NPP thế hệ mới. NPP mới ở Nga

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Trong một phần tư thế kỷ qua, nhiều thế hệ đã thay đổi không chỉ trong xã hội của chúng ta. Ngày nay, các nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới đang được xây dựng. Các tổ máy điện mới nhất của Nga hiện chỉ được trang bị lò phản ứng nước áp suất thế hệ 3+. Các lò phản ứng loại này có thể được gọi là an toàn nhất mà không cần phóng đại. Trong suốt thời gian hoạt động của các lò phản ứng VVER (lò phản ứng điện làm mát bằng áp suất), chưa xảy ra một vụ tai nạn nghiêm trọng nào. Tổng cộng các nhà máy điện hạt nhân thuộc loại mới trên toàn thế giới đã có hơn 1000 năm hoạt động ổn định và không gặp sự cố.

Thiết kế và vận hành lò phản ứng 3 +mới nhất

Nhiên liệu uranium trong lò phản ứng được bao bọc trong các ống zirconium, được gọi là nguyên tố nhiên liệu, hoặc thanh nhiên liệu. Chúng tạo nên vùng phản ứng của chính lò phản ứng. Khi tách các thanh hấp thụ ra khỏi vùng này, dòng hạt neutron tăng lên trong lò phản ứng, và sau đó phản ứng dây chuyền phân hạch tự duy trì bắt đầu. Với sự kết nối này của uranium, rất nhiều năng lượng được giải phóng, làm nóng các nguyên tố nhiên liệu. Các nhà máy điện hạt nhân trang bị VVER hoạt động theo sơ đồ hai vòng. Đầu tiên, nước tinh khiết đi qua lò phản ứng, được cung cấp đã được tinh lọc khỏi các tạp chất khác nhau. Sau đó, nó đi trực tiếp qua lõi, nơi nó nguội đi và rửa các thanh nhiên liệu. Nước này được làm nóngNhiệt độ của nó lên tới 320 độ C, để nó ở trạng thái lỏng, nó phải được giữ dưới áp suất 160 atm! Sau đó, nước nóng đi đến bộ tạo hơi nước, tỏa nhiệt. Và chất lỏng thứ cấp sau đó sẽ vào lại lò phản ứng.

Các hành động sau đây phù hợp với CHP mà chúng tôi đã sử dụng. Nước ở mạch thứ cấp tự nhiên biến thành hơi nước trong máy sinh hơi, nước ở trạng thái khí làm quay tuabin. Cơ chế này làm cho một máy phát điện chuyển động, tạo ra một dòng điện. Bản thân lò phản ứng và máy tạo hơi nước được đặt bên trong một lớp vỏ bê tông kín. Trong máy sinh hơi, nước từ mạch sơ cấp ra khỏi lò phản ứng không tương tác theo bất kỳ cách nào với chất lỏng từ mạch thứ cấp đi đến tuabin. Sơ đồ vận hành lò phản ứng và bố trí máy tạo hơi nước này loại trừ sự xâm nhập của chất thải bức xạ bên ngoài sảnh lò phản ứng của trạm.

Tiết kiệm tiền

Một nhà máy điện hạt nhân mới ở Nga đòi hỏi 40% tổng chi phí của chính nhà máy cho chi phí hệ thống an toàn. Phần chính của quỹ được phân bổ cho việc tự động hóa và thiết kế đơn vị điện, cũng như cho thiết bị của các hệ thống an ninh.

Cơ sở để đảm bảo an toàn trong các nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới là nguyên tắc phòng thủ theo chiều sâu, dựa trên việc sử dụng hệ thống 4 hàng rào vật lý ngăn việc giải phóng các chất phóng xạ.

Rào cản đầu tiên

Nó được trình bày dưới dạng sức mạnh của chính các viên nhiên liệu uranium. Sau cái gọi là quá trình thiêu kết bằng lòở nhiệt độ 1200 độ, máy tính bảng có được đặc tính năng động có độ bền cao. Chúng không bị hỏng dưới tác động của nhiệt độ cao. Chúng được đặt trong các ống zirconi tạo thành vỏ của các nguyên tố nhiên liệu. Hơn 200 viên được tự động bơm vào một phần tử nhiên liệu như vậy. Khi chúng lấp đầy hoàn toàn ống zirconium, robot tự động đưa vào một lò xo để ép chúng đến chỗ hỏng. Sau đó, máy bơm không khí ra ngoài và sau đó niêm phong hoàn toàn.

Rào cản thứ hai

Đại diện cho độ kín của các phần tử nhiên liệu bọc zirconium. Lớp phủ TVEL được làm bằng zirconium cấp hạt nhân. Nó đã tăng khả năng chống ăn mòn, có thể giữ nguyên hình dạng ở nhiệt độ trên 1000 độ. Kiểm tra chất lượng sản xuất nhiên liệu hạt nhân được thực hiện ở tất cả các giai đoạn sản xuất của nó. Theo kết quả của việc kiểm tra chất lượng qua nhiều giai đoạn, khả năng giảm áp suất của các phần tử nhiên liệu là rất thấp.

Rào cản thứ ba

Nó được chế tạo dưới dạng một bình phản ứng bằng thép siêu bền, độ dày của nó là 20 cm. Nó được thiết kế cho áp suất làm việc là 160 atm. Bình áp suất của lò phản ứng ngăn chặn việc giải phóng các sản phẩm phân hạch trong ngăn chứa.

Rào cản thứ tư

Đây là một phòng chứa được niêm phong của chính sảnh lò phản ứng, có một tên gọi khác - phòng chứa. Nó chỉ bao gồm hai phần: vỏ bên trong và bên ngoài. Lớp vỏ bên ngoài giúp bảo vệ khỏi mọi tác động bên ngoài, kể cả tự nhiên và nhân tạo. Độ dàyvỏ ngoài - bê tông cường độ cao 80 cm.

Lớp vỏ bên trong với độ dày thành bê tông là 1 mét 20 cm, được bao phủ bởi một tấm thép 8 mm chắc chắn. Ngoài ra, lớp láng của nó được gia cố bằng hệ thống cáp đặc biệt được kéo căng bên trong vỏ. Nói cách khác, nó là một loại thép kén chặt bê tông, tăng cường độ lên gấp ba lần.

Sắc thái của lớp phủ bảo vệ

Khoang bên trong của một nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới có thể chịu được áp suất 7 kg trên một cm vuông, cũng như nhiệt độ cao lên tới 200 độ C.

Có một không gian liên vỏ giữa vỏ trong và vỏ ngoài. Nó có một hệ thống lọc khí đi vào từ ngăn lò phản ứng. Lớp vỏ bê tông cốt thép mạnh nhất duy trì độ kín trong trận động đất là 8 điểm. Chịu được sự rơi của máy bay, trọng lượng của máy bay được tính toán lên đến 200 tấn, và cũng cho phép bạn chịu được các tác động bên ngoài khắc nghiệt, chẳng hạn như lốc xoáy và bão, với tốc độ gió tối đa là 56 mét / giây, xác suất là có thể một lần trong 10.000 năm. Hơn nữa, lớp vỏ như vậy bảo vệ khỏi sóng xung kích không khí với áp suất phía trước lên đến 30 kPa.

Tính năng của NPP thế hệ 3 +

Hệ thống bốn hàng rào vật lý phòng thủ sâu ngăn chặn phóng xạ ra bên ngoài thiết bị điện trong trường hợp khẩn cấp. Tất cả các lò phản ứng VVER đều có hệ thống an toàn thụ động và chủ động, sự kết hợp của chúng đảm bảo giải pháp cho ba nhiệm vụ chính,trường hợp khẩn cấp:

• dừng và dừng phản ứng hạt nhân;
• đảm bảo loại bỏ nhiệt liên tục khỏi nhiên liệu hạt nhân và bản thân bộ nguồn;
• ngăn chặn giải phóng hạt nhân phóng xạ bên ngoài khu vực ngăn chặn trong trường hợp khẩn cấp.

VVER-1200 tại Nga và trên toàn thế giới

Các nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới của Nhật Bản đã trở nên an toàn sau sự cố tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima-1. Người Nhật sau đó đã quyết định không tiếp nhận năng lượng nữa với sự trợ giúp của một nguyên tử hòa bình. Tuy nhiên, chính phủ mới đã quay trở lại với năng lượng hạt nhân, do nền kinh tế nước này bị tổn thất nặng nề. Các kỹ sư trong nước cùng với các nhà vật lý hạt nhân bắt đầu phát triển một nhà máy điện hạt nhân an toàn thế hệ mới. Năm 2006, thế giới biết đến sự phát triển siêu mạnh mẽ và an toàn mới của các nhà khoa học trong nước.

Vào tháng 5 năm 2016, một dự án xây dựng hoành tráng đã được hoàn thành ở vùng đất đen và việc thử nghiệm tổ máy thứ 6 tại NPP Novovoronezh đã được hoàn thành thành công. Hệ thống mới hoạt động ổn định và hiệu quả! Lần đầu tiên, trong quá trình xây dựng nhà ga, các kỹ sư chỉ thiết kế một tháp giải nhiệt cao nhất thế giới để làm mát nước. Trong khi trước đây hai tháp giải nhiệt được xây dựng cho một đơn vị điện. Nhờ những phát triển như vậy, người ta đã có thể tiết kiệm nguồn tài chính và bảo tồn công nghệ. Trong một năm nữa, nhiều công việc khác nhau sẽ được thực hiện tại nhà ga. Điều này là cần thiết để sử dụng dần các thiết bị còn lại, vì không thể bắt đầu mọi thứ cùng một lúc. Phía trước NPP Novovoronezh là việc xây dựng tổ máy điện thứ 7, nó sẽ kéo dài thêm hai năm nữa. Sau đóVoronezh sẽ là khu vực duy nhất thực hiện một dự án quy mô lớn như vậy. Hàng năm Voronezh được các phái đoàn khác nhau đến thăm để nghiên cứu hoạt động của nhà máy điện hạt nhân. Sự phát triển trong nước như vậy đã bỏ lại phương Tây và phương Đông trong lĩnh vực năng lượng. Ngày nay, nhiều bang muốn giới thiệu và một số đã sử dụng các nhà máy điện hạt nhân như vậy.

Một thế hệ lò phản ứng mới đang hoạt động vì lợi ích của Trung Quốc ở Tianwan. Ngày nay, những trạm như vậy đang được xây dựng ở Ấn Độ, Belarus và các nước vùng B altic. Tại Liên bang Nga, VVER-1200 đang được giới thiệu tại Khu vực Voronezh, Leningrad. Kế hoạch là xây dựng một cơ sở tương tự trong lĩnh vực năng lượng ở Cộng hòa Bangladesh và bang Thổ Nhĩ Kỳ. Vào tháng 3 năm 2017, được biết Cộng hòa Séc đang tích cực hợp tác với Rosatom để xây dựng nhà ga tương tự trên đất của mình. Nga có kế hoạch xây dựng các nhà máy điện hạt nhân (thế hệ mới) ở Seversk (vùng Tomsk), Nizhny Novgorod và Kursk.