Uue põlvkonna tuumaelektrijaam. Uus tuumaelektrijaam Venemaal

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Viimase veerandsajandi jooksul on mitu põlvkonda vahetunud mitte ainult meie ühiskonnas. Tänapäeval ehitatakse uue põlvkonna tuumaelektrijaamu. Uusimad Venemaa jõuallikad on nüüd varustatud ainult 3+ põlvkonna surveveereaktoritega. Seda tüüpi reaktoreid võib liialdamata nimetada kõige ohutumaks. Kogu VVER reaktorite (survejahutusega jõureaktori) tööperioodi jooksul ei ole juhtunud ühtegi tõsist õnnetust. Uut tüüpi tuumaelektrijaamad üle maailma on stabiilselt ja tõrgeteta töötanud juba üle 1000 aasta.

Viimase reaktori disain ja tööpõhimõte 3+

Reaktoris olev uraanikütus on suletud tsirkooniumtorudesse, niinimetatud kütuseelementidesse või kütusevarrastesse. Need moodustavad reaktori enda reaktiivtsooni. Kui neeldumisvardad sellest tsoonist eemaldada, suureneb reaktoris neutronosakeste voog ja seejärel algab isemajandav lõhustumisahelreaktsioon. Selle uraani ühendusega eraldub palju energiat, mis soojendab kütuseelemente. VVER-iga varustatud tuumaelektrijaamad töötavad kaheahelalise skeemi järgi. Esiteks läbib reaktorit puhas vesi, mis tarniti juba erinevatest lisanditest puhastatuna. Seejärel läbib see otse südamiku, kus see jahutab ja peseb kütusevardad. Seda vett kuumutatakseselle temperatuur ulatub 320 kraadini Celsiuse järgi, vedelas olekus püsimiseks tuleb seda hoida 160 atmosfääri rõhu all! Seejärel läheb kuum vesi aurugeneraatorisse, eraldades soojust. Seejärel siseneb sekundaarne vedelik uuesti reaktorisse.

Järgmised toimingud on kooskõlas meile harjumuspärase koostootmissüsteemiga. Sekundaarses ahelas olev vesi muutub aurugeneraatoris loomulikult auruks, vee gaasiline olek paneb turbiini pöörlema. See mehhanism paneb liikuma elektrigeneraatori, mis toodab elektrivoolu. Reaktor ise ja aurugeneraator asuvad suletud betoonkesta sees. Aurugeneraatoris ei interakteeru reaktorist väljuv primaarringi vesi mingil moel turbiini suunduva sekundaarahela vedelikuga. See reaktori ja aurugeneraatori tööskeem välistab kiirgusjäätmete tungimise väljapoole jaama reaktorisaali.

Raha säästmisest

Uue tuumaelektrijaam Venemaal nõuab ohutussüsteemide kuludeks 40% jaama enda kogumaksumusest. Põhiosa vahenditest on eraldatud jõuallika automatiseerimiseks ja projekteerimiseks, samuti turvasüsteemide varustuseks.

Uue põlvkonna tuumaelektrijaamade ohutuse tagamise aluseks on süvakaitse põhimõte, mis põhineb neljast füüsilisest tõkkest koosneva süsteemi kasutamisel, mis takistab radioaktiivsete ainete eraldumist.

Esimene barjäär

See on esitatud uraani kütusegraanulite endi tugevuse kujul. Peale nn ahjupaagutamise protsessitemperatuuril 1200 kraadi omandavad tabletid ülitugevad dünaamilised omadused. Need ei lagune kõrgete temperatuuride mõjul. Need asetatakse tsirkooniumtorudesse, mis moodustavad kütuseelementide kesta. Ühte sellisesse kütuseelementi süstitakse automaatselt üle 200 graanuli. Kui nad täidavad tsirkooniumtoru täielikult, käivitab automaatne robot vedru, mis surub need rikkeni. Seejärel pumpab masin õhu välja ja sulgeb selle täielikult.

Teine barjäär

Esitab tsirkooniumkattega kütuseelementide tihedust. TVEL vooder on valmistatud tuumapuhastusega tsirkooniumist. Sellel on suurenenud korrosioonikindlus, see suudab säilitada oma kuju temperatuuril üle 1000 kraadi. Tuumkütuse tootmise kvaliteedikontroll viiakse läbi selle tootmise kõikides etappides. Mitmeastmelise kvaliteedikontrolli tulemusena on kütuseelementide rõhu alandamise võimalus äärmiselt väike.

Kolmas barjäär

See on valmistatud vastupidavast terasest reaktorianuma kujul, mille paksus on 20 cm. See on mõeldud töörõhule 160 atmosfääri. Reaktori surveanum takistab lõhustumisproduktide vabanemist isolatsiooni all.

Neljas barjäär

See on reaktorisaali enda suletud kaitsepiirkond, millel on teine nimi – isolatsioon. See koosneb ainult kahest osast: sisemine ja välimine kest. Väliskest kaitseb kõigi välismõjude eest, nii looduslike kui ka tehislike mõjude eest. Paksusväliskest - 80 cm kõrgtugev betoon.

Betoonseina paksusega sisekest on 1 meeter 20 cm. See on kaetud tugeva 8 mm teraslehega. Lisaks tugevdavad selle tasanduskihti spetsiaalsed kaablisüsteemid, mis on venitatud kesta enda sees. Teisisõnu, see on terasest kookon, mis pingutab betooni, suurendades selle tugevust kolm korda.

Kaitsekatte nüansid

Uue põlvkonna tuumaelektrijaama sisemine isolatsioon talub rõhku 7 kilogrammi ruutsentimeetri kohta, aga ka kõrget temperatuuri kuni 200 kraadi Celsiuse järgi.

Sisemise ja välimise kesta vahel on kestadevaheline ruum. Sellel on süsteem reaktorisektsioonist sisenevate gaaside filtreerimiseks. Kõige võimsam raudbetoonkest säilitab 8-pallise maavärina ajal tiheduse. Talub kuni 200 tonni kaaluva lennuki kukkumist ning võimaldab taluda ka ekstreemseid välismõjusid nagu tornaadod ja orkaanid maksimaalse tuulekiirusega 56 meetrit sekundis, mille tõenäosus on võimalik üks kord 10 000 aasta jooksul. Lisaks kaitseb selline kest õhulöögi eest, mille esirõhk on kuni 30 kPa.

3. põlvkonna funktsioon+

Neljast füüsilisest tõkkest koosnev süsteem sügavuti kaitses takistab hädaolukorras radioaktiivsete ainete eraldumist väljaspool toiteplokki. Kõikidel VVER reaktoritel on passiivsed ja aktiivsed ohutussüsteemid, mille kombineerimine tagab kolme põhiülesande lahendamise,hädaolukorrad:

• tuumareaktsioonide peatamine ja peatamine;
• tuumakütusest ja jõuallikast endast pideva soojuse eemaldamise tagamine;
• radionukliidide eraldumise vältimine väljaspool isolatsiooni hädaolukordades.

VVER-1200 Venemaal ja kogu maailmas

Jaapani uue põlvkonna tuumaelektrijaamad on pärast Fukushima-1 tuumaelektrijaamas toimunud õnnetust muutunud ohutuks. Seejärel otsustasid jaapanlased rahumeelse aatomi abil energiat enam mitte vastu võtta. Uus valitsus naasis aga tuumaenergia juurde, sest riigi majandus kandis suuri kaotusi. Koduinsenerid koos tuumafüüsikutega hakkasid välja töötama uue põlvkonna ohutut tuumaelektrijaama. 2006. aastal sai maailm teada kodumaiste teadlaste uuest ülivõimsast ja turvalisest arengust.

2016. aasta mais valmis mustmaa piirkonnas grandioosne ehitusprojekt ja eduk alt lõpetati Novovoroneži TEJ 6. jõuploki katsetamine. Uus süsteem töötab stabiilselt ja tõhus alt! Esmakordselt projekteerisid insenerid jaama ehitamise ajal jahutusvee jaoks vaid ühe ja maailma kõrgeima jahutustorni. Kui varem ehitati ühele jõuallikale kaks jahutustorni. Tänu sellistele arengutele oli võimalik säästa rahalisi ressursse ja säilitada tehnoloogiat. Veel aasta jaamas tehakse erinevaid töid. See on vajalik allesjäänud seadmete järkjärguliseks kasutuselevõtuks, kuna kõike korraga käivitada on võimatu. Novovoroneži TEJ ees seisab 7. jõuploki ehitamine, see kestab veel kaks aastat. Pärast sedaVoronež on ainuke piirkond, mis on nii mastaapse projekti ellu viinud. Igal aastal külastavad Voroneži erinevad delegatsioonid, kes uurivad tuumajaama tööd. Selline kodumaine areng on energiavaldkonnas lääne ja ida selja taha jätnud. Täna soovivad mitmed osariigid selliseid tuumaelektrijaamu kasutusele võtta ja mõned juba kasutavad.

Uue põlvkonna reaktorid töötavad Hiina hüvanguks Tianwanis. Tänapäeval ehitatakse selliseid jaamu Indias, Valgevenes ja B alti riikides. Vene Föderatsioonis võetakse VVER-1200 kasutusele Leningradi oblastis Voronežis. Plaanis on ehitada samasugune rajatis energiasektoris Bangladeshi Vabariiki ja Türgi riiki. 2017. aasta märtsis sai teatavaks, et Tšehhi Vabariik teeb aktiivset koostööd Rosatomiga, et ehitada sama jaam oma pinnale. Venemaa plaanib ehitada (uue põlvkonna) tuumaelektrijaamu Severskisse (Tomski piirkond), Nižni Novgorodi ja Kurskisse.