En ny generation kärnkraftverk. Ett nytt kärnkraftverk i Ryssland

Under det senaste kvartalet har flera generationer förändrats, inte bara i vårt samhälle. Idag byggs kärnkraftverk i den nya generationen. De nyaste ryska kraftenheterna är nu utrustade med endast vattenkylda reaktorer av generationen 3+. Reaktorer av denna typ kan kallas utan överdrift den säkraste. Under hela driften av VVER-reaktorer (vatten-vattenkraftreaktor) var det inte en enda allvarlig olycka. Kärnkraftverk av en ny typ i världen totalt har redan mer än 1000 års stabil och olycksfri drift.

Utformningen och driften av den nyaste reaktorn 3+

Uranbränsle i reaktorn är inneslutet i zirkoniumrör, de så kallade bränsleelementen eller TVEL. De utgör själva reaktorns reaktiva zon. När absorptionsstavarna avlägsnas från denna zon, ökar flödet av neutronpartiklar i reaktorn, och sedan börjar en självuppehållande kedjeplytionsreaktion. Med denna uranbindning släpps en stor mängd energi, som värmer bränsleelementen. Anläggningen utrustad med VVER fungerar på ett tvåkretsschema. Först passerar rent vatten genom reaktorn, som redan renades från olika föroreningar. Sedan passerar den direkt genom den aktiva zonen, där den kyler och badar bränsleelementen. Sådant vatten värms upp, temperaturen når 320 grader Celsius, så att den förblir i flytande tillstånd, det måste hållas vid ett tryck på 160 atmosfärer! Då ska varmt vatten strömma in i ånggeneratorn och avge värme. Och den andra slingan vätska åter in i reaktorn.

Följande åtgärder överensstämmer med den vanliga kraftvärmepumpen. Vattnet i den andra kretsen i ånggeneratorn omvandlas naturligt till ånga, vattens gasformiga tillstånd roterar turbinen. Denna mekanism tvingar den elektriska generatorn att generera elektrisk ström. Reaktorn själv och ånggeneratorn är belägna inuti ett förseglat betongskal. I ånggeneratorn interagerar inte primärkretsen vatten som lämnar reaktorn på något sätt med vätskan från den andra kretsen som går till turbinen. Detta schema av reaktorns och ånggeneratorens läge utesluter penetreringen av strålningsavfall utanför stationens reaktorhus.

På att spara pengar

Ett nytt kärnkraftverk i Ryssland kräver 40% av den totala kostnaden för stationen själv för kostnaden för säkerhetssystem. Huvuddelen av fonderna är avsedda för automation och design av kraftenheten, liksom till säkerhetssystemets utrustning.

Grunden för att säkerställa säkerheten i en ny generation kärnkraftverk är försvarsprincipen i djupet, baserat på användningen av ett system med fyra fysiska hinder för utsläpp av radioaktiva ämnen.

Den första barriären

Det presenteras i form av styrkan hos tabletterna med uranbränsle. Efter den så kallade sintringsprocessen i en ugn vid en temperatur av 1200 grader förvärvar tabletterna höghållfasta dynamiska egenskaper. De kollapsar inte under påverkan av höga temperaturer. De placeras i zirkoniumrör, som bildar ett skal av bränsleelement. Ett sådant bränsleelement injiceras automatiskt med mer än 200 tabletter. När de fyller zirkoniumröret helt, introducerar roboten en fjäder som pressar dem till misslyckad punkt. Därefter plockar maskinen ut luften och tätar den helt.

Den andra barriären

Det är ett hermetiskt hölje av zirkoniumbränsleelement. Skalet av TVEL är tillverkat av zirkonium av nukleär renhet. Det har ökat korrosionsbeständighet, det kan hålla formen vid en temperatur på mer än 1000 grader. Kvalitetskontrollen av tillverkningen av kärnbränsle utförs i alla led i sin produktion. Som ett resultat av flerstegskvalitetskontroller är möjligheten att trycka ned bränsleelementen extremt låg.

Den tredje barriären

Den är gjord i form av en reaktor med solid stål, vars tjocklek är 20 cm. Den är konstruerad för arbetstryck på 160 atmosfärer. Reaktorkroppen säkerställer förebyggandet av frisättning av fissionsprodukter under skyddsskalet.

Fjärde barriären

Detta är ett förseglat skyddshölje i reaktorhallen, som har ett annat namn - en förverkande. Den består av endast två delar: inre och yttre skal. Ytterhöljet skyddar mot all yttre påverkan av både naturlig och teknologisk natur. Yttermantelns tjocklek är 80 cm höghållfast betong.

Det inre skalet med en betongväggtjocklek är 1 meter 20 cm. Den är täckt med ett solidt stål 8 mm ark. Dessutom stärks dess screed av speciella kabelsystem som sträckts inuti själva skalet. Med andra ord är det en kokong av stål som drar ihop betong och förstärker dess styrka tre gånger.

Nuans av den skyddande beläggningen

Det inre skyddsskalet i den nya generationens kärnkraftverk klarar ett tryck på 7 kg per kvadratcentimeter, liksom en hög temperatur på upp till 200 grader Celsius.

Mellan inre och yttre skal finns ett interkomplexutrymme. Det har ett system för filtrering av gaser som kommer från reaktorkammaren. Det kraftfullaste betongskalet behåller sin integritet vid ett jordbävning på 8 poäng. Tål fallet i flygplanet, vars vikt beräknades upp till 200 ton och möjliggör också att klara extrema yttre influenser som tornado och orkaner, med en maximal vindhastighet på 56 meter per sekund, vars sannolikhet är möjlig en gång i 10.000 år. Och ändå skyddar ett sådant skal mot en luftchockvåg med ett tryck framtill upp till 30 kPa.

Kärnkraftsproduktionens särdrag 3+

Ett system med fyra fysiska hinder för försvar i djupet utesluter radioaktiva utsläpp från kraftenheten i händelse av en nödsituation. I alla VVER-reaktorer finns passiva och aktiva säkerhetssystem, vars kombination garanterar lösningen av tre huvuduppgifter som uppstår vid en nödsituation:

• Stopp och stopp av kärnreaktioner
• Säkerställa permanent avlägsnande av värme från kärnbränsle och själva kraftenheten;
• Förebyggande av utsläpp av radionuklider bortom gränserna vid en nödsituation.

VVER-1200 i Ryssland och i världen

Kärnkraftverken i Japans nya generation efter olyckan vid kärnkraftverket i Fukushima-1 blev säkra. Japanarna bestämde sig då för att inte längre ta emot energi med hjälp av en fredlig atom. Den nya regeringen återvände emellertid till kärnenergi, eftersom landets ekonomi drabbades av stora förluster. Inhemska ingenjörer med kärnfysiker började utveckla en säker kärnkraftverk av en ny generation. Under 2006 lärde världen sig om den nya supermäktiga och säkra utvecklingen av inhemska forskare.

I maj 2016 avslutades en stor byggnad i den svarta jordregionen och den framgångsrika slutförandet av testningen av den 6: e kraftenheten vid Novovoronezh NPP. Det nya systemet fungerar stabilt och effektivt! För första gången i byggandet av stationen konstruerade ingenjörer bara ett och det högsta kyltornet i världen. Medan tidigare byggdes två kyltorn per kraftenhet. Tack vare den här utvecklingen var det möjligt att spara ekonomiska resurser och spara teknik. Ett annat år på stationen kommer att genomföras verk av annan natur. Detta är nödvändigt för att gradvis sätta igång den kvarvarande utrustningen, eftersom det är omöjligt att starta allt på en gång. Framför Novovoronezh NPP - byggandet av den 7: e kraftenheten, kommer det att vara två år tillbaka. Därefter kommer Voronezh vara den enda regionen som har genomfört ett så stort projekt. Varje år besöks Voronezh av olika delegationer som studerar kärnkraftverkets arbete. Sådan inhemsk utveckling lämnat väst och öst i energisektorn. Idag vill olika stater introducera, och vissa använder redan sådana kärnkraftverk.

En ny generation reaktorer arbetar till förmån för Kina i Tianwan. Idag byggs sådana stationer i Indien, Vitryssland, Baltikum. I Ryska federationen introduceras VVER-1200 i Voronezh, regionen Leningrad. Planerna är att bygga en liknande struktur inom energisektorn i republiken Bangladesh och den turkiska staten. I mars 2017 blev det känt att Tjeckien aktivt samarbetar med Rosatom för att bygga en liknande station på sin mark. I Ryssland planerar de att bygga ett kärnkraftverk (en ny generation) i Seversk (Tomsk-regionen), Nizhny Novgorod och Kursk.