนเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งถูกทำให้ร้อน พลังงานของสารหล่อเย็นใช้ในเครื่องกำเนิดไอน้ำเพื่อสร้างไอน้ำอิ่มตัว วงจรที่สองไม่มีกัมมันตภาพรังสี หน่วยนี้ประกอบด้วยเทอร์ไบน์ควบแน่น 1,000 เมกะวัตต์ 1 ตัว หรือเทอร์ไบน์ 500 เมกะวัตต์ 2 ตัวพร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง

ปัจจุบัน รัสเซียมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 5 โรงพร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบวงรอบ

NPP พร้อมเครื่องปฏิกรณ์ 3-LOOP

NPP พร้อมเครื่องปฏิกรณ์ 3-LOOP

แบบแผนสามวงถูกใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนแบบเร็วพร้อมสารหล่อเย็นโซเดียมของประเภท BN เพื่อแยกการสัมผัสกับโซเดียมกัมมันตภาพรังสีกับน้ำ วงจรที่สองถูกสร้างขึ้นด้วยโซเดียมที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสี ดังนั้นวงจรจึงกลายเป็นสามวงจร

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ผลิตพลังงาน โดยสังเกตโหมดที่กำหนดภายใต้เงื่อนไขบางประการ เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ จะใช้อาณาเขตที่กำหนดโดยโครงการ โดยที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะถูกใช้ร่วมกับระบบ อุปกรณ์ อุปกรณ์และโครงสร้างที่จำเป็นในการปฏิบัติงาน บุคลากรเฉพาะทางมีส่วนร่วมในการบรรลุภารกิจตามเป้าหมาย

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั้งหมดในรัสเซีย

ประวัติความเป็นมาของพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศของเราและต่างประเทศ

ช่วงครึ่งหลังของทศวรรษที่ 1940 เป็นจุดเริ่มต้นของงานในการสร้างโครงการแรกที่เกี่ยวข้องกับการใช้อะตอมที่สงบสุขเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2491 I.V. Kurchatov ซึ่งได้รับคำแนะนำจากงานของพรรคและรัฐบาลโซเวียต ได้เสนอให้เริ่มทำงานเกี่ยวกับการใช้พลังงานปรมาณูเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

อีกสองปีต่อมาในปี 1950 ซึ่งอยู่ไม่ไกลจากหมู่บ้าน Obninskoye ซึ่งตั้งอยู่ในภูมิภาค Kaluga ได้มีการเปิดตัวการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกในโลก การเปิดตัวโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อุตสาหกรรมแห่งแรกของโลกที่มีกำลังการผลิต 5 เมกะวัตต์ เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 26/27/1954 สหภาพโซเวียตกลายเป็นมหาอำนาจแรกในโลกที่ประสบความสำเร็จในการใช้อะตอมเพื่อจุดประสงค์อย่างสันติ สถานีเปิดใน Obninsk ซึ่งได้รับสถานะเป็นเมืองในเวลานั้น

แต่นักวิทยาศาสตร์โซเวียตไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น พวกเขายังคงทำงานในทิศทางนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สี่ปีต่อมาในปี 1958 การดำเนินการของ NPP ไซบีเรียในระยะแรกได้เริ่มต้นขึ้น พลังของมันมากกว่าสถานีใน Obninsk หลายเท่าและมีจำนวน 100 MW แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์ในประเทศ นี่ไม่ใช่ข้อจำกัด เมื่องานทั้งหมดเสร็จสิ้น ความสามารถในการออกแบบของสถานีคือ 600 เมกะวัตต์

ในความกว้างใหญ่ของสหภาพโซเวียต การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในเวลานั้นมีปริมาณมหาศาล ในปีเดียวกันนั้นได้มีการเปิดตัวการก่อสร้าง Beloyarsk NPP ซึ่งเป็นขั้นตอนแรกในเดือนเมษายนปีพ. ศ. 2507 ได้จัดหาผู้บริโภครายแรก ภูมิศาสตร์ของการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่พันกันทั้งประเทศด้วยเครือข่ายในปีเดียวกันพวกเขาได้เปิดตัวหน่วยแรกของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใน Voronezh ความจุของมันคือ 210 MW หน่วยที่สองเปิดตัวห้าปีต่อมาในปี 2512 , โม้กำลังการผลิต 365 เมกะวัตต์. ความเฟื่องฟูในการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไม่ได้ลดลงตลอดยุคโซเวียต สถานีใหม่หรือหน่วยเพิ่มเติมที่สร้างไว้แล้ว ได้เปิดตัวในช่วงเวลาหลายปี ดังนั้นในปี 1973 เลนินกราดจึงได้รับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของตัวเอง

อย่างไรก็ตาม รัฐโซเวียตไม่ใช่รัฐเดียวในโลกที่สามารถควบคุมโครงการดังกล่าวได้ ในสหราชอาณาจักรพวกเขาไม่ได้งีบหลับและเมื่อตระหนักถึงแนวโน้มของทิศทางนี้จึงศึกษาปัญหานี้อย่างแข็งขัน เพียงสองปีต่อมา หลังจากการเปิดสถานีใน Obninsk ชาวอังกฤษได้เริ่มโครงการของตนเองเพื่อพัฒนาอะตอมที่สงบสุข ในปี 1956 อังกฤษเปิดตัวสถานีของตนเองในเมือง Calder-Hall ซึ่งมีอำนาจเหนือกว่าโซเวียตและมีจำนวน 46 เมกะวัตต์ ไม่ล้าหลังในอีกด้านหนึ่งของมหาสมุทรแอตแลนติก อีกหนึ่งปีต่อมา ชาวอเมริกันเปิดตัวสถานีในชิปปิ้งพอร์ตอย่างเคร่งขรึม กำลังการผลิตของโรงงานคือ 60 MW

อย่างไรก็ตาม การพัฒนาอะตอมที่สงบสุขนั้นเต็มไปด้วยภัยคุกคามที่ซ่อนอยู่ ซึ่งคนทั้งโลกได้เรียนรู้ในไม่ช้า สัญญาณแรกเป็นอุบัติเหตุครั้งใหญ่ที่เกาะทรีไมล์ซึ่งเกิดขึ้นในปี 2522 แต่ภายหลังเกิดภัยพิบัติขึ้นทั่วโลกในสหภาพโซเวียต เมืองเล็ก ๆเชอร์โนบิลเป็นภัยพิบัติครั้งใหญ่ เกิดขึ้นในปี 2529 ผลที่ตามมาจากโศกนาฏกรรมนั้นไม่สามารถแก้ไขได้ แต่นอกจากนี้ ข้อเท็จจริงนี้ทำให้คนทั้งโลกคิดถึงความเหมาะสมของการใช้พลังงานนิวเคลียร์เพื่อจุดประสงค์อย่างสันติ

ผู้ทรงคุณวุฒิระดับโลกในอุตสาหกรรมนี้กำลังคิดอย่างจริงจังเกี่ยวกับการปรับปรุงความปลอดภัยของโรงงานนิวเคลียร์ ผลที่ได้คือการประชุมผู้ก่อตั้งซึ่งจัดขึ้นเมื่อวันที่ 15 พฤษภาคม 1989 ในเมืองหลวงของสหภาพโซเวียต สภาตัดสินใจสร้างสมาคมโลก ซึ่งรวมถึงผู้ดำเนินการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั้งหมด อักษรย่อที่เป็นที่รู้จักโดยทั่วไปคือ WANO ในระหว่างการดำเนินโครงการ องค์กรจะตรวจสอบการเพิ่มขึ้นของระดับความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในโลกอย่างเป็นระบบ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความพยายามทั้งหมด แม้แต่วัตถุที่ทันสมัยที่สุดและในแวบแรกดูเหมือนปลอดภัยก็ไม่สามารถต้านทานการโจมตีขององค์ประกอบได้ เป็นเพราะภัยพิบัติที่เกิดภายในซึ่งแสดงออกในรูปแบบของแผ่นดินไหวและสึนามิที่ตามมาในปี 2011 มีอุบัติเหตุที่สถานี Fukushima-1

อะตอมมืดมน

การจำแนก NPP

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบ่งตามเกณฑ์สองประการ ได้แก่ ประเภทของพลังงานที่ผลิตและประเภทของเครื่องปฏิกรณ์ ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องปฏิกรณ์ ปริมาณของพลังงานที่สร้างขึ้น ระดับความปลอดภัย และชนิดของวัตถุดิบที่ใช้ที่สถานีจะถูกกำหนด

ตามประเภทของพลังงานที่สถานีผลิต แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

หน้าที่หลักของพวกเขาคือการสร้างพลังงานไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนนิวเคลียร์เนื่องจากโรงทำความร้อนติดตั้งอยู่ที่นั่น ใช้ สูญเสียความร้อนซึ่งหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่สถานีก็เป็นไปได้ที่จะให้ความร้อนกับน้ำในเครือข่าย ดังนั้นสถานีเหล่านี้จึงสร้างพลังงานความร้อนนอกเหนือจากไฟฟ้า

หลังจากตรวจสอบตัวเลือกต่างๆ มากมาย นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ข้อสรุปว่าเหตุผลมากที่สุดคือสามสายพันธุ์ ซึ่งปัจจุบันใช้กันทั่วโลก พวกเขาแตกต่างกันในหลายวิธี:

1. เชื้อเพลิงที่ใช้
2. สารหล่อเย็นประยุกต์;
3. แกนดำเนินการเพื่อรักษาอุณหภูมิที่ต้องการ
4. ประเภทของโมเดอเรเตอร์ที่กำหนดการลดความเร็วของนิวตรอนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวและจำเป็นอย่างยิ่งต่อการรองรับปฏิกิริยาลูกโซ่

ประเภทที่พบมากที่สุดคือเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะเป็นเชื้อเพลิง ที่นี่ใช้น้ำธรรมดาหรือน้ำเบาเพื่อหล่อเย็นและกลั่นกรอง เครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวเรียกว่าน้ำเบาซึ่งมีสองประเภท ในขั้นแรก ไอน้ำที่ใช้หมุนกังหันจะถูกสร้างขึ้นในโซนแอคทีฟที่เรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด ในครั้งที่สอง การสร้างไอน้ำเกิดขึ้นในวงจรภายนอก ซึ่งเชื่อมต่อกับวงจรหลักผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและเครื่องกำเนิดไอน้ำ เครื่องปฏิกรณ์นี้เริ่มได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษที่ห้าสิบของศตวรรษที่ผ่านมา พื้นฐานสำหรับพวกเขาคือโครงการของกองทัพสหรัฐฯ ในเวลาเดียวกัน โซยุซได้พัฒนาเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด ซึ่งแท่งกราไฟท์ทำหน้าที่เป็นผู้กลั่นกรอง

เป็นประเภทของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีโมเดอเรเตอร์ประเภทนี้ซึ่งพบการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ เรากำลังพูดถึงเครื่องปฏิกรณ์ที่ระบายความร้อนด้วยแก๊ส ประวัติของมันเริ่มต้นในวัยสี่สิบปลาย ห้าสิบต้นของศตวรรษที่ XX ในขั้นต้น การพัฒนาประเภทนี้ถูกนำมาใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ ในเรื่องนี้เชื้อเพลิงสองประเภทมีความเหมาะสม ได้แก่ พลูโทเนียมเกรดอาวุธและยูเรเนียมธรรมชาติ

โครงการสุดท้ายซึ่งมาพร้อมกับ ความสำเร็จในเชิงพาณิชย์กลายเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้น้ำหนักเป็นสารหล่อเย็น ยูเรเนียมธรรมชาติที่เราคุ้นเคยอยู่แล้วถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง ในขั้นต้น หลายประเทศได้ออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าว แต่ด้วยเหตุนี้ การผลิตของพวกเขาจึงกระจุกตัวในแคนาดา ซึ่งเป็นสาเหตุของการมีอยู่ของยูเรเนียมจำนวนมากในประเทศนี้

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทอเรียม - พลังงานแห่งอนาคต?

ประวัติการปรับปรุงประเภทของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

เครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกมีการออกแบบที่สมเหตุสมผลและใช้งานได้จริง ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วในระหว่างการดำเนินงานระยะยาวและไร้ที่ติของสถานี ในบรรดาองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบคือ:

1. ป้องกันน้ำด้านข้าง
2. ปลอกก่ออิฐ;
3. ฝาครอบด้านบน;
4. ตัวสะสมสำเร็จรูป
5. ช่องเชื้อเพลิง
6. แผ่นด้านบน;
7. กราไฟท์ก่ออิฐ;
8. แผ่นด้านล่าง;
9. หลากหลายการกระจาย

สเตนเลสได้รับเลือกให้เป็นวัสดุโครงสร้างหลักสำหรับหุ้ม TVEL และช่องเทคโนโลยี ในขณะนั้น ยังไม่ทราบเกี่ยวกับโลหะผสมของเซอร์โคเนียมที่สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส การระบายความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวดำเนินการด้วยน้ำในขณะที่แรงดันที่จ่ายให้คือ 100 ที่ ในกรณีนี้ ไอน้ำถูกปล่อยออกมาที่อุณหภูมิ 280 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นค่าพารามิเตอร์ที่ค่อนข้างปานกลาง

ช่องต่างๆ ของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถแทนที่ได้อย่างสมบูรณ์ ทั้งนี้เนื่องมาจากข้อจำกัดของทรัพยากรซึ่งเกิดจากเวลาที่ใช้เชื้อเพลิงในเขตกิจกรรม นักออกแบบไม่พบเหตุผลที่จะคาดหวังว่าวัสดุโครงสร้างที่อยู่ในโซนกิจกรรมภายใต้การฉายรังสีจะสามารถใช้ทรัพยากรทั้งหมดได้นั่นคือประมาณ 30 ปี

สำหรับการออกแบบ TVEL ได้มีการตัดสินใจเลือกใช้รุ่นท่อที่มีกลไกการระบายความร้อนด้านเดียว

สิ่งนี้ลดโอกาสที่ผลิตภัณฑ์ฟิชชันจะเข้าสู่วงจรในกรณีที่องค์ประกอบเชื้อเพลิงล้มเหลว เพื่อควบคุมอุณหภูมิของส่วนหุ้ม TVEL ได้ใช้องค์ประกอบเชื้อเพลิงของโลหะผสมยูราโนโมลิบดีนัมซึ่งมีรูปแบบของเมล็ดพืชกระจายตัวโดยใช้เมทริกซ์น้ำอุ่น เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่แปรรูปด้วยวิธีนี้ทำให้ได้องค์ประกอบเชื้อเพลิงที่มีความน่าเชื่อถือสูง สามารถทำงานได้ภายใต้ภาระความร้อนสูง

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลที่น่าอับอายสามารถเป็นตัวอย่างของรอบต่อไปในการพัฒนาเทคโนโลยีนิวเคลียร์อย่างสันติ ในเวลานั้น เทคโนโลยีที่ใช้ในการก่อสร้างถือว่าล้ำหน้าที่สุด และประเภทของเครื่องปฏิกรณ์ที่ทันสมัยที่สุดในโลก เรากำลังพูดถึงเครื่องปฏิกรณ์ RBMK-1000

พลังงานความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวถึง 3200 MW ในขณะที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบสองเครื่องซึ่งมีกำลังไฟฟ้าถึง 500 MW ดังนั้นหน่วยพลังงานหนึ่งหน่วยจึงมีกำลังไฟฟ้า 1,000 MW ยูเรเนียมไดออกไซด์เสริมสมรรถนะถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับ RBMK ในสถานะเริ่มต้นก่อนเริ่มกระบวนการ เชื้อเพลิงดังกล่าว 1 ตันมีเชื้อเพลิงประมาณ 20 กิโลกรัม ได้แก่ ยูเรเนียม - 235 เมื่อบรรจุยูเรเนียมไดออกไซด์ลงในเครื่องปฏิกรณ์แบบอยู่กับที่ มวลของสารจะอยู่ที่ 180 ตัน

แต่กระบวนการโหลดนั้นไม่เทอะทะ องค์ประกอบของเชื้อเพลิงถูกวางไว้ในเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่ง TVEL รู้จักกันดีอยู่แล้ว อันที่จริงแล้วมันเป็นท่อสำหรับการสร้างซึ่งใช้โลหะผสมเซอร์โคเนียม ส่วนประกอบประกอบด้วยเม็ดยูเรเนียมไดออกไซด์ซึ่งมีรูปทรงกระบอก ในเขตกิจกรรมของเครื่องปฏิกรณ์ พวกมันจะถูกวางไว้ในชุดประกอบเชื้อเพลิง ซึ่งแต่ละอันประกอบด้วยองค์ประกอบเชื้อเพลิง 18 ตัว

มีชุดประกอบดังกล่าวมากถึง 1,700 ชุดในเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าว และวางไว้ในอิฐก่อด้วยกราไฟต์ ซึ่งช่องเทคโนโลยีรูปทรงแนวตั้งได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ มันอยู่ในนั้นที่สารหล่อเย็นไหลเวียนซึ่งใน RMBC นั้นเล่นด้วยน้ำ น้ำวนเกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับปั๊มหมุนเวียนซึ่งมีแปดชิ้น เครื่องปฏิกรณ์ตั้งอยู่ภายในเพลา และโครงสร้างแบบกราฟิคตั้งอยู่ในตัวทรงกระบอกหนา 30 มม. การสนับสนุนของอุปกรณ์ทั้งหมดเป็นฐานคอนกรีตซึ่งมีสระน้ำ - ฟองสบู่ซึ่งทำหน้าที่จำกัดอุบัติเหตุ

เครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่สามใช้น้ำหนัก

องค์ประกอบหลักคือดิวเทอเรียม การออกแบบที่พบบ่อยที่สุดเรียกว่า CANDU ซึ่งได้รับการพัฒนาในแคนาดาและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก แกนหลักของเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวอยู่ในตำแหน่งแนวนอน และถังทรงกระบอกจะทำหน้าที่เป็นห้องทำความร้อน ช่องเชื้อเพลิงทอดยาวผ่านห้องทำความร้อนทั้งหมด แต่ละช่องมีท่อศูนย์กลางสองท่อ มีท่อนอกและท่อใน

ในยางใน เชื้อเพลิงอยู่ภายใต้แรงดันน้ำหล่อเย็น ซึ่งทำให้สามารถเติมเชื้อเพลิงเพิ่มเติมให้กับเครื่องปฏิกรณ์ระหว่างการทำงานได้ ใช้น้ำแรงสูตร D20 เป็นตัวกลาง ในระหว่างวงจรปิด น้ำจะถูกสูบผ่านท่อของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีกลุ่มเชื้อเพลิง อันเป็นผลมาจากการแตกตัวของนิวเคลียร์ ความร้อนจะถูกปล่อยออกมา

วัฏจักรการทำความเย็นเมื่อใช้น้ำหนักมากประกอบด้วยการผ่านเครื่องกำเนิดไอน้ำซึ่งน้ำธรรมดาจะเดือดจากความร้อนที่ปล่อยออกมาจากน้ำหนักซึ่งเป็นผลมาจากไอน้ำแรงดันสูง มันถูกกระจายกลับไปยังเครื่องปฏิกรณ์ ส่งผลให้รอบการทำความเย็นปิด

ตลอดเส้นทางนี้เองที่การพัฒนาแบบทีละขั้นของประเภทของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีอยู่และถูกใช้ในประเทศต่างๆ ของโลกได้เกิดขึ้น