Përshkrimi i centralit bërthamor. Termocentrali bërthamor: parimi i funksionimit dhe dizajni. Historia e krijimit të termocentraleve bërthamore. Diagrami teknologjik me tre qark i një termocentrali bërthamor

Faqja 1 nga 3

Termocentralet bërthamore (NPP) mund të jenë termocentrale me kondensim, termocentral të kombinuar dhe termocentral (CHP), si dhe impiante të furnizimit me ngrohje bërthamore (ACT) dhe impiante të furnizimit me ngrohje industriale bërthamore (ACPT). Termocentralet bërthamore ndërtohen sipas parimit të bllokut si në pjesën termike ashtu edhe në atë elektrike.
Reaktorët bërthamorë të centraleve bërthamore klasifikohen sipas kritereve të ndryshme. Në bazë të nivelit të energjisë së neutronit, reaktorët ndahen në dy klasa kryesore: termike (neutronet termike) dhe të shpejtë (neutronet e shpejta). Sipas llojit të moderatorit të neutronit, reaktorët janë uji, uji i rëndë, grafiti, dhe sipas llojit të ftohësit - ujë, ujë i rëndë, gaz, metal i lëngshëm. Reaktorët me ftohje me ujë klasifikohen gjithashtu sipas dizajnit të tyre: enë dhe kanal.
Nga pikëpamja e organizimit të riparimeve të pajisjeve, klasifikimi sipas numrit të qarqeve ka rëndësi më të madhe për termocentralet bërthamore. Numri i qarqeve zgjidhet duke marrë parasysh kërkesat për sigurimin e funksionimit të sigurt të njësisë në të gjitha situatat e mundshme emergjente. Një rritje në numrin e qarqeve shoqërohet me shfaqjen e humbjeve shtesë në cikël dhe, në përputhje me rrethanat, një ulje të efikasitetit të termocentralit bërthamor.
Në sistemin e çdo termocentrali bërthamor, bëhet një dallim midis ftohësit dhe lëngut të punës. Lëngu i punës, d.m.th. mjeti që kryen punën, duke e kthyer energjinë termike në energji mekanike është avulli i ujit. Qëllimi i ftohësit në një termocentral bërthamor është të largojë nxehtësinë e lëshuar në reaktor. Nëse qarqet e ftohësit dhe lëngut të punës nuk janë të ndara, termocentrali bërthamor quhet një qark (Fig. 1).

Fig.1. Diagrami termik i një termocentrali bërthamor:
a - qark i vetëm; b - qark i dyfishtë; c - tre qark; 1 - reaktor; 2 - turbinë; 3- turbogjenerator; 4- njësia e kondensimit; 5- pompë kondensate; b - sistem ngrohje rigjeneruese për ujin e ushqimit; 7 - pompë ushqimi; 8 - gjenerator me avull; 9 - pompë qarkullimi të qarkut të reaktorit; 10 - pompë qarkullimi e qarkut të ndërmjetëm

Në qarqet me një qark, të gjitha pajisjet funksionojnë në kushte aktive nga rrezatimi, gjë që e ndërlikon riparimin e saj. NPP-të me reaktorë të llojeve RBMK-1000 dhe RBMK-1500 funksionojnë sipas një skeme me një qark.
Nëse qarqet e ftohësit dhe lëngut të punës janë të ndara, atëherë termocentrali bërthamor quhet qark i dyfishtë. Prandaj, qarku i ftohësit quhet i pari, dhe qarku i lëngut të punës quhet i dyti. Në skema të tilla, reaktori ftohet nga ftohësi i pompuar përmes tij, dhe gjeneratori i avullit ftohet nga pompa kryesore e qarkullimit. Qarku i ftohësit i formuar në këtë mënyrë është radioaktiv, por nuk përfshin të gjitha pajisjet e stacionit, por vetëm një pjesë të tij. Qarku i dytë përfshin pajisje që funksionojnë në mungesë të aktivitetit të rrezatimit - kjo thjeshton riparimin e pajisjeve. Në një stacion me qark të dyfishtë, kërkohet një gjenerator avulli, i cili ndan qarkun e parë dhe të dytë.
NPP-të me reaktorë të llojeve VVER-440 dhe VVER-1000 funksionojnë sipas një skeme me qark të dyfishtë. Ka ftohës që ndërveprojnë intensivisht me avullin dhe ujin. Kjo mund të krijojë rrezik për lëshimin e substancave radioaktive në ambientet e shërbimit. Një ftohës i tillë është, për shembull, natriumi i lëngshëm. Prandaj, krijohet një qark shtesë (i ndërmjetëm) për të shmangur kontaktin e natriumit radioaktiv me ujin ose avujt e ujit, edhe në mënyra emergjente. Termocentrale të tilla bërthamore quhen termocentrale bërthamore me tre qark. NPP-të me reaktorë të tipit BN-350 dhe BN-600 funksionojnë sipas një skeme me tre cikle. Aktualisht termocentralet bërthamore janë të pajisura kryesisht me njësi energjie me kapacitet 350 - 1500 MW me reaktorë të VVER-440, VVER. -1000, RBMK-1000, RBMK-1500, Llojet BN -350 dhe BN-600. Karakteristikat kryesore të reaktorëve janë dhënë në tabelë. 1.

Tabela 1. Karakteristikat kryesore të reaktorëve të centraleve bërthamore

Centralet bërthamore ku janë instaluar reaktorët: VVER-440 - Rivne, etj.; VVER-1000 - Zaporozhye, Balakovo, Novovoronezh, Kalinin, Ukraina e Jugut, etj.; RBMK-1000 - Leningrad, Çernobil, Kursk, Smolensk, etj; RBMK-1500 - Ignalinskaya; BN-350 - Shevchenkovskaya; BN-600 - Beloyarskaya.
Reaktor i energjisë me ftohje me ujë (WWER) është një reaktor i tipit enë. Moderator dhe ftohës - ujë nën presion. Lëngu i punës në termocentralet bërthamore me reaktorë VVER është avulli i ujit.
Një reaktor me ujë të valë me fuqi të lartë (RBMK) është një reaktor kanali në të cilin grafiti është moderator dhe uji dhe një përzierje uji me avull janë ftohës.
Në reaktorët e shpejtë të neutronit, ftohësi i qarqeve parësore dhe sekondare është natriumi, duke eliminuar kështu mundësinë e kontaktit të metalit radioaktiv me ujin. Në Fig. Figura 2 tregon një diagram skematik të rrjedhës së një centrali bërthamor me VVER. Energjia termike nga bërthama e reaktorit 5 në gjeneratorin e avullit 1 transferohet nga uji që qarkullon nën presionin e krijuar nga pompa kryesore e qarkullimit 2. Reaktori VVER-1,000 ka katër qarqe kryesore të qarkullimit (një qark tregohet në mënyrë konvencionale në Fig. 2) dhe numër i njëjtë i pompave kryesore të qarkullimit.


Oriz. 2. Diagrami i thjeshtuar teknologjik i një termocentrali bërthamor me një reaktor uji nën presion:
1 - gjenerator me avull; 2 - pompë qarkullimi kryesor (MCP); 3 - kompensues vëllimi; 4 - akumulator hidraulik i sistemit të ftohjes emergjente; 5 - reaktor; 6 - instalimi i trajtimit special të ujit; 7 - pompë për përbërjen normale dhe rregullimin e borit; 8 - shkëmbyes nxehtësie dhe pompë ftohëse për pishinën ftohëse të elementeve të karburantit (elementet e karburantit); 9 - rezervuarë rezervë emergjence të tretësirës së borit të sistemit ECCS me përqendrim normal dhe të rritur; 10 - shkëmbyesi i nxehtësisë së ftohjes së reaktorit; 11 - pompa spërkatës; 12 - pompa ftohëse emergjente me presion të ulët dhe të lartë; 13, 15 - pompat e koncentratit të borit emergjent dhe të punës; 14 - rezervuari i koncentratit të borit; 16 - turbinë me avull; 17 - ndarës-mbingrohës; 18 - njësi lehtësimi me avull me shpejtësi të lartë (HRU); 19 - gjenerator; 20 - ftohës vaji; 21, 22 - ftohës me gaz dhe pompa e tij; 23 - pompë uji shërbimi; 24 - pompë e qarkullimit të turbinës; 25 - kondensator; 26, 28 - pompat e kondensatës së fazës së parë dhe të dytë; 27- pastrimi i kondensatës; 29 - ngrohës me presion të ulët; 30 - turbopompë ushqyese; 31 - pompë elektrike e ushqimit të rezervës së rërës; 32 - pompë ftohëse; 33 - deaerator; 34 - ngrohës me presion të lartë; 35 - rezervuari i rezervës së ujit të ushqimit; 36 - pompë ushqimi emergjente; 37 - pompat e kullimit të ftohësit të qarkut të parë

Për të mbajtur një presion të caktuar avulli mbi nivelin e ujit në qarkun e reaktorit, është instaluar një kompensues i vëllimit të avullit 3 me ngrohje elektrike, i cili siguron avullimin e ujit në kompensuesin e vëllimit.
Siguria e termocentraleve bërthamore sigurohet nga sistemet normale të funksionimit, sistemet e lokalizimit dhe sistemi i ftohjes së bërthamës së reaktorit emergjent (ECCS). Sistemi i lokalizimit dhe ECCS duhet të sigurojnë mospërhapjen e radioaktivitetit jashtë dhomave të mbyllura të centralit bërthamor në të gjitha kushtet normale dhe emergjente. Ftohja e reaktorit emergjent sigurohet nga tre sisteme të pavarura. Njëri prej këtyre sistemeve përbëhet nga rezervuarët e zgjidhjes së borit emergjent 9, një shkëmbyes nxehtësie ftohëse 10, një pompë spërkatës 11 dhe pompa ftohjeje emergjente me presion të ulët dhe të lartë 12. Në rast të uljes së presionit të qarkut të reaktorit dhe një rrjedhjeje të vogël, pompat 12 janë ndezur, duke furnizuar qarkun me tretësirë ​​të boruar. Në rast të një aksidenti me bazë projektimi maksimal (DMA) - një këputje e qarkut kryesor të qarkullimit dhe një rënie e presionit në reaktor, uji furnizohet nga rezervuarët e depozitimit të pompuar 4 në vëllimin sipër dhe poshtë bërthamës. Kjo duhet të parandalojë ujin nga zierja në reaktor. Në të njëjtën kohë, uji i boruar furnizohet me sistemet e spërkatësve dhe në qarkun e reaktorit. Fluturat e ujit të një sistemi spërkatës kondensojnë avullin dhe parandalojnë rritjen e presionit në mbylljen e mbyllur. Uji që rrjedh në gropa ftohet në shkëmbyesit e nxehtësisë 10 dhe riinjektohet në qark dhe në sistemet spërkatës derisa reaktori të ftohet plotësisht.
Gjatë funksionimit normal, qarku primar ushqehet nga pompat 7 nga deaeratori i qarkut primar. Me prurje të ulëta, uji që përmban bor furnizohet nga pompat 13 dhe 15.
Për të ftohur ujin në pishinën e rimbushjes dhe për të mbajtur elementët e karburantit (elementet e karburantit), ekziston një shkëmbyes nxehtësie dhe pompë 8. Pompat 37 janë të nevojshme për të siguruar qarkullimin e ftohësit përmes shkëmbyesit të nxehtësisë dhe trajtimin e veçantë të ujit.
Duke përdorur sistemin e kontrollit dhe mbrojtjes së reaktorit (RCS), reaktori ndizet dhe ndalet, energjia hiqet dhe mirëmbahet automatikisht dhe fushat e çlirimit të energjisë nivelohen në të gjithë vëllimin e bërthamës. Reaktori kontrollohet dhe mbrohet duke lëvizur absorbuesit e neutroneve në bërthamën e reaktorit duke përdorur elementë kontrolli.
Skema teknologjike e qarkut të dytë jo radioaktiv të një centrali bërthamor është në shumë mënyra e ngjashme me skemën IES.
Strukturisht, ndarja e reaktorit me një reaktor VVER-1000 përbëhet nga një pjesë e mbyllur - guaska dhe një pjesë pa presion - struktura. Pajisjet kryesore janë të vendosura në pjesën e mbyllur: reaktor, gjenerator avulli, pompë qarkullimi kryesor, kompensues vëllimi, tubacione kryesore të qarkullimit, rezervuarë ECCS, etj. Për të siguruar shkallën e nevojshme të sigurisë, pajisjet dhe komunikimet me ftohës radioaktiv me presion të lartë, i cili , kur qarku është i dekompresuar, lëshon fragmente të ndarjes radioaktive në pjesën e jashtme, të mbyllura në një guaskë të mbyllur hermetikisht. Predha ruan produktet radioaktive të aksidentit brenda dhomës pa përkeqësuar tejkalimin e kufirit të lejuar të situatës së rrezatimit jashtë guaskës së reaktorit.
Paraqitja e njësive të fuqisë së NPP me reaktorë VVER-1000 bazohet në parimin e paraqitjes modulare, d.m.th. Çdo njësi e energjisë ka të gjitha sistemet që sigurojnë sigurinë e rrezatimit dhe bërthamës të njësisë së energjisë, si dhe mbylljen emergjente, ftohjen, heqjen e nxehtësisë së mbetur dhe një sërë masash pas emergjencave, pavarësisht nga mënyra e funksionimit të njësive të mbetura të energjisë. . Sistemet e përgjithshme të impianteve të nevojshme për të siguruar funksionimin e njësive të energjisë në mënyrat normale të funksionimit janë të ndara në struktura të veçanta NPP.
Pjesa e mbyllur ka një formë cilindrike dhe përbëhet nga dy vëllime - sipërme dhe të poshtme, të cilat lidhen me ajër. Pjesa e sipërme është e mbuluar me kupolë sferike. Pajisjet e impiantit të reaktorit, sistemet parësore të pastrimit të ftohësit, pajisjet e transportit dhe teknologjike dhe sistemet e ventilimit janë instaluar në pjesën e sipërme të guaskës.
Pjesa e poshtme cilindrike e guaskës është koaksiale me cilindrin e sipërm dhe mbështetet në pllakën e themelit të ndarjes së reaktorit. Në këtë pjesë janë instaluar dhomat e ventilimit të tubacioneve të sistemit të ftohjes së reaktorit emergjent, sistemi i ftohjes së boshtit të reaktorit etj.
Pjesa që rrjedh e ndarjes së reaktorit ka formën e një katrori në plan, i cili mbulon perimetrin e guaskës. Në ambiente janë instaluar sisteme teknologjike blloku, të cilat, sipas qëllimit funksional të proceseve teknologjike, duhet të vendosen në një zonë me siguri të lartë. Ndarja e reaktorit është një zonë e sigurisë së lartë. Në ambientet e ndarjes së reaktorit, personeli mund të ekspozohet ndaj rrezatimit të jashtëm 0-, 7, ndotjes së ajrit me gazra radioaktivë dhe aerosole, ndotje të sipërfaqes së strukturave të ndërtesave dhe pajisjeve me radionuklide ose substanca radioaktive.
Në NPP-të me reaktorë VVER-1000, ambientet e zonës së modalitetit të lirë përfshijnë: dhomën e turbinës ku është instaluar turbina K-1030-60/1500 ose K-1000-60/1500 dhe turbogjeneratori TVV-1000-4UZ, furnizimi 42 qendra e ventilimit, kontrollet e paneleve të bllokut dhe pajisje të tjera, d.m.th. ambiente në të cilat personeli nuk është i angazhuar drejtpërdrejt në punën me burimet e rrezatimit jonizues. Në zonën e regjimit të lirë, ekspozimi i personelit ndaj rrezatimit jonizues praktikisht eliminohet.
Kur vlerësohet niveli i rrezatimit në ambientet e një termocentrali bërthamor, faktori kryesor i ekspozimit ndaj rrezatimit është rrjedha e rrezatimit jonizues që depërton në mbrojtjen biologjike, kryesisht rrjedha e rrezatimit γ. Në të gjitha zonat e centralit bërthamor, sistemet e ventilimit sigurojnë përqendrime të pranueshme të substancave radioaktive në ajrin e thithur.

Një nga problemet më globale të njerëzimit është energjia. Infrastruktura civile, industria, ushtria - e gjithë kjo kërkon një sasi të madhe të energjisë elektrike, dhe shumë minerale ndahen çdo vit për ta prodhuar atë. Problemi është se këto burime nuk janë të pafundme dhe tani, ndërkohë që situata është pak a shumë e qëndrueshme, duhet të mendojmë për të ardhmen. Shpresa të mëdha u vendosën te energjia elektrike alternative, e pastër, megjithatë, siç tregon praktika, rezultati përfundimtar është larg nga i dëshiruari. Kostot e termocentraleve diellore ose të erës janë të mëdha, por sasia e energjisë është minimale. Dhe kjo është arsyeja pse termocentralet bërthamore konsiderohen tani opsioni më premtues për zhvillim të mëtejshëm.

Historia e termocentralit bërthamor

Idetë e para në lidhje me përdorimin e atomeve për të gjeneruar energji elektrike u shfaqën në BRSS rreth viteve 40 të shekullit të 20-të, pothuajse 10 vjet para krijimit të armëve të tyre të shkatërrimit në masë mbi këtë bazë. Në vitin 1948 u zhvillua parimi i funksionimit të termocentraleve bërthamore, dhe në të njëjtën kohë u bë e mundur për herë të parë në botë të fuqizohen pajisjet nga energjia atomike. Në vitin 1950, Shtetet e Bashkuara përfunduan ndërtimin e një reaktori të vogël bërthamor, i cili në atë kohë mund të konsiderohej i vetmi termocentral i këtij lloji në planet. Vërtetë, ai ishte eksperimental dhe prodhoi vetëm 800 vat fuqi. Në të njëjtën kohë, themeli i termocentralit të parë të plotë bërthamor në botë po hidhej në BRSS, megjithëse pas vënies në punë, ai ende nuk prodhonte energji elektrike në shkallë industriale. Ky reaktor u përdor më shumë për të përmirësuar teknologjinë.

Që nga ai moment filloi ndërtimi masiv i termocentraleve bërthamore në mbarë botën. Përveç udhëheqësve tradicionalë në këtë "garë", SHBA dhe BRSS, reaktorët e parë u shfaqën në:

• 1956 - Britania e Madhe.
• 1959 - Francë.
• 1961 - Gjermani.
• 1962 - Kanada.
• 1964 - Suedi.
• 1966 - Japoni.

Numri i termocentraleve bërthamore që po ndërtoheshin po rritej vazhdimisht, deri në fatkeqësinë e Çernobilit, pas së cilës ndërtimi filloi të ngrijë dhe gradualisht shumë vende filluan të braktisin energjinë bërthamore. Për momentin, termocentrale të rinj të tillë po shfaqen kryesisht në Rusi dhe Kinë. Disa vende që planifikonin më parë të kalonin në një lloj tjetër energjie po kthehen gradualisht në program dhe një rritje tjetër në ndërtimin e termocentraleve bërthamore është e mundur në të ardhmen e afërt. Kjo është një fazë e detyrueshme në zhvillimin njerëzor, të paktën derisa të gjenden opsione të tjera efektive për prodhimin e energjisë.

Karakteristikat e energjisë bërthamore

Avantazhi kryesor është gjenerimi i sasive të mëdha të energjisë me konsum minimal të karburantit dhe pothuajse plotësisht pa ndotje. Parimi i funksionimit të një reaktori bërthamor në një termocentral bërthamor bazohet në një motor të thjeshtë me avull dhe përdor ujin si elementin kryesor (duke mos llogaritur vetë karburantin), prandaj, nga pikëpamja mjedisore, dëmi është minimal. Rreziku i mundshëm i termocentraleve të këtij lloji është shumë i ekzagjeruar. Shkaqet e katastrofës së Çernobilit ende nuk janë përcaktuar me besueshmëri (më shumë për këtë më poshtë) dhe, për më tepër, të gjitha informacionet e mbledhura si pjesë e hetimit bënë të mundur modernizimin e impianteve ekzistuese, duke eliminuar edhe opsionet e pamundura për emetimet e rrezatimit. Ambientalistët ndonjëherë thonë se stacione të tilla janë një burim i fuqishëm i ndotjes termike, por kjo gjithashtu nuk është plotësisht e vërtetë. Në të vërtetë, uji i nxehtë nga qarku sekondar hyn në rezervuarë, por më së shpeshti përdoren versionet e tyre artificiale, të krijuara posaçërisht për këtë qëllim, dhe në raste të tjera pjesa e një rritjeje të tillë të temperaturës nuk mund të krahasohet me ndotjen nga burimet e tjera të energjisë.

Problemi me karburantin

Jo më pak rol në popullaritetin e termocentraleve bërthamore luan karburanti - uraniumi-235. Kërkohet dukshëm më pak se çdo lloj tjetër me një çlirim të njëkohshëm të madh energjie. Parimi i funksionimit të një reaktori të termocentralit bërthamor përfshin përdorimin e këtij karburanti në formën e "tableta" speciale të vendosura në shufra. Në fakt, vështirësia e vetme në këtë rast është krijimi i një forme të tillë. Megjithatë, kohët e fundit kanë filluar të dalin informacione se rezervat aktuale globale gjithashtu nuk do të zgjasin shumë. Por kjo tashmë është parashikuar. Reaktorët më të rinj me tre qark funksionojnë në uranium-238, nga të cilët ka shumë dhe problemi i mungesës së karburantit do të zhduket për një kohë të gjatë.

Parimi i funksionimit të një termocentrali bërthamor me qark të dyfishtë

Siç u përmend më lart, ai bazohet në një motor konvencional me avull. Me pak fjalë, parimi i funksionimit të një termocentrali bërthamor është ngrohja e ujit nga qarku primar, i cili nga ana tjetër ngroh ujin nga qarku sekondar në gjendjen e avullit. Ai derdhet në turbinë, duke rrotulluar tehet, duke bërë që gjeneratori të prodhojë energji elektrike. Avulli i "mbeturinave" hyn në kondensator dhe kthehet përsëri në ujë. Kjo krijon një cikël pothuajse të mbyllur. Në teori, e gjithë kjo mund të funksionojë edhe më thjesht, duke përdorur vetëm një qark, por kjo është vërtet e pasigurt, pasi uji në të, në teori, mund të jetë subjekt i ndotjes, gjë që përjashtohet kur përdoret një standard sistemi për shumicën e termocentraleve bërthamore. me dy cikle uji të izoluar nga njëri-tjetri.

Parimi i funksionimit të një termocentrali bërthamor me tre qark

Këto janë termocentrale më moderne që funksionojnë me uranium-238. Rezervat e tij përbëjnë më shumë se 99% të të gjithë elementëve radioaktivë në botë (prandaj edhe perspektivat e mëdha për përdorim). Parimi i funksionimit dhe dizajni i këtij lloji të centralit bërthamor konsiston në praninë e tre qarqeve dhe përdorimin aktiv të natriumit të lëngshëm. Në përgjithësi, gjithçka mbetet pothuajse e njëjtë, por me shtesa të vogla. Në qarkun primar, i ngrohur direkt nga reaktori, ky natrium i lëngshëm qarkullon në temperaturë të lartë. Rrethi i dytë nxehet nga i pari dhe gjithashtu përdor të njëjtin lëng, por jo aq të nxehtë. Dhe vetëm atëherë, tashmë në qarkun e tretë, përdoret uji, i cili nxehet nga e dyta në gjendjen e avullit dhe rrotullon turbinën. Sistemi rezulton të jetë më i ndërlikuar teknologjikisht, por një termocentral i tillë bërthamor duhet të ndërtohet vetëm një herë, dhe më pas mbetet vetëm të shijoni frytet e punës.

Çernobilit

Parimi i funksionimit të termocentralit bërthamor të Çernobilit besohet të jetë shkaku kryesor i katastrofës. Zyrtarisht, ka dy versione të asaj që ndodhi. Sipas njërit, problemi u ngrit për shkak të veprimeve të pahijshme të operatorëve të reaktorit. Sipas të dytit, për shkak të projektimit të pasuksesshëm të termocentralit. Megjithatë, parimi i funksionimit të termocentralit bërthamor të Çernobilit u përdor edhe në stacione të tjera të këtij lloji, të cilat funksionojnë siç duhet edhe sot e kësaj dite. Ekziston një mendim se ka ndodhur një zinxhir aksidentesh, i cili është pothuajse i pamundur të përsëritet. Kjo përfshin një tërmet të vogël në zonë, kryerjen e një eksperimenti me reaktorin, probleme të vogla me vetë dizajnin, etj. E gjithë kjo shkaktoi shpërthimin. Megjithatë, ende nuk dihet arsyeja që shkaktoi një rritje të mprehtë të fuqisë së reaktorit kur nuk duhej të ishte kështu. Madje kishte një mendim për sabotim të mundshëm, por asgjë nuk është vërtetuar deri më sot.

Fukushima

Ky është një shembull tjetër i një fatkeqësie globale që përfshin një central bërthamor. E edhe në këtë rast shkak ka qenë një zinxhir aksidentesh. Stacioni ishte i mbrojtur me siguri nga tërmetet dhe cunami, të cilat nuk janë të rralla në bregdetin japonez. Pakkush mund ta imagjinonte se të dyja këto ngjarje do të ndodhnin njëkohësisht. Parimi i funksionimit të gjeneratorit të NPP Fukushima përfshinte përdorimin e burimeve të jashtme të energjisë për të mbajtur në funksion të gjithë kompleksin e sigurisë. Kjo është një masë e arsyeshme, pasi do të ishte e vështirë për të marrë energji nga vetë centrali gjatë një aksidenti. Për shkak të tërmetit dhe cunamit, të gjitha këto burime dështuan, duke bërë që reaktorët të shkrihen dhe të shkaktojnë një fatkeqësi. Tashmë po punohet për riparimin e dëmeve. Sipas ekspertëve, kjo do të marrë edhe 40 vjet të tjera.

Me gjithë efikasitetin e saj, energjia bërthamore mbetet ende mjaft e shtrenjtë, sepse parimet e funksionimit të një gjeneratori me avull të termocentralit bërthamor dhe përbërësit e tjerë të tij nënkuptojnë kosto të mëdha ndërtimi që duhet të rimbursohen. Aktualisht, energjia elektrike nga qymyri dhe nafta është ende më e lirë, por këto burime do të mbarojnë në dekadat e ardhshme dhe brenda disa viteve të ardhshme, energjia bërthamore do të jetë më e lirë se çdo gjë tjetër. Për momentin, energjia elektrike miqësore me mjedisin nga burimet alternative të energjisë (centralet e erës dhe diellore) kushton rreth 20 herë më shumë.

Besohet se parimi i funksionimit të termocentraleve bërthamore nuk lejon që stacione të tilla të ndërtohen shpejt. Nuk eshte e vertete. Ndërtimi i një objekti mesatar të këtij lloji zgjat afërsisht 5 vjet.

Stacionet janë të mbrojtura në mënyrë të përkryer jo vetëm nga emetimet e mundshme të rrezatimit, por edhe nga shumica e faktorëve të jashtëm. Për shembull, nëse terroristët do të kishin zgjedhur ndonjë central bërthamor në vend të kullave binjake, ata do të kishin mundur të shkaktonin vetëm dëme minimale në infrastrukturën përreth, gjë që nuk do të ndikonte në asnjë mënyrë funksionimin e reaktorit.

Rezultatet

Parimi i funksionimit të termocentraleve nuk është praktikisht i ndryshëm nga parimet e funksionimit të shumicës së termocentraleve të tjera tradicionale. Energjia e avullit përdoret kudo. Hidrocentralet përdorin presionin e ujit që rrjedh, madje edhe ato modele që punojnë me energji diellore përdorin gjithashtu lëng që nxehet deri në valë dhe rrotullon turbinat. Përjashtimi i vetëm nga ky rregull janë fermat me erë, në të cilat fletët rrotullohen për shkak të lëvizjes së masave ajrore.

Termocentrali bërthamor dhe struktura e tij:

Centrali bërthamor (NPP)është një instalim bërthamor qëllimi i të cilit është të prodhojë energji elektrike.

– makinë për kryerjen e mbingarkesave karburant(makinë rimbushëse).

Funksionimi i kësaj pajisje kontrollohet nga personeli - operatorët që përdorin një panel kontrolli blloku për këto qëllime.

Elementi kryesor i reaktorit është zona e vendosur në boshtin e betonit. Ai përfshin gjithashtu një sistem që ofron funksione kontrolli dhe mbrojtëse; me ndihmën e tij mund të zgjidhni mënyrën në të cilën duhet të zhvillohet një reaksion zinxhir i kontrolluar i ndarjes. Sistemi gjithashtu siguron mbrojtje emergjente, e cila ju lejon të ndaloni shpejt reagimin në rast të një situate emergjente.

Në pallatin e dytë NPP ka një sallë turbinash në të cilën ndodhen turbina dhe gjeneratorët e avullit. Përveç kësaj, ekziston një ndërtesë në të cilën karburanti bërthamor rimbushet dhe karburanti bërthamor i shpenzuar ruhet në pishina të projektuara posaçërisht.

Në territor Centrali bërthamor ndodhen kondensatorë, si dhe kullat e ftohjes, pellgu ftohës dhe pellgu me spërkatje, të cilat janë përbërës të sistemit të ftohjes riqarkulluese. Kullat ftohëse janë kulla të bëra prej betoni dhe me formë koni të cunguar; një rezervuar natyror ose artificial mund të shërbejë si pellg. NPP e pajisur me linja të tensionit të lartë që shtrihen përtej kufijve të territorit të saj.

Ndërtimi i të parës në botë Centrali bërthamor filloi në 1950 në Rusi dhe përfundoi katër vjet më vonë. Për projektin u zgjodh një zonë afër fshatit. Obninsky (rajoni i Kalugës).

Megjithatë, energjia elektrike u gjenerua për herë të parë në Shtetet e Bashkuara në 1951; rasti i parë i suksesshëm i marrjes së tij u regjistrua në shtetin e Idahos.

Në fushën e prodhimit elektricitet Shtetet e Bashkuara janë në krye, ku prodhohen më shumë se 788 miliardë kW/h në vit. Lista e liderëve për sa i përket vëllimeve të prodhimit përfshin gjithashtu Francën, Japoninë, Gjermaninë dhe Rusinë.

Parimi i funksionimit të një termocentrali bërthamor:

Energjia prodhohet duke përdorur reaktor, në të cilin ndodh procesi i ndarjes bërthamore. Në këtë rast, bërthama e rëndë shpërbëhet në dy fragmente, të cilat, duke qenë në një gjendje shumë të ngacmuar, lëshojnë neutrone (dhe grimca të tjera). Neutronet, nga ana tjetër, shkaktojnë procese të reja të ndarjes, të cilat lëshojnë edhe më shumë neutrone. Ky proces i vazhdueshëm i zbërthimit quhet një reaksion zinxhir bërthamor, tipari karakteristik i të cilit është çlirimi i sasive të mëdha të energjisë. Prodhimi i kësaj energjie është qëllimi i punës Centrali bërthamor(NPP).

Procesi i prodhimit përfshin fazat e mëposhtme:

1. 1. shndërrimi i energjisë bërthamore në energji termike;
2. 2. shndërrimi i energjisë termike në energji mekanike;
3. 3. shndërrimi i energjisë mekanike në energji elektrike.

Në fazën e parë në reaktor ngarkimi i kernelit në vazhdim e sipër karburant(uranium-235) për të filluar një reaksion zinxhir të kontrolluar. Karburanti lëshon neutrone termike ose të ngadalta, gjë që rezulton në çlirimin e sasive të konsiderueshme të nxehtësisë. Për të hequr nxehtësinë nga bërthama e reaktorit, përdoret një ftohës, i cili kalon nëpër të gjithë vëllimin e bërthamës. Mund të jetë në formë të lëngshme ose të gaztë. Energjia termike e gjeneruar shërben më tej për të gjeneruar avull në një gjenerator avulli (shkëmbyes nxehtësie).

Në fazën e dytë, avulli furnizohet në turbogjenerator. Këtu energjia termike e avullit shndërrohet në energji mekanike - energjia rrotulluese e turbinës.

Në fazën e tretë, me ndihmën e një gjeneratori, energjia mekanike e rrotullimit të turbinës shndërrohet në energji elektrike, e cila më pas u dërgohet konsumatorëve.

Klasifikimi i termocentraleve bërthamore:

Centralet bërthamore klasifikohen sipas llojit të reaktorëve që veprojnë në to. Ekzistojnë dy lloje kryesore të termocentraleve bërthamore:

– me reaktorë që përdorin neutrone termike (reaktor bërthamor ujë-ujë, reaktor ujë-ujë të vluar, reaktor bërthamor me ujë të rëndë, grafit-gaz bërthamore reaktor, reaktor bërthamor grafit-ujë dhe reaktorë të tjerë termikë të neutroneve);

– me reaktorë që përdorin neutrone të shpejta (reaktorë të shpejtë neutron).

Sipas llojit të energjisë së prodhuar, dallohen dy lloje atomike termocentralet :

– NPP për prodhimin e energjisë elektrike;

– ATPP – termocentrale të kombinuara bërthamore, qëllimi i të cilave është të prodhojnë jo vetëm energji elektrike, por edhe termike.

Reaktorët me qark të vetëm, të dyfishtë dhe të trefishtë të një termocentrali bërthamor:

Reaktor Centrali bërthamor Mund të jetë një, dy ose tre qark, i cili pasqyrohet në diagramin e funksionimit të ftohësit - mund të ketë, përkatësisht, një, dy ose tre qarqe. Në vendin tonë, më të përhapurit janë impiantet e pajisura me reaktorë fuqie uji me presion të dyfishtë (VVER). Sipas Rosstat, sot ka 4 që operojnë në Rusi NPP me reaktorë me 1 qark, 5 me reaktorë me 2 qark dhe një me reaktor me 3 qark.

Termocentralet bërthamore me një reaktor me një lak:

Centralet bërthamore ky lloj - me një reaktor me një qark, të pajisur me reaktorë të tipit RBMK-1000. Blloku strehon një reaktor, dy turbina kondensimi dhe dy gjeneratorë. Temperaturat e larta të funksionimit të reaktorit lejojnë që ai të kryejë njëkohësisht funksionin e një gjeneratori me avull, gjë që bën të mundur përdorimin e një qarku me një qark. Avantazhi i kësaj të fundit është një parim relativisht i thjeshtë i funksionimit, megjithatë, për shkak të veçorive të tij, është mjaft e vështirë të sigurohet mbrojtje kundër rrezatimi. Kjo për faktin se kur përdoret kjo skemë, të gjithë elementët e njësisë janë të ekspozuar ndaj rrezatimit radioaktiv.

Termocentralet bërthamore me reaktor me qark të dyfishtë:

Qarku me qark të dyfishtë përdoret në NPP me reaktorë që i përkasin tipit VVER. Parimi i funksionimit të këtyre stacioneve është si më poshtë: një ftohës, i cili është uji, furnizohet në bërthamën e reaktorit nën presion. Ngrohet, pas së cilës futet në shkëmbyesin e nxehtësisë (gjeneratorin e avullit), ku ngroh ujin e qarkut sekondar në një çiban. Rrezatimi emetohet vetëm nga qarku i parë, i dyti nuk ka veti radioaktive. Struktura e njësisë përfshin një gjenerator, si dhe një ose dy turbina kondensimi (në rastin e parë, fuqia turbinatështë 1000 megavat, në të dytën - 2 x 500 megavat).

Një zhvillim i avancuar në fushën e reaktorëve me qark të dyfishtë është modeli VVER-1200, i propozuar nga koncerni Rosenergoatom. Ajo u zhvillua në bazë të modifikimeve të reaktorit VVER-1000, të cilat u prodhuan sipas porosive nga jashtë në vitet '90. dhe në vitet e para të mijëvjeçarit aktual. Modeli i ri përmirëson të gjithë parametrat e paraardhësit të tij dhe siguron sisteme shtesë sigurie për të reduktuar rrezikun e rrezatimit radioaktiv që del nga ndarja e mbyllur e reaktorit. Zhvillimi i ri ka një numër avantazhesh - fuqia e tij është 20% më e lartë se modeli i mëparshëm, kapaciteti arrin 90%, mund të funksionojë për një vit e gjysmë pa mbingarkesë karburant(afat e zakonshme janë 1 vit), periudha e funksionimit të tij është 60 vjet.

Termocentralet bërthamore me një reaktor me tre qark:

Qarku me tre qark përdoret në centralet bërthamore me reaktorë të tipit BN (natrium i shpejtë). Funksionimi i reaktorëve të tillë bazohet në neutrone të shpejta, dhe natriumi i lëngshëm radioaktiv përdoret si ftohës. Për të përjashtuar kontaktin e tij me ujin, dizajni i reaktorit siguron një qark shtesë që përdor natrium pa veti radioaktive; kjo siguron një lloj qarku me tre sythe.

Reaktori modern me 3 qark BN-800, i zhvilluar në vitet 80 dhe 90 të shekullit të kaluar, i dha Rusisë një pozicion udhëheqës në fushën e prodhimit të reaktorëve të shpejtë. Karakteristika e tij kryesore është mbrojtja nga ndikimet që vijnë nga brenda ose jashtë. Ky model minimizon rrezikun e një aksidenti në të cilin bërthama shkrihet dhe plutoniumi lëshohet gjatë ripërpunimit të karburantit bërthamor të rrezatuar.

Reaktori në fjalë mund të përdorë lloje të ndryshme të karburantit - konvencional me oksid uraniumi ose karburant MOX me bazë uranium dhe

Centrali bërthamor (NPP)

një termocentral në të cilin energjia atomike (bërthamore) shndërrohet në energji elektrike. Gjeneruesi i energjisë në një termocentral bërthamor është një reaktor bërthamor (shih reaktorin bërthamor). Nxehtësia që lirohet në reaktor si rezultat i një reaksioni zinxhir të ndarjes së bërthamave të disa elementëve të rëndë, më pas shndërrohet në energji elektrike në të njëjtën mënyrë si në termocentralet konvencionale (Shih Termocentrali) (TPP). Ndryshe nga termocentralet që operojnë me lëndë djegëse fosile, termocentralet bërthamore operojnë me lëndë djegëse bërthamore (Shih Karburanti bërthamor) (kryesisht 233 U, 235 U. 239 Pu). Kur ndahet 1 G izotopet e uraniumit ose të plutoniumit lëshuan 22500 kW h, e cila është e barabartë me energjinë që përmban 2800 kg karburant standard. Është vërtetuar se burimet energjetike botërore të karburantit bërthamor (uranium, plutonium, etj.) tejkalojnë ndjeshëm burimet energjetike të rezervave natyrore të karburantit organik (naftë, qymyr, gaz natyror, etj.). Kjo hap perspektiva të gjera për plotësimin e kërkesave për karburant në rritje të shpejtë. Përveç kësaj, është e nevojshme të merret parasysh vëllimi gjithnjë në rritje i konsumit të qymyrit dhe naftës për qëllime teknologjike në industrinë kimike globale, e cila po bëhet një konkurrent serioz i termocentraleve. Pavarësisht zbulimit të depozitave të reja të lëndës djegëse organike dhe përmirësimit të metodave për prodhimin e tij, në botë ka një tendencë drejt rritjes së kostos së tij. Kjo krijon kushtet më të vështira për vendet me rezerva të kufizuara të lëndëve djegëse fosile. Ekziston një nevojë e dukshme për zhvillimin e shpejtë të energjisë bërthamore, e cila tashmë zë një vend të spikatur në bilancin energjetik të një sërë vendesh industriale në mbarë botën.

Termocentrali i parë bërthamor në botë për qëllime pilot industriale ( oriz. 1 ) fuqia 5 MW u fut në BRSS më 27 qershor 1954 në Obninsk. Para kësaj, energjia e bërthamës atomike përdorej kryesisht për qëllime ushtarake. Lansimi i termocentralit të parë bërthamor shënoi hapjen e një drejtimi të ri në energji, i cili u njoh në Konferencën e Parë Ndërkombëtare Shkencore dhe Teknike mbi Përdorimet Paqësore të Energjisë Atomike (gusht 1955, Gjenevë).

Në 1958, faza e parë e termocentralit bërthamor të Siberisë me një kapacitet prej 100 MW(kapaciteti total i projektimit 600 MW). Në të njëjtin vit, filloi ndërtimi i termocentralit industrial bërthamor Beloyarsk, dhe më 26 Prill 1964, gjeneratori i fazës së parë (njësia me kapacitet 100 MW) furnizuar rrymë në sistemin energjetik Sverdlovsk, njësia e dytë me një kapacitet prej 200 MW e vënë në punë në tetor 1967. Një tipar dallues i NPP Beloyarsk është mbinxehja e avullit (derisa të merren parametrat e kërkuar) direkt në reaktorin bërthamor, gjë që bëri të mundur përdorimin e turbinave moderne konvencionale mbi të pothuajse pa asnjë modifikim.

Në shtator 1964, njësia e parë e NPP Novovoronezh me një kapacitet prej 210 MW Kostoja 1 kWh energjia elektrike (treguesi më i rëndësishëm ekonomik i funksionimit të çdo termocentrali) në këtë termocentral bërthamor u ul sistematikisht: ajo arriti në 1.24 kopekë. në vitin 1965, 1,22 kopekë. në vitin 1966, 1,18 kopekë. në vitin 1967, 0,94 kopekë. në vitin 1968. Njësia e parë e NPP Novovoronezh u ndërtua jo vetëm për përdorim industrial, por edhe si një objekt demonstrimi për të demonstruar aftësitë dhe avantazhet e energjisë bërthamore, besueshmërinë dhe sigurinë e termocentraleve bërthamore. Në nëntor 1965, në qytetin Melekess, rajoni Ulyanovsk, hyri në punë një termocentral bërthamor me një reaktor të ftohur me ujë (Shih reaktorin e ftohur me ujë) Lloji "i zier" me kapacitet 50 MW, Reaktori është montuar sipas një modeli me një qark, i cili lehtëson paraqitjen e stacionit. Në dhjetor 1969, u lançua njësia e dytë e NPP Novovoronezh (350 MW).

Jashtë vendit, termocentrali i parë bërthamor për qëllime industriale me kapacitet 46 MW u vu në punë në vitin 1956 në Calder Hall (Angli).Një vit më vonë, një termocentral bërthamor me kapacitet 60 MW në Shippingport (SHBA).

Një diagram skematik i një termocentrali bërthamor me një reaktor bërthamor të ftohur me ujë është paraqitur në oriz. 2 . Nxehtësia e lëshuar në bërthamën (Shih Bërthamë) të reaktorit 1 merret nga uji (ftohësi (Shih Ftohësi)) i qarkut të parë, i cili pompohet përmes reaktorit nga një pompë qarkullimi 2. Uji i nxehtë nga reaktori hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë (gjenerator i avullit) 3, ku nxehtësinë e marrë në reaktor e transferon në ujin e qarkut të 2-të. Uji i qarkut të dytë avullon në gjeneratorin e avullit dhe avulli që rezulton hyn në turbinë 4.

Më shpesh, në termocentralet bërthamore përdoren 4 lloje të reaktorëve termikë të neutroneve: 1) reaktorë ujë-ujë me ujë të zakonshëm si moderator dhe ftohës; 2) grafit-ujë me ftohës uji dhe moderator grafit; 3) ujë i rëndë me ftohës uji dhe ujë i rëndë si moderator; 4) grafit-gaz me ftohës gazi dhe moderator grafit.

Zgjedhja e tipit të përdorur kryesisht të reaktorit përcaktohet kryesisht nga përvoja e akumuluar në ndërtimin e reaktorit, si dhe disponueshmëria e pajisjeve të nevojshme industriale, rezervave të lëndëve të para, etj. Në BRSS, kryesisht reaktorët grafit-ujë dhe të ftohur me ujë janë ndërtuar. Në termocentralet bërthamore amerikane, reaktorët e ujit nën presion janë më të përdorurit. Reaktorët e gazit grafit përdoren në Angli. Industria e energjisë bërthamore e Kanadasë dominohet nga termocentralet bërthamore me reaktorë të ujit të rëndë.

Në varësi të llojit dhe gjendjes totale të ftohësit, krijohet një ose një cikël tjetër termodinamik i termocentralit bërthamor. Zgjedhja e kufirit të sipërm të temperaturës së ciklit termodinamik përcaktohet nga temperatura maksimale e lejueshme e predhave të elementeve të karburantit që përmbajnë karburant bërthamor, temperatura e lejueshme e vetë karburantit bërthamor, si dhe nga vetitë e ftohësit të miratuar për një lloj të caktuar. të reaktorit. Në termocentralet bërthamore, reaktori termik i të cilit ftohet nga uji, zakonisht përdoren ciklet e avullit me temperaturë të ulët. Reaktorët me ftohje me gaz lejojnë përdorimin e cikleve relativisht më ekonomike të avullit me rritje të presionit fillestar dhe temperaturës. Qarku termik i termocentralit bërthamor në këto dy raste është me 2 qark: ftohësi qarkullon në qarkun e parë dhe qarku me avull-ujë qarkullon në qarkun e dytë. Me reaktorë me ujë të valë ose ftohës gazi me temperaturë të lartë, është i mundur një termocentral bërthamor me një qark. Në reaktorët e ujit të vluar, uji vlon në bërthamë, përzierja e përftuar e ujit me avull ndahet dhe avulli i ngopur dërgohet ose drejtpërdrejt në turbinë, ose fillimisht kthehet në bërthamë për mbinxehje ( oriz. 3 ). Në reaktorët grafit-gaz me temperaturë të lartë, është e mundur të përdoret një cikël konvencional i turbinës me gaz. Reaktori në këtë rast vepron si një dhomë djegieje.

Gjatë funksionimit të reaktorit, përqendrimi i izotopeve të zbërthyer në karburantin bërthamor zvogëlohet gradualisht, d.m.th., shufrat e karburantit digjen. Prandaj, me kalimin e kohës ato zëvendësohen me të freskëta. Karburanti bërthamor ringarkohet duke përdorur mekanizma dhe pajisje të telekomanduara. Shufrat e karburantit të shpenzuar transferohen në një pishinë të karburantit të shpenzuar dhe më pas dërgohen për riciklim.

Reaktori dhe sistemet e tij të shërbimit përfshijnë: vetë reaktorin me mbrojtje biologjike (Shih Mbrojtja biologjike), një shkëmbyes nxehtësie dhe pompa ose njësi gazi që qarkullojnë ftohësin; tubacionet dhe pajisjet e qarkut të qarkullimit; pajisje për rimbushjen e karburantit bërthamor; sisteme të veçanta ventilim, ftohje emergjente etj.

Në varësi të dizajnit, reaktorët kanë veçori dalluese: në reaktorët e enëve (Shih Reaktorin e Presionit), shufrat e karburantit dhe moderatori ndodhen brenda enës, e cila mbart presionin e plotë të ftohësit; në reaktorët e kanalit (Shih reaktorin e kanalit) shufrat e karburantit, të ftohur nga një ftohës, instalohen në tuba kanalesh të posaçme që depërtojnë në moderator, të mbyllur në një shtresë me mure të hollë. Reaktorë të tillë përdoren në BRSS (centralet bërthamore të Siberisë, Beloyarsk, etj.).

Për të mbrojtur personelin e termocentralit bërthamor nga ekspozimi ndaj rrezatimit, reaktori është i rrethuar nga mbrojtje biologjike, materialet kryesore për të cilat janë betoni, uji dhe rëra gjarpri. Pajisja e qarkut të reaktorit duhet të jetë plotësisht e mbyllur. Sigurohet një sistem për të monitoruar vendet e rrjedhjeve të mundshme të ftohësit; merren masa për të siguruar që shfaqja e rrjedhjeve dhe prishjeve në qark të mos çojë në emetime radioaktive dhe ndotje të ambienteve të termocentralit bërthamor dhe zonës përreth. Pajisjet e qarkut të reaktorit zakonisht instalohen në kuti të mbyllura, të cilat janë të ndara nga pjesa tjetër e ambienteve të NPP-së me mbrojtje biologjike dhe nuk mirëmbahen gjatë funksionimit të reaktorit. Ajri radioaktiv dhe një sasi e vogël e avullit të ftohësit, për shkak të pranisë së rrjedhjeve nga qarku, hiqen nga dhomat e pambikëqyrura të termocentralit bërthamor me anë të një sistemi të posaçëm ventilimi, në të cilin sigurohen filtra pastrimi dhe mbajtjen e rezervuarëve të gazit për të eliminuar mundësinë të ndotjes së ajrit. Respektimi i rregullave të sigurisë nga rrezatimi nga personeli i TEC-it monitorohet nga shërbimi i kontrollit të dozimetrisë.

Në rast aksidentesh në sistemin e ftohjes së reaktorit, për të parandaluar mbinxehjen dhe dështimin e vulave të predhave të shufrës së karburantit, sigurohet shtypja e shpejtë (brenda pak sekondash) e reaksionit bërthamor; Sistemi i ftohjes emergjente ka burime autonome energjie.

Prania e mbrojtjes biologjike, sistemeve speciale të ventilimit dhe ftohjes emergjente dhe një shërbimi monitorues të rrezatimit bën të mundur mbrojtjen e plotë të personelit operativ të NPP-së nga efektet e dëmshme të rrezatimit radioaktiv.

Pajisjet e dhomës së turbinave të një termocentrali bërthamor janë të ngjashme me pajisjet e dhomës së turbinave të një termocentrali. Një tipar dallues i shumicës së termocentraleve bërthamore është përdorimi i avullit me parametra relativisht të ulët, të ngopur ose pak të mbinxehur.

Në këtë rast, për të parandaluar dëmtimin e erozionit të tehuve të fazave të fundit të turbinës nga grimcat e lagështisë që përmbahen në avull, në turbinë instalohen pajisje ndarëse. Ndonjëherë është e nevojshme të përdoren ndarës në distancë dhe mbinxehës të ndërmjetëm me avull. Për shkak të faktit se ftohësi dhe papastërtitë që ai përmban aktivizohen kur kalojnë nëpër bërthamën e reaktorit, zgjidhja e projektimit të pajisjeve të dhomës së turbinës dhe sistemit të ftohjes së kondensatorit të turbinës së termocentraleve bërthamore me një qark duhet të eliminojnë plotësisht mundësinë e rrjedhjes së ftohësit. . Në termocentralet bërthamore me qark të dyfishtë me parametra të lartë të avullit, kërkesa të tilla nuk vendosen në pajisjet e dhomës së turbinës.

Kërkesat specifike për paraqitjen e pajisjeve të termocentralit bërthamor përfshijnë: gjatësinë minimale të mundshme të komunikimeve të lidhura me mediat radioaktive, rritjen e ngurtësisë së themeleve dhe strukturave mbajtëse të reaktorit, organizimin e besueshëm të ventilimit të ambienteve. Aktiv oriz. tregon një pjesë të ndërtesës kryesore të NPP Beloyarsk me një reaktor kanali grafit-ujë. Salla e reaktorit strehon një reaktor me mbrojtje biologjike, shufra rezervë karburanti dhe pajisje kontrolli. Termocentrali bërthamor është konfiguruar sipas parimit të bllokut reaktor-turbinë. Gjeneratorët e turbinës dhe sistemet e tyre të shërbimit janë të vendosura në dhomën e turbinës. Midis dhomave të motorit dhe reaktorit, janë vendosur pajisjet ndihmëse dhe sistemet e kontrollit të impiantit.

Efikasiteti i një termocentrali bërthamor përcaktohet nga treguesit kryesorë teknikë të tij: fuqia e njësisë së reaktorit, efikasiteti, intensiteti i energjisë i bërthamës, djegia e karburantit bërthamor, shkalla e përdorimit të kapacitetit të instaluar të termocentralit bërthamor në vit. Me rritjen e kapacitetit të centralit bërthamor, investimet kapitale specifike në të (kostoja e instalimit kW) ulet më fort se sa është rasti i termocentraleve. Kjo është arsyeja kryesore e dëshirës për të ndërtuar centrale të mëdha bërthamore me njësi të mëdha të fuqisë. Është tipike për ekonominë e termocentraleve bërthamore që pjesa e komponentit të karburantit në koston e energjisë elektrike të prodhuar është 30-40% (në termocentralet 60-70%). Prandaj, termocentralet e mëdha bërthamore janë më të zakonshmet në zonat e industrializuara me furnizime të kufizuara të karburantit konvencional, dhe termocentralet bërthamore me kapacitet të vogël janë më të zakonshmet në zona të vështira për t'u arritur ose të largëta, për shembull, termocentralet bërthamore në fshat. Bilibino (Republika Socialiste Sovjetike Autonome Yakut) me fuqi elektrike të një njësie standarde 12 MW Një pjesë e fuqisë termike të reaktorit të këtij termocentrali bërthamor (29 MW) shpenzohet për furnizim me ngrohje. Përveç prodhimit të energjisë elektrike, termocentralet bërthamore përdoren edhe për shkripëzimin e ujit të detit. Kështu, NPP Shevchenko (SSR e Kazakistanit) me një kapacitet elektrik prej 150 MW projektuar për shkripëzimin (me metodën e distilimit) në ditë deri në 150,000 T ujë nga Deti Kaspik.

Në shumicën e vendeve të industrializuara (BRSS, SHBA, Anglia, Franca, Kanadaja, Gjermania, Japonia, Gjermania Lindore, etj.), sipas parashikimeve, kapaciteti i termocentraleve bërthamore ekzistuese dhe në ndërtim do të rritet në dhjetëra deri në vitin 1980. Gvt. Sipas Agjencisë Ndërkombëtare Atomike të OKB-së, botuar në vitin 1967, kapaciteti i instaluar i të gjitha termocentraleve bërthamore në botë do të arrijë në 300 deri në vitin 1980. Gvt.

Bashkimi Sovjetik po zbaton një program të gjerë të vënies në punë të njësive të mëdha energjetike (deri në 1000 MW) me reaktorë termikë të neutroneve. Në 1948-49, filloi puna për reaktorët e shpejtë të neutroneve për termocentralet industriale bërthamore. Karakteristikat fizike të reaktorëve të tillë lejojnë riprodhimin e zgjeruar të karburantit bërthamor (faktori i riprodhimit nga 1.3 në 1.7), gjë që bën të mundur përdorimin jo vetëm 235 U, por edhe lëndët e para 238 U dhe 232 Th. Përveç kësaj, reaktorët e shpejtë të neutronit nuk përmbajnë një moderator, janë relativisht të vogla në madhësi dhe kanë një ngarkesë të madhe. Kjo shpjegon dëshirën për zhvillim intensiv të reaktorëve të shpejtë në BRSS. Për kërkime mbi reaktorët e shpejtë, u ndërtuan me radhë reaktorët eksperimentalë dhe pilot BR-1, BR-2, BR-Z, BR-5 dhe BFS. Përvoja e fituar çoi në kalimin nga kërkimi mbi impiantet model në projektimin dhe ndërtimin e termocentraleve industriale të shpejta bërthamore me neutron (BN-350) në Shevchenko dhe (BN-600) në NPP Beloyarsk. Hulumtimi është duke u zhvilluar për reaktorët për termocentralet e fuqishme bërthamore, për shembull, një reaktor pilot BOR-60 u ndërtua në Melekess.

Termocentrale të mëdha bërthamore po ndërtohen gjithashtu në një numër vendesh në zhvillim (Indi, Pakistan, etj.).

Në Konferencën e 3-të Ndërkombëtare Shkencore dhe Teknike mbi Përdorimet Paqësore të Energjisë Atomike (1964, Gjenevë), u vu re se zhvillimi i gjerë i energjisë bërthamore është bërë një problem kyç për shumicën e vendeve. Konferenca e 7-të Botërore e Energjisë (WIREC-VII), e mbajtur në Moskë në gusht 1968, konfirmoi rëndësinë e problemeve të zgjedhjes së drejtimit të zhvillimit të energjisë bërthamore në fazën tjetër (me kusht 1980-2000), kur termocentralet bërthamore do të bëhen një nga prodhuesit kryesorë të energjisë elektrike.

Lit.: Disa çështje të energjisë bërthamore. Shtu. Art., ed. M. A. Styrikovich, M., 1959; Kanaev A. A., Termocentralet bërthamore, Leningrad, 1961; Kalafati D.D., Ciklet termodinamike të centraleve bërthamore, M.-L., 1963; 10 vjet i termocentralit të parë bërthamor në botë të BRSS. [Sht. Art.], M., 1964; Shkenca dhe teknologjia atomike sovjetike. [Koleksion], M., 1967; Petrosyants A.M., Energjia atomike e ditëve tona, M., 1968.

S. P. Kuznetsov.

Enciklopedia e Madhe Sovjetike. - M.: Enciklopedia Sovjetike. 1969-1978 .

Shihni se çfarë është "Central bërthamor" në fjalorë të tjerë:

Një termocentral në të cilin energjia atomike (bërthamore) shndërrohet në energji elektrike. Gjeneruesi i energjisë në një termocentral bërthamor është një reaktor bërthamor. Sinonimet: Centralet bërthamore Shihni gjithashtu: Centralet bërthamore Centralet e energjisë bërthamore Reaktorët bërthamorë Fjalori financiar... ... Fjalor Financiar

- Termocentrali (NPP) ku energjia bërthamore (bërthamore) shndërrohet në energji elektrike. Në një termocentral bërthamor, nxehtësia e lëshuar në një reaktor bërthamor përdoret për të prodhuar avull uji që rrotullon një gjenerator turbinash. Termocentrali i parë bërthamor në botë me një kapacitet prej 5 MW ishte... ... Fjalori i madh enciklopedik

Termocentrali bërthamor (NPP) është një kompleks strukturash teknike të krijuara për të gjeneruar energji elektrike duke përdorur energjinë e çliruar gjatë një reaksioni bërthamor të kontrolluar.

Uraniumi përdoret si lëndë djegëse e zakonshme për termocentralet bërthamore. Reagimi i ndarjes kryhet në njësinë kryesore të një termocentrali bërthamor - një reaktor bërthamor.

Reaktori është montuar në një shtresë çeliku të krijuar për presion të lartë - deri në 1,6 x 107 Pa, ose 160 atmosfera.
Pjesët kryesore të VVER-1000 janë:

1. Zona aktive, ku ndodhet karburanti bërthamor, ndodh një reaksion zinxhir i ndarjes bërthamore dhe lirohet energjia.
2. Reflektori i neutronit që rrethon bërthamën.
3. Ftohës.
4. Sistemi i kontrollit të mbrojtjes (CPS).
5. Mbrojtja nga rrezatimi.

Nxehtësia në reaktor lëshohet për shkak të një reaksioni zinxhir të ndarjes së karburantit bërthamor nën ndikimin e neutroneve termike. Në këtë rast, formohen produkte të ndarjes bërthamore, ndër të cilat ka edhe lëndë të ngurta dhe gazra - ksenon, krypton. Produktet e ndarjes kanë radioaktivitet shumë të lartë, kështu që karburanti (peletat e dioksidit të uraniumit) vendoset në tuba të mbyllur të zirkonit - shufrat e karburantit (elementet e karburantit). Këto tuba kombinohen në disa pjesë krah për krah në një asamble të vetme karburanti. Për të kontrolluar dhe mbrojtur një reaktor bërthamor, përdoren shufra kontrolli që mund të lëvizin përgjatë gjithë lartësisë së bërthamës. Shufrat janë bërë nga substanca që thithin fuqishëm neutronet - për shembull, bor ose kadmium. Kur shufrat futen thellë, një reaksion zinxhir bëhet i pamundur, pasi neutronet absorbohen fuqishëm dhe hiqen nga zona e reagimit. Shufrat zhvendosen nga distanca nga paneli i kontrollit. Me një lëvizje të lehtë të shufrave, procesi i zinxhirit ose do të zhvillohet ose do të zbehet. Në këtë mënyrë rregullohet fuqia e reaktorit.

Paraqitja e stacionit është me qark të dyfishtë. Qarku i parë radioaktiv përbëhet nga një reaktor VVER 1000 dhe katër unaza ftohëse me qarkullim. Qarku i dytë, jo radioaktiv, përfshin një gjenerator avulli dhe njësi furnizimi me ujë dhe një njësi turbine me kapacitet 1030 MW. Ftohësi kryesor është ujë jo i vluar me pastërti të lartë nën një presion prej 16 MPa me shtimin e një tretësire të acidit borik, një absorbues i fortë neutron, i cili përdoret për të rregulluar fuqinë e reaktorit.

1. Pompat kryesore të qarkullimit pompojnë ujin përmes bërthamës së reaktorit, ku ai nxehet në një temperaturë prej 320 gradë për shkak të nxehtësisë së krijuar gjatë reaksionit bërthamor.
2. Ftohësi i ndezur e transferon nxehtësinë e tij në ujin e qarkut dytësor (lëng pune), duke e avulluar atë në gjeneratorin e avullit.
3. Ftohësi i ftohur rihyn në reaktor.
4. Gjeneratori i avullit prodhon avull të ngopur me një presion prej 6.4 MPa, i cili furnizohet me turbinën me avull.
5. Turbina drejton rotorin e gjeneratorit elektrik.
6. Avulli i shkarkimit kondensohet në kondensator dhe përsëri furnizohet me gjeneratorin e avullit nga pompa e kondensatës. Për të ruajtur presionin konstant në qark, është instaluar një kompensues i vëllimit të avullit.
7. Nxehtësia e kondensimit të avullit largohet nga kondensuesi me anë të ujit qarkullues, i cili furnizohet nga pompa e ushqimit nga pellgu më i ftohtë.
8. Të dy qarku i parë dhe i dytë i reaktorit janë të mbyllura. Kjo siguron sigurinë e reaktorit për personelin dhe publikun.

Nëse nuk është e mundur të përdoret një sasi e madhe uji për kondensimin e avullit, në vend të përdorimit të një rezervuari, uji mund të ftohet në kulla të veçanta ftohëse (kulla ftohëse).

Siguria dhe mirëdashësia mjedisore e funksionimit të reaktorit sigurohet nga respektimi i rreptë i rregulloreve (rregullave të funksionimit) dhe një sasi e madhe e pajisjeve të kontrollit. E gjithë ajo është projektuar për kontroll të menduar dhe efikas të reaktorit.
Mbrojtja emergjente e një reaktori bërthamor është një grup pajisjesh të krijuara për të ndaluar shpejt një reaksion zinxhir bërthamor në bërthamën e reaktorit.

Mbrojtja aktive emergjente aktivizohet automatikisht kur një nga parametrat e një reaktori bërthamor arrin një vlerë që mund të çojë në një aksident. Parametra të tillë mund të përfshijnë: temperaturën, presionin dhe rrjedhën e ftohësit, nivelin dhe shpejtësinë e rritjes së fuqisë.

Elementet ekzekutive të mbrojtjes emergjente janë, në shumicën e rasteve, shufrat me një substancë që thith mirë neutronet (bor ose kadmium). Ndonjëherë, për të mbyllur reaktorin, një absorbues i lëngshëm injektohet në lakin e ftohësit.

Përveç mbrojtjes aktive, shumë dizajne moderne përfshijnë edhe elementë të mbrojtjes pasive. Për shembull, versionet moderne të reaktorëve VVER përfshijnë një "Sistemin e ftohjes së bërthamës së urgjencës" (ECCS) - rezervuarë specialë me acid borik të vendosur mbi reaktor. Në rast të një aksidenti me bazë projektimi maksimal (këputje e qarkut të parë ftohës të reaktorit), përmbajtja e këtyre rezervuarëve përfundon brenda bërthamës së reaktorit nga graviteti dhe reaksioni zinxhir bërthamor shuhet nga një sasi e madhe e substancës që përmban bor. , i cili thith mirë neutronet.

Sipas “Rregullave të Sigurisë Bërthamore për objektet e reaktorëve të termocentraleve bërthamore”, të paktën një nga sistemet e parashikuara të mbylljes së reaktorit duhet të kryejë funksionin e mbrojtjes emergjente (EP). Mbrojtja emergjente duhet të ketë të paktën dy grupe të pavarura elementësh pune. Në sinjalin AZ, pjesët e punës AZ duhet të aktivizohen nga çdo pozicion pune ose i ndërmjetëm.
Pajisja AZ duhet të përbëhet nga të paktën dy grupe të pavarura.

Çdo grup i pajisjeve AZ duhet të projektohet në atë mënyrë që mbrojtja të sigurohet në rangun e ndryshimeve në densitetin e fluksit të neutronit nga 7% në 120% të nominalit:
1. Sipas densitetit të fluksit të neutronit - jo më pak se tre kanale të pavarura;
2. Sipas shkallës së rritjes së densitetit të fluksit neutron - jo më pak se tre kanale të pavarura.

Çdo grup i pajisjeve të mbrojtjes emergjente duhet të projektohet në atë mënyrë që, gjatë gjithë gamës së ndryshimeve në parametrat teknologjikë të vendosur në projektimin e impiantit të reaktorit (RP), mbrojtja emergjente të sigurohet nga të paktën tre kanale të pavarura për çdo parametër teknologjik. për të cilën është e nevojshme mbrojtja.

Komandat e kontrollit të çdo grupi për aktivizuesit AZ duhet të transmetohen përmes të paktën dy kanaleve. Kur një kanal në një nga grupet e pajisjeve AZ hiqet nga funksionimi pa e nxjerrë këtë grup jashtë funksionimit, duhet të gjenerohet automatikisht një sinjal alarmi për këtë kanal.

Mbrojtja emergjente duhet të aktivizohet të paktën në rastet e mëposhtme:
1. Me arritjen e cilësimit AZ për densitetin e fluksit neutron.
2. Me arritjen e cilësimit AZ për shpejtësinë e rritjes së densitetit të fluksit neutron.
3. Nëse voltazhi zhduket në çdo grup pajisjesh mbrojtëse emergjente dhe autobusët e furnizimit me energji CPS që nuk janë nxjerrë jashtë funksionit.
4. Në rast të dështimit të çdo dy prej tre kanaleve mbrojtëse për densitetin e fluksit të neutronit ose për shkallën e rritjes së fluksit të neutronit në çdo grup pajisjesh AZ që nuk janë nxjerrë jashtë funksionit.
5. Kur cilësimet AZ arrihen nga parametrat teknologjikë për të cilët duhet të kryhet mbrojtja.
6. Kur aktivizoni AZ nga një çelës nga një pikë kontrolli blloku (BCP) ose një pikë kontrolli rezervë (RCP).

Materiali u përgatit nga redaktorët në internet të www.rian.ru bazuar në informacione nga RIA Novosti dhe burime të hapura