Uuden sukupolven ydinvoimala. Uusi ydinvoimala Venäjällä

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Viime neljännesvuosisadan aikana useat sukupolvet ovat vaihtuneet paitsi yhteiskunnassamme. Nykyään rakennetaan uuden sukupolven ydinvoimaloita. Uusimmat venäläiset voimayksiköt on nyt varustettu vain 3+ sukupolven painevesireaktoreilla. Tämän tyyppisiä reaktoreita voidaan liioittelematta kutsua turvallisimmiksi. VVER-reaktorien (painejäähdytteinen voimareaktori) koko käyttöaikana ei ole sattunut yhtään vakavaa onnettomuutta. Uuden tyyppisillä ydinvoimalaitoksilla ympäri maailmaa on jo yli 1000 vuotta vakaata ja ongelmatonta toimintaa.

Uusimman reaktorin suunnittelu ja toiminta 3+

Reaktorissa oleva uraanipolttoaine on suljettu zirkoniumputkiin, niin kutsuttuihin polttoaine-elementteihin tai polttoainesauvoihin. Ne muodostavat itse reaktorin reaktiivisen alueen. Kun absorptiosauvat poistetaan tältä vyöhykkeeltä, neutronihiukkasten virtaus kasvaa reaktorissa ja sitten alkaa itseään ylläpitävä fissioketjureaktio. Tällä uraanin liittämisellä vapautuu paljon energiaa, joka lämmittää polttoaine-elementtejä. VVER:llä varustetut ydinvoimalaitokset toimivat kaksisilmukaisen järjestelmän mukaisesti. Ensinnäkin reaktorin läpi kulkee puhdas vesi, joka toimitettiin jo puhdistettuna erilaisista epäpuhtauksista. Sitten se kulkee suoraan sydämen läpi, jossa se jäähtyy ja pesee polttoainesauvat. Tämä vesi lämmitetäänsen lämpötila saavuttaa 320 celsiusastetta, jotta se pysyisi nestemäisessä tilassa, se on pidettävä 160 ilmakehän paineessa! Sitten kuuma vesi menee höyrystimeen ja luovuttaa lämpöä. Ja sekundäärinen neste palaa sitten reaktoriin.

Seuraavat toimenpiteet ovat tottumamme CHP:n mukaisia. Toisiopiirissä oleva vesi muuttuu luonnollisesti höyryksi höyrynkehittimessä, veden kaasumainen tila pyörittää turbiinia. Tämä mekanismi saa sähkögeneraattorin liikkumaan, mikä tuottaa sähkövirtaa. Itse reaktori ja höyrynkehitin sijaitsevat suljetun betonikuoren sisällä. Höyrykehittimessä reaktorista lähtevä vesi ei ole millään tavalla vuorovaikutuksessa toisiopiirin turbiiniin menevän nesteen kanssa. Tämä reaktorin ja höyrynkehittimen järjestelyn toimintasuunnitelma sulkee pois säteilyjätteen tunkeutumisen aseman reaktorihallin ulkopuolelle.

Rahan säästämisestä

Uusi ydinvoimalaitos Venäjällä vaatii 40 % itse laitoksen kokonaiskustannuksista turvallisuusjärjestelmien kustannuksiin. Pääosa varoista on suunnattu voimayksikön automaatioon ja suunnitteluun sekä turvajärjestelmien varustukseen.

Uuden sukupolven ydinvoimalaitosten turvallisuuden varmistamisen perusta on syväpuolustuksen periaate, joka perustuu neljän fyysisen esteen järjestelmän käyttöön, joka estää radioaktiivisten aineiden vapautumisen.

Ensimmäinen este

Se esitetään itse uraanipolttoainepellettien lujuuden muodossa. Niin kutsutun uunisintrausprosessin jälkeen1200 asteen lämpötilassa tabletit saavat erittäin vahvoja dynaamisia ominaisuuksia. Ne eivät hajoa korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta. Ne on sijoitettu zirkoniumputkiin, jotka muodostavat polttoaine-elementtien kuoren. Yli 200 pellettiä ruiskutetaan automaattisesti yhteen tällaiseen polttoaine-elementtiin. Kun ne täyttävät zirkoniumputken kokonaan, automaattinen robotti ottaa käyttöön jousen, joka painaa ne vaurioitumaan. Sitten kone pumppaa ilman ulos ja sulkee sen sitten kokonaan.

Toinen este

Esittää zirkoniumpäällysteisten polttoaine-elementtien tiiviyden. TVEL-verhous on valmistettu ydinluokan zirkoniumista. Sillä on lisääntynyt korroosionkestävyys, se pystyy säilyttämään muotonsa yli 1000 asteen lämpötiloissa. Ydinpolttoaineen valmistuksen laadunvalvontaa suoritetaan sen kaikissa tuotannon vaiheissa. Monivaiheisten laatutarkastusten seurauksena polttoaine-elementtien paineen alenemisen mahdollisuus on erittäin pieni.

Kolmas este

Se on valmistettu kestävästä teräksestä valmistettuna reaktoriastiana, jonka paksuus on 20 cm. Se on suunniteltu 160 ilmakehän työpaineelle. Reaktorin paineastia estää fissiotuotteiden vapautumisen suojarakennuksen alle.

Neljäs este

Tämä on itse reaktorihallin sinetöity suojarakennus, jolla on toinen nimi - suojarakennus. Se koostuu vain kahdesta osasta: sisä- ja ulkokuoresta. Ulkokuori suojaa kaikilta ulkoisilta vaikutuksilta, sekä luonnollisilta että ihmisen aiheuttamilta. Paksuusulkokuori - 80 cm luja betoni.

Sisävaippa betoniseinämäpaksuudella on 1 metri 20 cm. Se on päällystetty kiinteällä 8 mm teräslevyllä. Lisäksi sen tasoite on vahvistettu erityisillä kaapelijärjestelmillä, jotka on venytetty itse kuoren sisään. Toisin sanoen se on teräskotelo, joka kiristää betonin ja lisää sen lujuutta kolme kertaa.

Suojapinnoitteen vivahteet

Uuden sukupolven ydinvoimalan sisäsuoja kestää 7 kilon painetta neliösenttimetriä kohden sekä korkeita lämpötiloja jopa 200 celsiusasteeseen.

Sisä- ja ulkokuoren välissä on kuorien välinen tila. Siinä on järjestelmä reaktoriosastosta tulevien kaasujen suodattamiseksi. Tehokkain teräsbetonikuori säilyttää tiiviyden 8 pisteen maanjäristyksen aikana. Kestää lentokoneen putoamisen, jonka paino on laskettu 200 tonniin, ja mahdollistaa myös äärimmäisten ulkoisten vaikutusten, kuten tornadojen ja hurrikaanien kestämisen tuulen maksiminopeudella 56 metriä sekunnissa, jonka todennäköisyys on mahdollista kerran 10 000 vuodessa. Lisäksi tällainen kuori suojaa ilmaiskuaallolta, jonka etupaine on jopa 30 kPa.

Sukupolven 3 ydinvoimalan ominaisuus+

Neljän fyysisen esteen järjestelmä syvissä puolustuksissa estää radioaktiivisten aineiden pääsyn voimayksikön ulkopuolelle hätätilanteessa. Kaikissa VVER-reaktoreissa on passiiviset ja aktiiviset turvajärjestelmät, joiden yhdistelmä takaa kolmen päätehtävän ratkaisun,hätätilanteet:

• ydinreaktioiden pysäyttäminen ja pysäyttäminen;
• varmistetaan jatkuva lämmönpoisto ydinpolttoaineesta ja itse voimayksiköstä;
• radionuklidien vapautumisen estäminen suojarakennuksen ulkopuolelle hätätilanteissa.

VVER-1200 Venäjällä ja maailmanlaajuisesti

Japanin uuden sukupolven ydinvoimalat ovat tulleet turvallisiksi Fukushima-1-ydinvoimalaitoksen onnettomuuden jälkeen. Japanilaiset päättivät sitten olla vastaanottamatta energiaa rauhanomaisen atomin avulla. Uusi hallitus kuitenkin palasi ydinvoimaan, kun maan talous kärsi raskaita tappioita. Kotimaiset insinöörit ydinfyysikkojen kanssa alkoivat kehittää uuden sukupolven turvallista ydinvoimalaa. Vuonna 2006 maailma sai tietää kotimaisten tiedemiesten uudesta supervoimakkaasta ja turvallisesta kehityksestä.

Toukokuussa 2016 Mustamaan alueella valmistui grandioosinen rakennusprojekti ja Novovoronežin ydinvoimalan kuudennen voimalaitoksen testaus saatiin onnistuneesti päätökseen. Uusi järjestelmä toimii vakaasti ja tehokkaasti! Ensimmäistä kertaa aseman rakentamisen aikana insinöörit suunnittelivat vain yhden ja maailman korkeimman jäähdytystornin veden jäähdyttämiseen. Aiemmin yhtä voimayksikköä varten rakennettiin kaksi jäähdytystornia. Tällaisen kehityksen ansiosta oli mahdollista säästää taloudellisia resursseja ja säilyttää tekniikka. Toisen vuoden ajan asemalla tehdään erilaisia töitä. Tämä on tarpeen jäljellä olevien laitteiden asteittaiseksi käyttöönottamiseksi, koska kaikkea on mahdotonta käynnistää kerralla. Novovoronežin ydinvoimalan edessä on seitsemännen voimayksikön rakentaminen, se kestää vielä kaksi vuotta. Sen jälkeenVoronezh on ainoa alue, joka on toteuttanut näin laajan hankkeen. Joka vuosi Voronezhissa vierailee useita ydinvoimalan toimintaa tutkivia v altuuskuntia. Tällainen kotimainen kehitys on jättänyt taakseen lännen ja idän energia-alalla. Nykyään useat osav altiot haluavat ottaa käyttöön tällaisia ydinvoimaloita, ja jotkut jo käyttävätkin.

Uuden sukupolven reaktoreita työskentelee Kiinan hyväksi Tianwanissa. Nykyään tällaisia asemia rakennetaan Intiaan, Valko-Venäjälle ja B altian maihin. Venäjän federaatiossa VVER-1200 otetaan käyttöön Voronezhissa, Leningradin alueella. Suunnitelmissa on rakentaa vastaava energia-alan laitos Bangladeshin tasav altaan ja Turkin osav altioon. Maaliskuussa 2017 tuli tunnetuksi, että Tšekin tasav alta teki aktiivisesti yhteistyötä Rosatomin kanssa saman aseman rakentamiseksi maaperään. Venäjä aikoo rakentaa (uuden sukupolven) ydinvoimaloita Severskiin (Tomskin alue), Nižni Novgorodiin ja Kurskiin.