원자력 발전소 설명. 원자력 발전소: 작동 원리 및 설계. 원자력 발전소 건설의 역사. 원자력 발전소의 3회로 기술 다이어그램

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원자력 발전소(NPP)에는 응축열병합발전소(CHP), 원자력 열공급 발전소(ACT), 원자력 산업용 열공급 발전소(ACPT)가 있습니다. 원자력 발전소는 화력 및 전기 부분 모두에서 블록 원리에 따라 건설됩니다.
원자력 발전소의 원자로는 다양한 기준에 따라 분류됩니다. 중성자 에너지 수준에 따라 원자로는 두 가지 주요 등급, 즉 열(열 중성자)과 고속(고속 중성자)으로 구분됩니다. 중성자 감속재의 유형에 따라 원자로는 물, 중수, 흑연이고 냉각수의 유형에 따라 물, 중수, 가스, 액체 금속입니다. 수냉식 원자로는 설계에 따라 용기와 채널로 분류됩니다.
장비 수리 조직의 관점에서 원자력 발전소에서는 회로 수에 따른 분류가 가장 중요합니다. 가능한 모든 비상 상황에서 장치의 안전한 작동을 보장하기 위한 요구 사항을 고려하여 회로 수를 선택합니다. 회로 수가 증가하면 사이클에 추가 손실이 발생하고 이에 따라 원자력 발전소의 효율성이 저하됩니다.
모든 원자력 발전소 시스템에서는 냉각수와 작동 유체가 구별됩니다. 작동유체, 즉 일을 수행하고 열에너지를 기계적 에너지로 변환하는 매체는 수증기입니다. 원자력 발전소에서 냉각수의 목적은 원자로에서 방출되는 열을 제거하는 것입니다. 냉각수 회로와 작동유체 회로가 분리되지 않은 경우 원자력발전소를 단일회로라 한다(그림 1).

그림 1. 원자력 발전소의 열 다이어그램:
a - 단일 회로; b - 이중 회로; c - 3회로; 1 - 원자로; 2 - 터빈; 3- 터보 발전기; 4- 응축 장치; 5- 응축수 펌프; b - 급수용 재생 가열 시스템; 7 - 공급 펌프; 8 - 증기 발생기; 9 - 반응기 회로의 순환 펌프; 10 - 중간 회로 순환 펌프

단일 회로 회로에서는 모든 장비가 방사선 활성 조건에서 작동하므로 수리가 복잡합니다. RBMK-1000 및 RBMK-1500 유형의 원자로를 갖춘 NPP는 단일 회로 방식에 따라 작동합니다.
냉각수 회로와 작동유체 회로가 분리된 경우 원자력 발전소를 이중 회로라고 합니다. 따라서 냉각수 회로를 첫 번째, 작동 유체 회로를 두 번째라고합니다. 이러한 방식에서는 원자로를 통해 펌핑되는 냉각수에 의해 원자로가 냉각되고, 주 순환 펌프에 의해 증기 발생기가 냉각됩니다. 이렇게 형성된 냉각수 회로는 방사성이지만 역 장비 전체를 포함하지 않고 일부만 포함합니다. 두 번째 회로에는 방사선 활동이 없을 때 작동하는 장비가 포함되어 있어 장비 수리가 단순화됩니다. 이중 회로 스테이션에는 첫 번째 회로와 두 번째 회로를 분리하는 증기 발생기가 필요합니다.
VVER-440 및 VVER-1000 유형의 원자로를 갖춘 NPP는 이중 회로 방식에 따라 작동합니다. 증기 및 물과 집중적으로 상호 작용하는 냉각수가 있습니다. 이로 인해 서비스를 받는 장소로 방사성 물질이 누출될 위험이 발생할 수 있습니다. 이러한 냉각수는 예를 들어 액체 나트륨입니다. 따라서 비상 모드에서도 방사성 나트륨이 물 또는 수증기와 접촉하는 것을 방지하기 위해 추가(중간) 회로가 생성됩니다. 이러한 원자력 발전소를 3회로 원자력 발전소라고 합니다. BN-350 및 BN-600 유형의 원자로를 갖춘 NPP는 3 회로 방식에 따라 작동합니다. 현재 원자력 발전소에는 주로 VVER-440, VVER 원자로가 포함된 350~1500MW 용량의 전력 장치가 장착되어 있습니다. -1000, RBMK-1000, RBMK-1500, BN 유형 -350 및 BN-600. 원자로의 주요 특성은 표에 나와 있습니다. 1.

1 번 테이블. 원자력 발전소 원자로의 주요 특징

원자로가 설치된 원자력 발전소: VVER-440 - Rivne 등; VVER-1000 - Zaporozhye, Balakovo, Novovoronezh, Kalinin, South Ukraine 등; RBMK-1000 - 레닌그라드, 체르노빌, 쿠르스크, 스몰렌스크 등; RBMK-1500 - Ignalinskaya; BN-350 - 셰브첸코프스카야; BN-600-벨로야르스카야.
수냉식 발전용 원자로(WWER)는 용기형 원자로입니다. 중재자 및 냉각수 - 압력이 가해지는 물. VVER 원자로가 있는 원자력 발전소의 작동 유체는 수증기입니다.
고출력 비등수형 원자로(RBMK)는 흑연이 감속재로, 물과 증기-물 혼합물이 냉각제로 사용되는 채널형 원자로입니다.
고속 중성자로에서 1차 및 2차 회로의 냉각제는 나트륨이므로 방사성 금속이 물과 접촉할 가능성이 없습니다. 그림에서. 그림 2는 VVER를 갖춘 원자력 발전소의 개략적인 흐름도를 보여줍니다. 원자로 5의 노심에서 증기발생기 1로의 열에너지는 주 순환 펌프 2에 의해 생성된 압력 하에서 순환하는 물에 의해 전달됩니다. VVER-1,000 원자로는 4개의 주요 순환 회로(일반적으로 하나의 회로가 그림 2에 표시됨)와 동일한 수의 주 순환 펌프.


쌀. 2. 가압수형 원자로를 갖춘 원자력 발전소의 단순화된 기술 다이어그램:
1 - 증기 발생기; 2 - 주 순환 펌프(MCP); 3 - 볼륨 보상기; 4 - 비상 냉각 시스템의 유압 어큐뮬레이터; 5 - 원자로; 6 - 특수 수처리 설치; 7 - 일반 메이크업 및 붕소 조절을 위한 펌프; 8 - 연료 요소(연료 요소)의 냉각 풀용 열 교환기 및 냉각 펌프; 9 - 정상 및 증가된 농도의 ECCS 시스템의 붕소 용액 비상 저장 탱크; 10 - 원자로 냉각 열교환기; 11 - 스프링클러 펌프; 12 - 저압 및 고압의 비상 냉각 펌프; 13, 15 - 비상 및 작동 중인 붕소 농축 펌프; 14 - 붕소 농축 탱크; 16 - 증기 터빈; 17 - 분리기 과열기; 18 - 고속 증기 배출 장치(HRU); 19 - 발전기; 20 - 오일 쿨러; 21, 22 - 가스 쿨러 및 펌프; 23 - 서비스 워터 펌프; 24 - 터빈 순환 펌프; 25 - 커패시터; 26, 28 - 첫 번째 및 두 번째 단계의 응축수 펌프; 27- 응축수 정화; 29 - 저압 히터; 30 - 터보 펌프 공급; 31 - 모래 예비 공급 전기 펌프; 32 - 냉각 펌프; 33 - 탈기기; 34 - 고압 히터; 35 - 급수 저장 탱크; 36 - 비상 공급 펌프; 37 - 첫 번째 회로의 냉각수 배수 펌프

반응기 회로의 수위보다 높은 특정 증기 압력을 유지하기 위해 전기 가열 기능을 갖춘 증기량 보상기 3이 설치되어 부피 보상기에서 물의 증발을 보장합니다.
원자력 발전소의 안전은 정상 운전 시스템, 위치 파악 시스템 및 비상 노심 냉각 시스템(ECCS)을 통해 보장됩니다. 위치 파악 시스템과 ECCS는 모든 정상 및 비상 상황에서 원자력 발전소의 밀폐된 공간 외부에서 방사능이 확산되지 않도록 보장해야 합니다. 비상 원자로 냉각은 3개의 독립적인 시스템에 의해 제공됩니다. 그 중 하나는 비상붕소수용조(9), 냉각열교환기(10), 스프링클러펌프(11), 저·고압 비상냉각펌프(12)로 구성된다. 원자로회로의 감압 및 소량의 누출이 발생하는 경우 펌프(12)는 스위치를 켜고 회로에 붕산 용액을 공급합니다. 최대 설계 기준 사고(DMA)(주 순환 회로 파열 및 원자로 압력 강하)가 발생하는 경우 펌핑 저장 탱크 4에서 노심 위 및 아래 공간으로 물이 공급됩니다. 이는 비등을 방지해야 합니다. 반응기의 물. 동시에 붕산수는 스프링클러 시스템과 원자로 회로에 공급됩니다. 스프링클러 시스템의 워터 제트는 증기를 응축하고 밀봉된 인클로저에 압력이 형성되는 것을 방지합니다. 피트로 흐르는 물은 열 교환기(10)에서 냉각되고 반응기가 완전히 냉각될 때까지 순환로와 스프링클러 시스템으로 재주입됩니다.
정상 작동 중에 1차 회로는 1차 회로 탈기기의 펌프 7에 의해 공급됩니다. 낮은 유속에서는 붕소 함유 물이 펌프 13과 15에 의해 공급됩니다.
재장전 풀의 물을 냉각하고 연료 요소(연료 요소)를 유지하기 위해 열 교환기와 펌프 8이 ​​있습니다. 열 교환기와 특수 수처리를 통한 냉각수의 순환을 보장하려면 펌프 37이 필요합니다.
원자로 제어 및 보호 시스템(RCS)을 사용하여 원자로가 시동 및 정지되고, 전력이 제거되고 자동으로 유지되며, 에너지 방출 필드가 노심 전체에 걸쳐 평준화됩니다. 원자로는 제어 요소를 사용하여 원자로 노심의 중성자 흡수체를 움직여 제어하고 보호합니다.
원자력 발전소의 두 번째 비방사성 회로의 기술 체계는 여러 면에서 IES 체계와 유사합니다.
구조적으로 VVER-1000 원자로가 있는 원자로 구획은 밀봉된 부분(쉘)과 비가압 부분(구조)으로 구성됩니다. 주요 장비는 원자로, 증기 발생기, 주 순환 펌프, 용량 보상기, 주 순환 파이프라인, ECCS 탱크 등 밀봉된 부분에 있습니다. 필요한 수준의 안전, 장비 및 고압 방사성 냉각수와의 통신을 보장하기 위해 , 회로의 압축이 풀리면 방사성 핵분열 파편이 밀봉된 껍질에 싸여 외부로 방출됩니다. 쉘은 원자로 쉘 외부의 방사선 상황의 허용 한계를 초과하지 않고 실내에 사고의 방사성 생성물을 보유합니다.
VVER-1000 원자로를 갖춘 NPP 동력 장치의 레이아웃은 모듈식 레이아웃 원리를 기반으로 합니다. 각 전원 장치에는 나머지 전원 장치의 작동 모드에 관계없이 전원 장치의 방사선 및 원자력 안전은 물론 비상 정지, 냉각, 잔열 제거 및 일련의 비상 조치를 보장하는 모든 시스템이 있습니다. . 정상 작동 모드에서 동력 장치의 작동을 보장하는 데 필요한 일반 플랜트 시스템은 별도의 NPP 구조로 분리됩니다.
밀봉된 부분은 원통형이며 공기로 연결된 상단과 하단의 두 개의 볼륨으로 구성됩니다. 윗부분은 구형 돔으로 덮여 있습니다. 원자로 발전소 장비, 1차 냉각수 정화 시스템, 운송 및 기술 장비, 환기 시스템은 쉘 상부에 설치됩니다.
쉘의 하부 원통형 부분은 상부 실린더와 동축을 이루며 원자로 구획의 기초 플레이트 위에 놓입니다. 이 부분에는 원자로 비상냉각계통, 원자로축냉각계통 등 배관의 환기실이 설치됩니다.
원자로 구획의 누출 부분은 평면상 사각형 모양으로 쉘의 둘레를 덮고 있습니다. 블록 기술 시스템은 기술 프로세스의 기능적 목적에 따라 보안 수준이 높은 구역에 위치해야 하는 구내에 설치됩니다. 원자로 구획은 높은 보안 구역입니다. 원자로 구획 내에서 인원은 외부 0, 7 방사선, 방사성 가스 및 에어로졸로 인한 대기 오염, 방사성 핵종 또는 방사성 물질로 인한 건물 구조물 및 장비 표면 오염에 노출될 수 있습니다.
VVER-1000 원자로가 있는 NPP에서 자유 모드 구역의 전제에는 다음이 포함됩니다. K-1030-60/1500 또는 K-1000-60/1500 터빈과 TVV-1000-4UZ 터보 발전기가 설치된 터빈실, 42 환기 ​​센터, 블록 패널 제어 및 기타 장비 공급, 즉 직원이 전리 방사선원을 다루는 작업에 직접 참여하지 않는 장소. 자유 체제 구역에서는 전리 방사선에 대한 인원의 노출이 사실상 제거됩니다.
원자력 발전소 부지 내 방사선 수준을 평가할 때 방사선 노출의 주요 요인은 생물학적 보호 장치를 관통하는 전리 방사선의 흐름, 주로 γ- 방사선의 흐름입니다. 원자력 발전소의 모든 구역에서 환기 시스템은 흡입되는 공기 중 허용 가능한 방사성 물질 농도를 보장합니다.

인류의 가장 세계적인 문제 중 하나는 에너지입니다. 토목 기반 시설, 산업, 군대 - 이 모든 것에는 엄청난 양의 전기가 필요하며 이를 생산하기 위해 매년 많은 양의 광물이 할당됩니다. 문제는 이러한 자원이 무한하지 않다는 점이며, 지금은 상황이 어느 정도 안정되더라도 미래에 대해 생각해야 합니다. 대체 청정 전기에 큰 희망이 있었지만 실습에서 알 수 있듯이 최종 결과는 원하는 것과는 거리가 멀습니다. 태양광이나 풍력 발전소의 비용은 엄청나지만 에너지 양은 미미합니다. 이것이 바로 원자력 발전소가 이제 추가 개발을 위한 가장 유망한 옵션으로 간주되는 이유입니다.

원자력 발전소의 역사

전기를 생성하기 위해 원자를 사용하는 것에 관한 첫 번째 아이디어는이를 기반으로 자체 대량 살상 무기가 만들어지기 거의 10 년 전인 20 세기 40 년대 소련에서 나타났습니다. 1948년에는 원자력 발전소의 작동 원리가 개발되었고, 동시에 세계 최초로 원자력 에너지를 이용해 장치에 전력을 공급하는 것이 가능해졌습니다. 1950년에 미국은 당시 지구상에서 이러한 유형의 유일한 발전소로 간주될 수 있는 소형 원자로 건설을 완료했습니다. 사실, 그것은 실험적이었고 단지 800와트의 전력만 생산했습니다. 동시에 소련에서는 세계 최초의 본격적인 원자력 발전소의 기초가 마련되고 있었지만 시운전 후에도 여전히 산업 규모로 전기를 생산하지 못했습니다. 이 원자로는 기술을 연마하는 데 더 많이 사용되었습니다.

그 순간부터 전 세계적으로 대규모 원자력 발전소 건설이 시작되었습니다. 이 "인종"의 전통적인 지도자인 미국과 소련 외에도 최초의 원자로는 다음 국가에 나타났습니다.

• 1956 - 영국.
• 1959 - 프랑스.
• 1961 - 독일.
• 1962 - 캐나다.
• 1964 - 스웨덴.
• 1966 - 일본.

건설 중인 원자력 발전소의 수는 체르노빌 재해가 발생할 때까지 지속적으로 증가했으며, 이후 건설이 중단되기 시작하고 점차 많은 국가에서 원자력 에너지를 포기하기 시작했습니다. 현재 이러한 새로운 발전소가 주로 러시아와 중국에 등장하고 있습니다. 이전에 다른 유형의 에너지로 전환을 계획했던 일부 국가는 점차 프로그램에 복귀하고 있으며 가까운 미래에 원자력 발전소 건설이 또 다시 급증할 가능성이 있습니다. 이는 적어도 에너지 생산을 위한 다른 효과적인 옵션이 발견될 때까지 인간 발달의 필수 단계입니다.

원자력의 특징

가장 큰 장점은 연료 소비를 최소화하고 오염이 거의 전혀 없이 엄청난 양의 에너지를 생성한다는 것입니다. 원자력 발전소의 원자로 작동 원리는 단순한 증기 기관을 기반으로 하며 (연료 자체는 계산하지 않고) 물을 주성분으로 사용하므로 환경적 관점에서 피해가 최소화됩니다. 이러한 유형의 발전소의 잠재적 위험은 크게 과장되어 있습니다. 체르노빌 재해의 원인은 아직 확실하게 확립되지 않았으며(자세한 내용은 아래 참조) 더욱이 조사의 일환으로 수집된 모든 정보를 통해 기존 발전소를 현대화할 수 있었고 가능성이 희박한 방사선 방출 옵션도 제거할 수 있었습니다. 환경론자들은 때때로 그러한 발전소가 열 오염의 강력한 원인이라고 말하지만, 이 또한 전적으로 사실이 아닙니다. 실제로 2차 회로의 온수는 저수지로 들어가지만 대부분 이러한 목적을 위해 특별히 만들어진 인공 버전이 사용되며 다른 경우에는 이러한 온도 상승의 비율을 다른 에너지원의 오염과 비교할 수 없습니다.

연료 문제

원자력 발전소의 인기에서 최소한의 역할은 연료인 우라늄-235에 의해 수행됩니다. 동시에 엄청난 양의 에너지가 방출되는 다른 유형보다 훨씬 적은 양이 필요합니다. 원자력 발전소 원자로의 작동 원리는 막대에 배치된 특수 "정제" 형태로 이 연료를 사용하는 것과 관련이 있습니다. 사실, 이 경우 유일한 어려움은 그러한 모양을 만드는 것입니다. 그러나 최근 현재의 글로벌 매장량도 오래 가지 못할 것이라는 정보가 나타나기 시작했습니다. 그러나 이것은 이미 제공되었습니다. 최신 3회로 원자로는 우라늄-238을 사용하며 그 양이 많으며 연료 부족 문제는 오랫동안 사라질 것입니다.

이중회로원전의 작동원리

위에서 언급했듯이 이는 기존 증기 엔진을 기반으로 합니다. 간단히 말해서, 원자력 발전소의 작동 원리는 1차 회로의 물을 가열하고, 다시 2차 회로의 물을 증기 상태로 가열하는 것입니다. 터빈으로 유입되어 블레이드를 회전시켜 발전기에서 전기를 생산하게 됩니다. "폐기물" 증기는 응축기로 들어가고 다시 물로 변합니다. 이는 거의 닫힌 사이클을 만듭니다. 이론적으로 이 모든 것은 단 하나의 회로를 사용하여 훨씬 더 간단하게 작동할 수 있지만 이론적으로 그 안의 물은 오염될 수 있기 때문에 실제로 안전하지 않습니다. 이는 대부분의 원자력 발전소에 대한 시스템 표준을 사용할 때 제외됩니다. 두 개의 물 순환이 서로 분리되어 있습니다.

3회로 원자력 발전소의 작동 원리

이들은 우라늄-238을 사용하는 보다 현대적인 발전소입니다. 그 매장량은 전 세계 모든 방사성 원소의 99% 이상을 차지합니다(따라서 사용 가능성이 매우 높습니다). 이러한 유형의 원자력 발전소의 작동 원리와 설계는 최대 3개의 회로와 액체 나트륨의 적극적인 사용으로 구성됩니다. 일반적으로 모든 것이 거의 동일하지만 약간의 추가 사항이 있습니다. 반응기에서 직접 가열되는 1차 회로에서 이 액체 나트륨은 고온에서 순환합니다. 두 번째 원은 첫 번째 원에서 가열되고 동일한 액체를 사용하지만 너무 뜨겁지는 않습니다. 그런 다음 이미 세 번째 회로에서 물이 사용되며 두 번째 회로에서 증기 상태로 가열되어 터빈을 회전시킵니다. 시스템은 기술적으로 더 복잡한 것으로 밝혀졌지만 그러한 원자력 발전소는 한 번만 건설하면 남은 것은 노동의 결실을 즐기는 것뿐입니다.

체르노빌

이번 참사 원인은 체르노빌 원자력발전소의 작동원리로 추정된다. 공식적으로 일어난 일에는 두 가지 버전이 있습니다. 한 사람에 따르면 문제는 원자로 운영자의 부적절한 행동으로 인해 발생했습니다. 두 번째에 따르면 발전소 설계가 실패했기 때문입니다. 그러나 체르노빌 원자력 발전소의 작동 원리는 오늘날까지 제대로 작동하고 있는 이러한 유형의 다른 발전소에서도 사용되었습니다. 반복하기 거의 불가능한 일련의 사고가 발생했다는 의견이 있습니다. 여기에는 해당 지역의 작은 지진, 원자로 실험 수행, 설계 자체의 사소한 문제 등이 포함됩니다. 이 모든 것이 폭발을 일으켰습니다. 그러나 원자로의 출력이 그렇게 되어서는 안 되었을 때 원자로 출력이 급격히 증가한 이유는 아직 알려지지 않았습니다. 파괴 행위 가능성에 대한 의견도 있었지만 현재까지 입증 된 것은 없습니다.

후쿠시마

이것은 원자력 발전소와 관련된 세계적인 재난의 또 다른 예입니다. 그리고 이 경우에도 원인은 연쇄사고였다. 이 역은 일본 해안에서 흔히 발생하는 지진과 쓰나미로부터 안전하게 보호되었습니다. 이 두 가지 사건이 동시에 일어날 것이라고 상상한 사람은 거의 없었습니다. 후쿠시마 원전 발전기의 작동 원리는 전체 안전 단지의 작동을 유지하기 위해 외부 에너지원을 사용하는 것과 관련이 있습니다. 사고가 발생하면 발전소 자체에서 에너지를 얻는 것이 어렵기 때문에 이는 합리적인 조치입니다. 지진과 쓰나미로 인해 이러한 모든 소스가 작동하지 않아 원자로가 녹아 재앙이 발생했습니다. 현재 피해를 복구하기 위한 노력이 진행 중입니다. 전문가들에 따르면 앞으로 40년이 더 걸릴 것이라고 합니다.

모든 효율성에도 불구하고 원자력은 여전히 ​​상당히 비싼 편입니다. 원자력 발전소 증기 발생기 및 기타 구성 요소의 작동 원리는 회수해야 할 막대한 건설 비용을 의미하기 때문입니다. 현재 석탄과 석유로 얻는 전기는 여전히 저렴하지만 이러한 자원은 앞으로 수십 년 안에 고갈될 것이며 앞으로 몇 년 안에 원자력 에너지는 다른 어떤 것보다 저렴해질 것입니다. 현재 대체 에너지원(풍력, 태양광 발전소)에서 생산되는 환경친화적인 전기 비용은 약 20배 더 비쌉니다.

원자력 발전소의 작동 원리로 인해 그러한 발전소를 신속하게 건설할 수 없는 것으로 여겨집니다. 사실이 아닙니다. 이러한 유형의 시설을 건설하는 데는 평균 약 5년이 소요됩니다.

스테이션은 잠재적인 방사선 방출뿐만 아니라 대부분의 외부 요인으로부터도 완벽하게 보호됩니다. 예를 들어, 테러리스트들이 쌍둥이 타워 대신 원자력 발전소를 선택했다면 주변 인프라에 최소한의 피해만을 입힐 수 있었을 것이며 원자로 작동에는 어떤 영향도 미치지 않았을 것입니다.

결과

원자력 발전소의 작동 원리는 대부분의 다른 기존 발전소의 작동 원리와 실질적으로 다르지 않습니다. 증기 에너지는 모든 곳에서 사용됩니다. 수력 발전소는 흐르는 물의 압력을 사용하며, 심지어 태양 에너지로 작동하는 모델도 끓을 때까지 가열되어 터빈을 회전시키는 액체를 사용합니다. 이 규칙의 유일한 예외는 기단의 이동으로 인해 블레이드가 회전하는 풍력 발전소입니다.

원자력 발전소 및 그 구조:

원자력 발전소(NPP)전기 에너지를 생산하는 것이 목적인 원자력 시설입니다.

– 과부하를 수행하는 기계 연료(다시로드 기계).

이 장비의 작동은 직원(이러한 목적으로 블록 제어 패널을 사용하는 운영자)에 의해 제어됩니다.

원자로의 핵심 요소는 콘크리트 샤프트에 위치한 구역입니다. 또한 제어 및 보호 기능을 제공하는 시스템도 포함됩니다. 이를 통해 제어된 핵분열 연쇄 반응이 발생하는 모드를 선택할 수 있습니다. 또한 이 시스템은 긴급 보호 기능을 제공하므로 긴급 상황 발생 시 신속하게 반응을 중단할 수 있습니다.

두 번째 건물에는 원전터빈과 증기 발생기가 위치한 터빈 홀이 있습니다. 또 핵연료를 재장전하고 사용후핵연료를 특수 설계된 저장고에 저장하는 건물도 있다.

영토에서 원자력 발전소위치해있습니다 커패시터, 재순환 냉각 시스템의 구성 요소인 냉각탑, 냉각 연못 및 스프레이 연못도 포함됩니다. 냉각탑은 콘크리트로 만들어졌으며 잘린 원뿔 모양의 탑입니다. 자연 또는 인공 저수지가 연못 역할을 할 수 있습니다. 원전영토 경계를 넘어 연장되는 고전압 전력선을 갖추고 있습니다.

세계 최초 건설 원자력 발전소 1950년 러시아에서 시작되어 4년 후에 완성되었습니다. 프로젝트를 위해 마을 근처 지역이 선택되었습니다. Obninsky (칼루가 지역).

그러나 전기는 1951년 미국에서 처음으로 생산되었습니다. 그것을 획득한 첫 번째 성공적인 사례는 아이다호 주에서 기록되었습니다.

생산 분야에서는 전기미국이 선두에 있으며, 연간 7,880억 kW/h 이상이 생성됩니다. 생산량 측면에서 리더 목록에는 프랑스, ​​​​일본, 독일 및 러시아도 포함됩니다.

원자력 발전소의 작동 원리:

에너지는 다음을 사용하여 생산됩니다. 원자로, 핵분열 과정이 발생합니다. 이 경우 무거운 핵은 두 조각으로 분해되어 매우 들뜬 상태에서 중성자(및 기타 입자)를 방출합니다. 중성자는 차례로 새로운 핵분열 과정을 일으켜 더 많은 중성자를 방출합니다. 이러한 지속적인 붕괴 과정을 핵연쇄반응이라고 하며, 그 특징은 다량의 에너지를 방출하는 것입니다. 이 에너지를 생산하는 것이 작업의 목적이다 원자력 발전소(NPP).

생산 과정에는 다음 단계가 포함됩니다.

1. 1. 원자력 에너지를 열에너지로 전환;
2. 2. 열에너지를 기계적 에너지로 변환;
3. 3. 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.

첫 번째 단계에서는 원자로커널 로딩 진행 중 연료(우라늄-235)을 사용하여 통제된 연쇄반응을 시작합니다. 연료는 열 또는 느린 중성자를 방출하여 상당한 양의 열을 방출합니다. 원자로 노심에서 열을 제거하기 위해 노심 전체를 통과하는 냉각제가 사용됩니다. 액체 또는 기체 형태일 수 있습니다. 생성된 열에너지는 증기발생기(열교환기)에서 증기를 생성하는 역할도 합니다.

두 번째 단계에서는 증기가 터보 발전기에 공급됩니다. 여기서 증기의 열에너지는 기계적 에너지, 즉 터빈의 회전 에너지로 변환됩니다.

세 번째 단계에서는 발전기의 도움으로 터빈 회전의 기계적 에너지가 전기 에너지로 변환되어 소비자에게 전송됩니다.

원자력 발전소의 분류:

원자력 발전소작동하는 원자로의 유형에 따라 분류됩니다. 원자력 발전소에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

– 열중성자를 이용한 원자로(수-수 원자로, 비등수-수로, 중수형 원자로, 흑연가스) 핵무기원자로, 흑연수 원자로 및 기타 열중성자 원자로);

– 고속 중성자를 사용하는 원자로(고속 중성자 원자로).

생성되는 에너지의 유형에 따라 두 가지 유형이 구별됩니다. 원자 발전소 :

– 원전전기 생산을 위해;

– ATPP – 원자력 열병합 발전소로, 전기 에너지뿐만 아니라 열 에너지도 생성하는 것이 목적입니다.

원자력 발전소의 단일, 이중 및 삼중 회로 원자로:

원자로 원자력 발전소이는 냉각수의 작동 다이어그램에 반영되는 1개, 2개 또는 3개의 회로일 수 있으며 각각 1개, 2개 또는 3개의 회로를 가질 수 있습니다. 우리나라에서 가장 흔한 것은 이중회로 가압수력원자로(VVER)를 갖춘 발전소이다. Rosstat에 따르면 현재 러시아에는 4개가 운영되고 있습니다. 원전 1회로 리액터가 있는 경우, 5개는 2회로 리액터가 있는 경우, 1개는 3회로 리액터가 있는 경우입니다.

단일 루프 원자로를 갖춘 원자력 발전소:

원자력 발전소이 유형 - RBMK-1000 유형의 원자로가 장착된 단일 회로 원자로. 블록에는 원자로, 응축 터빈 2개, 발전기 2개가 있습니다. 원자로의 높은 작동 온도로 인해 증기 발생기의 기능을 동시에 수행할 수 있어 단일 회로 회로를 사용할 수 있습니다. 후자의 장점은 상대적으로 간단한 작동 원리이지만 그 기능으로 인해 보호를 제공하기가 매우 어렵습니다. 방사능. 이는 이 방식을 사용하면 장치의 모든 요소가 방사성 방사선에 노출되기 때문입니다.

이중회로 원자로를 갖춘 원자력 발전소:

이중 회로 회로가 사용됩니다. 원전 VVER 유형에 속하는 원자로. 이 스테이션의 작동 원리는 다음과 같습니다. 물인 냉각수가 압력 하에서 원자로 노심에 공급됩니다. 가열된 후 열 교환기(증기 발생기)로 들어가서 2차 순환 물을 가열하여 끓입니다. 방사선은 첫 번째 회로에서만 방출되며 두 번째 회로에는 방사성 특성이 없습니다. 단위 구조에는 발전기와 하나 또는 두 개의 응축 터빈(첫 번째 경우 전력 터빈 1000메가와트, 두 번째는 2 x 500메가와트입니다.

이중 회로 원자로 분야의 고급 개발은 Rosenergoatom 관심사에서 제안한 VVER-1200 모델입니다. 90년대 해외 주문에 따라 제작된 VVER-1000 원자로의 개조를 기반으로 개발되었습니다. 그리고 현 천년의 첫해에. 새 모델은 이전 모델의 모든 매개변수를 개선하고 추가 안전 시스템을 제공하여 원자로의 밀봉된 구획에서 방사성 방사선이 누출되는 위험을 줄입니다. 새로운 개발에는 여러 가지 장점이 있습니다. 이전 모델보다 출력이 20% 더 높고, 용량이 90%에 달하며, 과부하 없이 1년 반 동안 작동할 수 있습니다. 연료(통상 임기는 1년), 운영기간은 60년이다.

3회로 원자로를 갖춘 원자력 발전소:

3회로 회로가 사용된다. 원자력 발전소 BN(고속나트륨)형 원자로를 사용합니다. 이러한 원자로의 작동은 고속 중성자를 기반으로 하며 방사성 액체 나트륨이 냉각제로 사용됩니다. 물과의 접촉을 배제하기 위해 원자로 설계는 방사성 특성이 없는 나트륨을 사용하는 추가 회로를 제공합니다. 이는 3루프 회로 유형을 제공합니다.

지난 세기 80년대와 90년대에 개발된 현대식 BN-800 3회로 원자로는 러시아에게 고속 원자로 생산 분야에서 선도적인 위치를 제공했습니다. 주요 특징은 내부 또는 외부로부터 오는 영향으로부터 보호하는 것입니다. 이 모델은 조사된 핵연료를 재처리하는 과정에서 노심이 녹아 플루토늄이 방출되는 사고 위험을 최소화한다.

문제의 원자로는 다양한 유형의 연료를 사용할 수 있습니다. 즉, 우라늄 산화물 또는 우라늄 기반 MOX 연료와

원자력 발전소 (NPP)

원자력(원자력)에너지를 전기에너지로 변환하는 발전소. 원자력 발전소의 에너지 생성기는 원자로입니다(원자로 참조). 일부 중원소의 핵분열 연쇄 반응의 결과로 원자로에서 방출되는 열은 기존 화력 발전소(화력 발전소 참조)(TPP)에서와 동일한 방식으로 전기로 변환됩니다. 화석연료로 운영되는 화력발전소와 달리 원자력발전소는 핵연료(핵연료 참조)(주로 233U, 235U. 239Pu)를 사용하여 운영된다. 1로 나눌 때 G우라늄 또는 플루토늄 동위원소 방출 22,500 kW 시간,이는 2800에 포함된 에너지와 동일합니다. 킬로그램표준 연료. 세계의 핵연료(우라늄, 플루토늄 등) 에너지 자원은 유기 연료(석유, 석탄, 천연가스 등)의 천연 매장량의 에너지 자원을 크게 초과하는 것으로 확인되었습니다. 이는 빠르게 증가하는 연료 수요를 충족할 수 있는 광범위한 전망을 열어줍니다. 또한, 화력발전소의 심각한 경쟁 상대가 되고 있는 세계 화학산업의 기술적 목적을 위해 날로 증가하는 석탄 및 석유 소비량을 고려할 필요가 있습니다. 새로운 유기 연료 매장지의 발견과 생산 방법의 개선에도 불구하고 전 세계적으로 비용이 증가하는 경향이 있습니다. 이는 화석 연료 매장량이 제한된 국가에 가장 어려운 상황을 초래합니다. 이미 전 세계 여러 산업 국가의 에너지 균형에서 중요한 위치를 차지하고 있는 원자력 에너지의 급속한 발전이 필요한 것은 분명합니다.

세계 최초의 파일럿 산업용 원자력 발전소( 쌀. 1 ) 전력 5 MW 1954년 6월 27일 Obninsk에서 소련으로 발사되었습니다. 이전에는 원자핵의 에너지가 주로 군사적 목적으로 사용되었습니다. 최초의 원자력 발전소의 가동은 에너지에 있어서 새로운 방향의 시작을 의미했으며, 이는 원자력의 평화적 이용에 관한 제1차 국제 과학 기술 회의(1955년 8월, 제네바)에서 인정을 받았습니다.

1958년 100호 규모의 시베리아 원자력 발전소 1단계 건설 MW(총 설계능력 600명 MW). 같은 해 벨로야르스크 산업원자력발전소 건설이 시작되어 1964년 4월 26일 1단계 발전기(100호기)가 건설되었다. MW) Sverdlovsk 에너지 시스템에 전류 공급, 200 용량의 두 번째 장치 MW Beloyarsk NPP의 독특한 특징은 원자로에서 직접 증기를 과열시키는 것입니다(필요한 매개변수를 얻을 때까지). 이로 인해 거의 수정 없이 기존의 현대식 터빈을 사용할 수 있게 되었습니다.

1964년 9월, 용량 210의 Novovoronezh NPP 1호기 MW비용 1 kWh이 원자력 발전소의 전기 (모든 발전소 운영의 가장 중요한 경제 지표)는 체계적으로 감소하여 1.24 코펙에 달했습니다. 1965년에는 1.22 코펙이었습니다. 1966년에는 1.18 코펙이었습니다. 1967년에는 0.94 코펙이었습니다. 1968년. Novovoronezh NPP의 첫 번째 발전소는 산업용으로만 건설된 것이 아니라 원자력의 능력과 장점, 원자력 발전소의 신뢰성과 안전성을 입증하기 위한 실증 시설로도 건설되었습니다. 1965년 11월 울리야놉스크 지역의 멜레케스 시에서 수냉식 원자로를 갖춘 원자력 발전소가 가동되었습니다. (수냉식 원자로 참조) 50개 용량의 "끓이는" 유형 MW,반응기는 스테이션의 레이아웃을 용이하게 하는 단일 회로 설계에 따라 조립됩니다. 1969년 12월, Novovoronezh NPP의 두 번째 발전소가 가동되었습니다(350 MW).

해외 최초의 산업용 원자력발전소(46마력) MW 1956년 영국 칼더홀(Calder Hall)에서 가동에 들어갔고, 1년 뒤 60석 규모의 원자력발전소가 건설됐다. MW Shippingport (미국)에서.

수냉식 원자로를 갖춘 원자력 발전소의 개략도는 그림에 나와 있습니다. 쌀. 2 . 1호기 노심(Core 참조)에서 방출된 열은 1차 순환로의 물(냉각수(냉각수 참조))에 의해 빼앗겨 순환펌프에 의해 원자로를 통해 펌핑된다. 2. 원자로에서 가열된 물은 열교환기(증기발생기)로 유입됩니다. 3, 여기서 반응기에서 얻은 열을 두 번째 회로의 물로 전달합니다. 2차 순환의 물은 증기발생기에서 증발하고, 생성된 증기는 터빈으로 유입됩니다. 4.

대부분 원자력 발전소에서는 4가지 유형의 열 중성자 원자로가 사용됩니다. 1) 일반 물을 감속재 및 냉각제로 사용하는 수-수로; 2) 냉각수 및 흑연 감속재를 포함하는 흑연-물; 3) 수냉매를 함유한 중수 및 감속재로서 중수; 4) 가스 냉각제 및 흑연 감속재를 포함한 흑연-가스.

주로 사용되는 원자로 유형의 선택은 주로 원자로 건설에 대한 축적된 경험과 필요한 산업 장비, 원자재 매장량 등의 가용성에 따라 결정됩니다. 소련에서는 주로 흑연수 및 수냉식 원자로 지어졌습니다. 미국 원자력 발전소에서는 가압경수형 원자로가 가장 널리 사용됩니다. 흑연 가스 원자로는 영국에서 사용됩니다. 캐나다의 원자력 산업은 중수로를 갖춘 원자력 발전소가 지배하고 있습니다.

냉각수의 유형과 집합 상태에 따라 원자력 발전소의 하나 또는 다른 열역학적 사이클이 생성됩니다. 열역학적 사이클의 온도 상한선 선택은 핵연료를 포함하는 연료 요소 껍질의 최대 허용 온도, 핵연료 자체의 허용 온도 및 주어진 유형에 채택되는 냉각수의 특성에 따라 결정됩니다. 원자로의. 열 원자로가 물로 냉각되는 원자력 발전소에서는 일반적으로 저온 증기 사이클이 사용됩니다. 가스 냉각식 원자로는 증가된 초기 압력과 온도로 상대적으로 더 경제적인 증기 사이클을 사용할 수 있습니다. 이 두 경우의 원자력 발전소의 열 회로는 2회로입니다. 즉, 첫 번째 회로에서 냉각수가 순환하고, 두 번째 회로에서 증기-물 회로가 순환합니다. 끓는 물이나 고온 가스 냉각수를 사용하는 원자로를 사용하면 단일 회로 화력 발전소가 가능합니다. 비등수형 원자로에서는 노심에서 물이 끓고, 생성된 증기-물 혼합물이 분리되고, 포화 증기는 터빈으로 직접 보내지거나 먼저 과열을 위해 노심으로 되돌아갑니다. 쌀. 삼 ). 고온 흑연-가스 원자로에서는 기존의 가스 터빈 사이클을 사용할 수 있습니다. 이 경우 원자로는 연소실 역할을 합니다.

원자로 작동 중에 핵연료의 핵분열성 동위원소 농도는 점차 감소합니다. 즉, 연료봉이 연소됩니다. 따라서 시간이 지남에 따라 새로운 것으로 교체됩니다. 핵연료는 원격으로 조종되는 메커니즘과 장치를 이용해 재장전된다. 사용후 연료봉은 사용후 연료 저장조로 옮겨진 후 재활용을 위해 보내집니다.

원자로 및 그 서비스 시스템에는 생물학적 보호 기능을 갖춘 원자로 자체(생물학적 보호 참조), 열교환기, 냉각수를 순환시키는 펌프 또는 가스 분사 장치가 포함됩니다. 순환 회로의 파이프라인 및 부속품; 핵연료 재장전 장치; 특수 시스템 환기, 비상냉방 등

설계에 따라 원자로는 독특한 특징을 가지고 있습니다. 용기 원자로(압력 원자로 참조)에서는 연료봉과 감속재가 용기 내부에 위치하며 냉각수의 전체 압력을 전달합니다. 채널 원자로(채널 원자로 참조)에서 냉각수에 의해 냉각되는 연료봉은 감속재를 관통하는 특수 채널 파이프에 설치되며 얇은 벽으로 둘러싸인 케이싱으로 둘러싸여 있습니다. 이러한 원자로는 소련(시베리아, 벨로야르스크 원자력 발전소 등)에서 사용됩니다.

원자력 발전소 직원을 방사선 노출로부터 보호하기 위해 원자로는 콘크리트, 물, 사문석 모래를 주요 재료로 하는 생물학적 차폐물로 둘러싸여 있습니다. 원자로 회로 장비는 완전히 밀봉되어야 합니다. 냉각수 누출 가능성이 있는 장소를 모니터링하는 시스템이 제공되며, 회로의 누출 및 파손 발생이 방사능 배출 및 원자력 발전소 부지 및 주변 지역의 오염으로 이어지지 않도록 조치가 취해집니다. 원자로 회로 장비는 일반적으로 생물학적 보호를 통해 나머지 NPP 건물과 분리되어 원자로 작동 중에 유지 관리되지 않는 밀봉된 상자에 설치됩니다. 회로 누출로 인한 방사성 공기와 소량의 냉각수 증기는 특수 환기 시스템을 통해 원자력 발전소의 무인실에서 제거됩니다. 이 시스템에는 필터 청소 및 가스 탱크 보유가 제공되어 가능성을 제거합니다. 대기 오염의. NPP 직원의 방사선 안전 규칙 준수 여부는 선량 측정 제어 서비스를 통해 모니터링됩니다.

원자로 냉각 시스템에 사고가 발생하는 경우 과열 및 연료봉 쉘 씰 파손을 방지하기 위해 핵반응을 신속하게(몇 초 이내에) 억제합니다. 비상 냉각 시스템에는 자율적인 전원이 있습니다.

생물학적 보호, 특수 환기 및 비상 냉각 시스템, 방사선 모니터링 서비스를 통해 NPP 운영 인력을 방사성 방사선의 유해한 영향으로부터 완벽하게 보호할 수 있습니다.

원자력 발전소의 터빈실 장비는 화력 발전소의 터빈실 장비와 유사합니다. 대부분의 원자력 발전소의 특징은 상대적으로 낮은 매개변수, 포화 또는 약간 과열된 증기를 사용한다는 것입니다.

이 경우 증기에 포함된 수분입자에 의해 터빈 마지막단 블레이드의 침식손상을 방지하기 위해 터빈 내에 분리장치를 설치한다. 때로는 원격 분리기와 중간 증기 과열기를 사용해야 하는 경우도 있습니다. 냉각수와 그에 포함된 불순물이 원자로 노심을 통과할 때 활성화된다는 사실로 인해 단일 회로 원자력 발전소의 터빈실 장비 및 터빈 응축기 냉각 시스템의 설계 솔루션은 냉각수 누출 가능성을 완전히 제거해야 합니다. . 증기 매개변수가 높은 이중 회로 원자력 발전소에서는 이러한 요구 사항이 터빈실 장비에 부과되지 않습니다.

원자력 발전소 장비 배치에 대한 특정 요구 사항에는 방사성 매체와 관련된 가능한 최소 통신 길이, 원자로 기초 및 하중 지지 구조의 강성 증가, 건물 환기의 안정적인 구성이 포함됩니다. ~에 쌀. 채널 흑연-수형 원자로가 있는 Beloyarsk NPP 본관 건물의 단면을 보여줍니다. 원자로 홀에는 생물학적 보호, 예비 연료봉 및 제어 장비를 갖춘 원자로가 있습니다. 원자력 발전소는 원자로-터빈 블록 원리에 따라 구성됩니다. 터빈 발전기와 해당 서비스 시스템은 터빈실에 있습니다. 엔진실과 원자로실 사이에는 보조 장비와 플랜트 제어 시스템이 위치합니다.

원자력 발전소의 효율성은 원자로의 단위 전력, 효율, 노심의 에너지 강도, 핵연료 연소도, 연간 원자력 발전소 설치 용량의 이용률 등 주요 기술 지표에 의해 결정됩니다. 원자력 발전소 용량의 증가에 따라 특정 자본 투자 (설치 비용 kW) 화력 발전소의 경우보다 더 급격히 감소합니다. 이것이 대형 단위 발전 장치를 갖춘 대형 원자력 발전소를 건설하려는 주된 이유입니다. 원자력 발전소의 경제성에서는 발전 비용에서 연료 성분이 차지하는 비중이 30~40%(화력 발전소에서는 60~70%)인 것이 일반적입니다. 따라서 대규모 원자력발전소는 기존 연료의 공급이 제한된 산업 지역에서 가장 일반적이며, 소용량 원자력발전소는 마을의 원자력 발전소와 같이 접근하기 어렵거나 먼 지역에 가장 일반적입니다. 표준 단위 12의 전력을 갖춘 빌리비노(야쿠트 자치 소비에트 사회주의 공화국) MW이 원자력 발전소의 원자로 화력의 일부 (29 MW) 열 공급에 소비됩니다. 원자력발전소는 전기를 생산하는 것 외에도 바닷물을 담수화하는 데에도 사용됩니다. 따라서 전기 용량이 150인 셰브첸코 NPP(카자흐스탄 SSR) MW하루에 최대 150,000까지 담수화(증류 방법으로)용으로 설계되었습니다. 티카스피해의 물.

예측에 따르면 대부분의 산업화된 국가(소련, 미국, 영국, 프랑스, ​​캐나다, 독일, 일본, 동독 등)에서 기존 및 건설 중인 원자력 발전소의 용량은 1980년까지 수십 개로 증가할 것입니다. Gvt. 1967년에 발표된 UN 국제원자력기구(UN International Atomic Agency)에 따르면, 전 세계 모든 원자력 발전소의 설치 용량은 1980년까지 300기에 도달할 것입니다. Gvt.

소련은 대규모 에너지 장치(최대 1000개)를 시운전하는 광범위한 프로그램을 시행하고 있습니다. MW) 열 중성자 원자로. 1948~49년에 산업용 원자력 발전소용 고속 중성자로에 대한 작업이 시작되었습니다. 이러한 원자로의 물리적 특성으로 인해 핵연료의 재생산이 확장되어(재생 계수 1.3에서 1.7까지) 235U뿐만 아니라 원자재 238U 및 232Th도 사용할 수 있습니다. 또한, 고속 중성자 원자로는 감속재를 포함하지 않으며 상대적으로 크기가 작고 부하가 큽니다. 이는 소련에서 고속로를 집중적으로 개발하려는 욕구를 설명합니다. 고속로 연구를 위해 실험로와 시험로 BR-1, BR-2, BR-Z, BR-5, BFS가 순차적으로 건설됐다. 얻은 경험을 통해 모델 발전소에 대한 연구에서 셰브첸코 시의 산업용 고속 중성자 원자력 발전소(BN-350)와 Beloyarsk NPP의 (BN-600) 설계 및 건설로 전환되었습니다. 강력한 원자력 발전소용 원자로에 대한 연구가 진행 중입니다. 예를 들어 Melekess에서는 파일럿 원자로 BOR-60이 건설되었습니다.

다수의 개발도상국(인도, 파키스탄 등)에서도 대규모 원자력발전소가 건설되고 있다.

원자력의 평화적 이용에 관한 제3차 국제과학기술회의(1964년, 제네바)에서는 원자력의 광범위한 개발이 대부분의 국가에서 핵심 문제가 되었다는 점이 지적되었습니다. 1968년 8월 모스크바에서 열린 제7차 세계에너지총회(WIREC-VII)에서는 원자력발전소가 발전하게 될 다음 단계(조건부 1980~2000년)에서 원자력 발전 방향을 선택하는 문제의 타당성을 확인했다. 주요 전기 생산자 중 하나.

문학.:원자력의 몇 가지 문제. 앉았다. 예술., 에디션. M. A. Styrikovich, M., 1959; Kanaev A. A., 원자력 발전소, 레닌그라드, 1961; Kalafati D.D., 원자력 발전소의 열역학적 사이클, M.-L., 1963; 소련의 세계 최초 원자력 발전소 건설 10주년. [앉았다. 예술.], M., 1964; 소련의 원자 과학 및 기술. [컬렉션], M., 1967; Petrosyants A.M., 우리 시대의 원자력, M., 1968.

S.P. 쿠즈네초프.

위대한 소련 백과사전. - M.: 소련 백과사전. 1969-1978 .

다른 사전에 "원자력 발전소"가 무엇인지 확인하십시오.

원자력(원자력)에너지를 전기에너지로 변환하는 발전소. 원자력 발전소의 에너지 생성 장치는 원자로입니다. 동의어: 원자력 발전소 참조: 원자력 발전소 발전소 원자로 금융 사전... ... 금융 사전

- 원자력(원자력) 에너지를 전기에너지로 변환하는 (NPP) 발전소. 원자력 발전소에서는 원자로에서 방출된 열을 사용하여 터빈 발전기를 회전시키는 수증기를 생성합니다. 세계 최초 5MW 규모의 원자력 발전소는… 큰 백과사전

원자력 발전소(NPP)는 제어된 핵 반응 중에 방출되는 에너지를 사용하여 전기 에너지를 생성하도록 설계된 복잡한 기술 구조입니다.

우라늄은 원자력 발전소의 일반 연료로 사용됩니다. 핵분열 반응은 원자력 발전소의 주요 장치인 원자로에서 수행됩니다.

반응기는 최대 1.6 x 107 Pa 또는 160기압의 고압용으로 설계된 강철 케이스에 장착됩니다.
VVER-1000의 주요 부분은 다음과 같습니다.

1. 핵연료가 위치한 활성지대에서는 핵분열의 연쇄반응이 일어나 에너지가 방출된다.
2. 코어를 둘러싸고 있는 중성자 반사체.
3. 냉각수.
4. 보호 제어 시스템(CPS).
5. 방사선 방호.

원자로의 열은 열 중성자의 영향으로 핵연료 핵분열의 연쇄 반응으로 인해 방출됩니다. 이 경우 핵분열 생성물이 형성되며 그 중에는 크세논, 크립톤과 같은 고체와 가스가 모두 있습니다. 핵분열 생성물은 방사능이 매우 높으므로 연료(이산화우라늄 펠릿)는 밀봉된 지르코늄 튜브(연료봉(연료 요소))에 배치됩니다. 이 튜브는 여러 조각으로 나란히 결합되어 단일 연료 집합체로 만들어집니다. 원자로를 제어하고 보호하기 위해 노심 전체 높이를 따라 이동할 수 있는 제어봉이 사용됩니다. 막대는 중성자를 강하게 흡수하는 물질(예: 붕소 또는 카드뮴)로 만들어집니다. 막대가 깊게 삽입되면 중성자가 강하게 흡수되어 반응 영역에서 제거되므로 연쇄 반응이 불가능해집니다. 막대는 제어판에서 원격으로 이동됩니다. 막대가 약간 움직이면 체인 프로세스가 발전하거나 희미해집니다. 이런 방식으로 원자로의 출력이 조절됩니다.

스테이션 레이아웃은 이중 회로입니다. 첫 번째 방사성 회로는 VVER 1000 반응기 1개와 순환 냉각 루프 4개로 구성됩니다. 비방사성인 두 번째 회로에는 증기 발생기, 물 공급 장치 및 1030MW 용량의 터빈 장치 1개가 포함됩니다. 1차 냉각수는 원자로의 출력을 조절하는 데 사용되는 강력한 중성자 흡수제인 붕산 용액을 추가하여 16MPa의 압력에서 고순도 비끓는 물입니다.

1. 주 순환 펌프는 원자로 노심을 통해 물을 펌핑하며, 핵 반응 중에 발생하는 열로 인해 물은 320도까지 가열됩니다.
2. 가열된 냉각수는 열을 2차 순환수(작동유체)로 전달하여 증기발생기에서 증발시킵니다.
3. 냉각된 냉각재는 원자로로 다시 유입됩니다.
4. 증기 발생기는 6.4 MPa의 압력에서 포화 증기를 생성하여 증기 터빈에 공급합니다.
5. 터빈은 발전기의 회 전자를 구동합니다.
6. 배기증기는 응축기에서 응축된 후 응축수 펌프에 의해 다시 증기발생기로 공급됩니다. 회로의 일정한 압력을 유지하기 위해 증기량 보상기가 설치됩니다.
7. 증기 응축의 열은 냉각기 연못에서 공급 펌프에 의해 공급되는 순환수에 의해 응축기에서 제거됩니다.
8. 반응기의 첫 번째 회로와 두 번째 회로가 모두 밀봉되어 있습니다. 이는 인력과 대중의 원자로 안전을 보장합니다.

증기 응축을 위해 많은 양의 물을 사용할 수 없는 경우 저수지를 사용하는 대신 특수 냉각탑(냉각탑)에서 물을 냉각할 수 있습니다.

원자로 작동의 안전성과 환경 친화성은 규정(작동 규칙)의 엄격한 준수와 많은 양의 제어 장비를 통해 보장됩니다. 이 모든 것은 사려 깊고 효율적인 원자로 제어를 위해 설계되었습니다.
원자로의 비상 보호는 원자로 노심에서 핵 연쇄 반응을 신속하게 중단하도록 설계된 일련의 장치입니다.

원자로의 매개변수 중 하나가 사고로 이어질 수 있는 값에 도달하면 능동형 비상 보호가 자동으로 실행됩니다. 이러한 매개변수에는 온도, 압력 및 냉각수 흐름, 전력 증가 수준 및 속도가 포함될 수 있습니다.

비상 보호의 실행 요소는 대부분의 경우 중성자를 잘 흡수하는 물질(붕소 또는 카드뮴)이 포함된 막대입니다. 때로는 원자로를 정지시키기 위해 액체 흡수제가 냉각수 루프에 주입되기도 합니다.

능동 보호 외에도 많은 현대 설계에는 수동 보호 요소도 포함되어 있습니다. 예를 들어, VVER 원자로의 최신 버전에는 "비상 노심 냉각 시스템"(ECCS)이 포함되어 있습니다. 이는 원자로 위에 붕산이 들어 있는 특수 탱크입니다. 최대설계기준사고(원자로 1차 냉각회로 파열)가 발생할 경우 이들 탱크의 내용물은 중력에 의해 노심 내부로 들어가게 되고 다량의 붕소 함유 물질에 의해 핵연쇄반응이 소멸된다. , 중성자를 잘 흡수합니다.

“원전 원자로 시설에 대한 원자력 안전규칙”에 따르면, 제공된 원자로 정지 시스템 중 적어도 하나는 비상 보호(EP) 기능을 수행해야 합니다. 비상 보호에는 최소한 두 개의 독립적인 작업 요소 그룹이 있어야 합니다. AZ 신호에서 AZ 작동 부품은 모든 작업 위치 또는 중간 위치에서 활성화되어야 합니다.
AZ 장비는 최소한 두 개의 독립적인 세트로 구성되어야 합니다.

각 AZ 장비 세트는 공칭 값의 7%에서 120%까지 중성자 자속 밀도 변화 범위에서 보호가 제공되도록 설계해야 합니다.
1. 중성자 자속 밀도에 따라 - 3개 이상의 독립 채널;
2. 중성자 자속 밀도의 증가율에 따라 - 3개 이상의 독립 채널.

각 비상 보호 장비 세트는 원자로 설비(RP) 설계에 설정된 기술 매개변수의 전체 변경 범위에 걸쳐 각 기술 매개변수에 대해 최소 3개의 독립적인 채널을 통해 비상 보호가 제공되도록 설계되어야 합니다. 보호가 필요한 것입니다.

AZ 액추에이터에 대한 각 세트의 제어 명령은 최소 두 개의 채널을 통해 전송되어야 합니다. AZ 장비 세트 중 하나의 채널이 이 세트의 작동을 중단하지 않고 작동 중단되면 이 채널에 대해 경보 신호가 자동으로 생성되어야 합니다.

최소한 다음과 같은 경우에는 비상 보호가 실행되어야 합니다.
1. 중성자 자속 밀도의 AZ 설정에 도달한 경우.
2. 중성자 자속 밀도 증가율에 대한 AZ 설정에 도달한 경우.
3. 비상 보호 장비 세트 및 작동이 중단되지 않은 CPS 전원 공급 버스에서 전압이 사라진 경우.
4. 작동을 중단하지 않은 AZ 장비 세트의 중성자 자속 밀도 또는 중성자 자속 증가율에 대한 보호 채널 3개 중 2개에 오류가 발생한 경우.
5. 보호를 수행해야 하는 기술 매개변수가 AZ 설정에 도달한 경우.
6. BCP(블록 제어 지점) 또는 RCP(예비 제어 지점)의 키에서 AZ를 트리거하는 경우.

이 자료는 RIA Novosti 및 오픈 소스의 정보를 기반으로 www.rian.ru의 온라인 편집자가 준비했습니다.