NPP nove generacije. Nova nuklearna elektrana u Rusiji

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

U proteklih četvrt veka promenilo se nekoliko generacija ne samo u našem društvu. Danas se grade nuklearne elektrane nove generacije. Najnoviji ruski energetski blokovi sada su opremljeni samo reaktorima s vodom pod pritiskom generacije 3+. Reaktori ovog tipa mogu se bez pretjerivanja nazvati najsigurnijim. Za čitav period rada VVER reaktora (energetski reaktor hlađeni pod pritiskom) nije se dogodila nijedna ozbiljnija nesreća. Nuklearne elektrane novog tipa širom svijeta ukupno imaju već više od 1000 godina stabilnog i nesmetanog rada.

Dizajn i rad najnovijeg reaktora 3+

Uranijumsko gorivo u reaktoru je zatvoreno u cirkonijumske cevi, takozvane gorive elemente, ili gorivne šipke. Oni čine reaktivnu zonu samog reaktora. Kada se apsorpcione šipke uklone iz ove zone, tok neutronskih čestica se povećava u reaktoru, a zatim počinje samoodrživa lančana reakcija fisije. Ovom vezom uranijuma oslobađa se mnogo energije koja zagrijava gorive elemente. Nuklearne elektrane opremljene VVER-om rade po shemi s dvije petlje. Najprije kroz reaktor prolazi čista voda, koja se isporučuje već pročišćena od raznih nečistoća. Zatim prolazi direktno kroz jezgro, gdje se hladi i pere gorivne šipke. Ova voda se zagrijavanjegova temperatura dostiže 320 stepeni Celzijusa, da bi ostala u tečnom stanju mora se držati pod pritiskom od 160 atmosfera! Zatim topla voda ide u generator pare, dajući toplotu. A sekundarni fluid tada ponovo ulazi u reaktor.

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

O uštedi novca

Nova nuklearna elektrana u Rusiji zahtijeva 40% ukupne cijene same elektrane za troškove sigurnosnih sistema. Najveći dio sredstava namijenjen je za automatizaciju i projektovanje agregata, kao i za opremanje sigurnosnih sistema.

Osnova za osiguranje sigurnosti u nuklearnim elektranama nove generacije je princip dubinske odbrane, zasnovan na korišćenju sistema od četiri fizičke barijere koje sprečavaju ispuštanje radioaktivnih supstanci.

Prva barijera

Predstavlja se u obliku snage samih peleta uranijumskog goriva. Nakon procesa peći sinterovanja tzvna temperaturi od 1200 stepeni, tablete dobijaju dinamička svojstva visoke čvrstoće. Ne raspadaju se pod uticajem visokih temperatura. Postavljeni su u cirkonijske cijevi koje čine omotač gorivnih elemenata. Više od 200 peleta se automatski ubrizgava u jedan takav gorivni element. Kada u potpunosti napune cirkonijsku cijev, automatski robot uvodi oprugu koja ih pritiska do kvara. Zatim mašina ispumpava vazduh, a zatim ga potpuno zatvori.

Druga barijera

Predstavlja nepropusnost gorivnih elemenata obloženih cirkonijumom. TVEL obloga je izrađena od nuklearnog cirkonija. Ima povećanu otpornost na koroziju, u stanju je da zadrži svoj oblik na temperaturama preko 1000 stepeni. Kontrola kvaliteta proizvodnje nuklearnog goriva provodi se u svim fazama njegove proizvodnje. Kao rezultat višestepenih provjera kvaliteta, mogućnost smanjenja tlaka gorivnih elemenata je izuzetno niska.

Treća barijera

Izrađuje se u obliku izdržljive čelične reaktorske posude, debljine 20 cm. Namijenjeno je za radni pritisak od 160 atmosfera. Reaktorska posuda pod pritiskom sprječava oslobađanje fisionih produkata ispod kontejnera.

Četvrta barijera

Ovo je zapečaćeni kontejner same reaktorske hale, koji ima drugi naziv - kontejnment. Sastoji se od samo dva dijela: unutrašnjeg i vanjskog omotača. Vanjski omotač pruža zaštitu od svih vanjskih utjecaja, kako prirodnih tako i umjetnih. Debljinavanjski omotač - beton visoke čvrstoće 80 cm.

Unutarnja školjka sa betonskim zidom debljine je 1 metar 20 cm. Pokrivena je čvrstim čeličnim limom debljine 8 mm. Osim toga, njegova košuljica je ojačana posebnim sistemima kablova koji su razvučeni unutar same školjke. Drugim riječima, to je čahura od čelika koja zateže beton, povećavajući njegovu čvrstoću za tri puta.

Nijanse zaštitnog premaza

Unutarnji kontejner nove generacije nuklearne elektrane može izdržati pritisak od 7 kilograma po kvadratnom centimetru, kao i visoke temperature do 200 stepeni Celzijusa.

Postoji razmak između unutrašnje i vanjske ljuske. Ima sistem za filtriranje gasova koji ulaze iz reaktorskog prostora. Najmoćnija armiranobetonska školjka održava nepropusnost prilikom potresa od 8 bodova. Izdržava pad aviona čija je težina izračunata do 200 tona, a takođe vam omogućava da izdržite ekstremne spoljašnje uticaje, poput tornada i uragana, sa maksimalnom brzinom vetra od 56 metara u sekundi, čija je verovatnoća moguće jednom u 10.000 godina. Štaviše, takva školjka štiti od vazdušnog udarnog talasa sa prednjim pritiskom do 30 kPa.

Obilježje 3. generacije NPP+

Sistem od četiri fizičke barijere u odbrani u dubini sprečava ispuštanje radioaktivnih tvari izvan pogonske jedinice u slučaju nužde. Svi VVER reaktori imaju pasivne i aktivne sigurnosne sisteme, čija kombinacija garantuje rešenje tri glavna zadatka,hitni slučajevi:

• zaustavljanje i zaustavljanje nuklearnih reakcija;
• obezbeđivanje stalnog odvođenja toplote iz nuklearnog goriva i samog pogonskog agregata;
• sprečavanje ispuštanja radionuklida izvan kontejnmenta u slučaju vanrednih situacija.

VVER-1200 u Rusiji i širom svijeta

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

U maju 2016. godine završen je grandiozni građevinski projekat u regionu crne zemlje i uspešno je završeno testiranje 6. bloka u nuklearnoj elektrani Novovoronjež. Novi sistem radi stabilno i efikasno! Prvi put, tokom izgradnje stanice, inženjeri su projektovali samo jedan i to najviši rashladni toranj na svetu za hlađenje vode. Dok su ranije izgrađena dva rashladna tornja za jedan agregat. Zahvaljujući takvom razvoju, bilo je moguće uštedjeti finansijska sredstva i sačuvati tehnologiju. Još godinu dana na stanici će se izvoditi razni radovi. Ovo je neophodno kako bi se preostala oprema postepeno pustila u rad, jer je nemoguće sve pokrenuti odjednom. Pred Novovoronježskom elektranom je izgradnja 7. bloka, koji će trajati još dvije godine. Poslije togaVoronjež će biti jedini region koji je implementirao ovako veliki projekat. Svake godine Voronjež posjećuju razne delegacije koje proučavaju rad nuklearne elektrane. Takav domaći razvoj ostavio je iza sebe Zapad i Istok u oblasti energetike. Danas razne države žele uvesti, a neke već koriste, takve nuklearne elektrane.

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