Одной из самых глобальных проблем человечества является энергетика. Гражданская инфраструктура, промышленность, вооруженные силы – все это требует огромного количества электричества, а для его выработки ежегодно выделяется масса полезных ископаемых.
Проблема состоит в том, что эти ресурсы не бесконечны, и уже сейчас, пока ситуация более или менее стабильна, нужно задуматься о будущем. Огромные надежды возлагались на альтернативное, чистое электричество, однако, как показывает практика, конечный результат далек от желаемого. Затраты на солнечные или ветряные электростанции огромны, а количество энергии – минимально. И именно поэтому сейчас атомные электростанции считаются самым перспективным вариантом дальнейшего развития.
История АЭС
Первые идеи касательно использования атома для выработки электроэнергии появились в СССР примерно в 40-х годах XX века, почти за 10 лет до создания собственного оружия массового поражения на этой основе. В 1948 году был разработан принцип работы АЭС и тогда же получилось впервые в мире запитать приборы от атомной энергии.
🤯 СКРЫТЫЕ ФАКТОРЫ КОТОРЫЕ УКАЗЫВАЮТ НА ..
В 1950-м США заканчивает строительство небольшого атомного реактора, который можно считать на тот момент единственной электростанцией на планете такого типа. Правда, он был экспериментальным и мощности выдавал всего 800 Вт. В то же время в СССР закладывается фундамент первой в мире полноценной АЭС, хотя после введения в строй она все же не выдавала электричество в промышленных масштабах. Использовался этот реактор больше для оттачивания технологии.
С этого момента началось массовое строительство атомных электростанций по всему миру. Помимо традиционных лидеров в этой «гонке», США и СССР, первые реакторы появлялись в:
- 1956 г. – Великобритания.
- 1959 г. – Франция.
- 1961 г. – Германия.
- 1962 г. – Канада.
- 1964 г. – Швеция.
- 1966 г. – Япония.
Количество возводимых АЭС постоянно увеличивалось, вплоть до Чернобыльской катастрофы, после чего строительство начало замораживаться и постепенно многие страны стали отказываться от атомной энергии. На данный момент новые такие электростанции появляются в основном в России и Китае. Некоторые страны, ранее планировавшие перейти на энергию другого типа, постепенно возвращаются в программу и в ближайшем будущем возможен очередной скачок строительства АЭС. Это обязательный этап развития человечества, по крайней мере до тех пор, пока не будут найдены другие эффективные варианты производства энергии.
Особенности атомной энергетики
Самый главный плюс заключается в выработке огромного количества энергии с минимальными затратами топлива при практически полностью отсутствующих загрязнениях. Принцип работы атомного реактора АЭС основан на простом паровом двигателе и в качестве основного элемента использует воду (не считая самого топлива), потому с точки зрения экологии вред получается минимальным.
Как Россия строит АЭС в Турции
Потенциальная опасность электростанций такого типа сильно преувеличена. Причины катастрофы в Чернобыле до сих пор достоверно не установлены (об этом ниже) и более того, вся собранная в рамках расследования информация позволила модернизировать уже имеющиеся станции, исключив даже маловероятные варианты выбросов радиации. Экологи иногда говорят, что такие станции являются мощным источником теплового загрязнения, но это тоже не совсем верно. Действительно, горячая вода из второго контура попадает в водоемы, но чаще всего используются их искусственные варианты, созданные специально для этого, а в остальных случаях доля такого повышения температуры не идет ни в какое сравнение с загрязнениями от других источников энергии.
Проблема топлива
Не последнюю роль в популярности АЭС играет топливо – уран-235. Его требуется значительно меньше, чем любых других видов с одновременным огромным выбросом энергии. Принцип работы реактора АЭС подразумевает использование этого топлива в виде специальных «таблеток», уложенных в стержни. Фактически, единственная сложность в данном случае заключается в создании именно такой формы.
Тем не менее в последнее время начинает появляться информация, что текущих мировых запасов тоже не хватит надолго. Но и это уже предусмотрено. Самые новые трехконтурные реакторы работают на уране-238, которого очень много, и проблема дефицита топлива исчезнет надолго.
Принцип работы двухконтурной АЭС
Как уже было сказано выше, в основе лежит обычный паровой двигатель. Если кратко, принцип работы АЭС заключается в нагреве воды из первого контура, которая в свою очередь нагревает воду второго контура до состояния пара. Он проступает в турбину, вращая лопасти, в результате чего генератор вырабатывает электричество. «Отработанный» пар попадает в конденсатор и вновь превращается в воду. Таким образом получается практически замкнутый цикл. В теории все это могло работать еще проще, при помощи только одного контура, однако это уже действительно небезопасно, так как вода в нем в теории может подвергаться заражению, что исключено при использовании стандартной для большинства АЭС системы с двумя изолированными друг от друга циклами воды.
Принцип работы трехконтурной АЭС
Это уже более современные электростанции, которые работают на уране-238. Его запасы составляют более 99 % всех радиоактивных элементов в мире (отсюда и следуют огромные перспективы использования). Принцип работы и устройство АЭС такого типа заключается уже в наличии целых трех контуров и активном применении жидкого натрия.
В целом, все остается примерно таким же, но с небольшими дополнениями. В первом контуре, нагреваясь непосредственно от реактора, циркулирует этот жидкий натрий при высокой температуре. Второй круг нагревается от первого и также использует ту же самую жидкость, но не настолько разогретую. И только потом, уже в третьем контуре, используется вода, которая нагревается от второго до состояния пара и вращает турбину. Система получается более сложной технологически, но построить такую АЭС нужно только один раз, а потом останется только наслаждаться плодами труда.
Чернобыль
Принцип работы АЭС «Чернобыль», как считается, стал главной причиной катастрофы. Официально существуют две версии случившегося. По одной проблема возникла из-за неправильных действий операторов реактора. По второй — из-за неудачной конструкции электростанции.
Однако принцип работы Чернобыльской АЭС использовался и в других станциях такого типа, которые исправно функционируют и по сей день. Есть мнение, что произошла цепь случайностей, повторить которую практически невозможно. Это и небольшое землетрясение в том районе, проведение эксперимента с реактором, мелкие проблемы самой конструкции и так далее.
Все вместе это стало причиной взрыва. Тем не менее до сих пор неизвестна причина, вызвавшая резкое возрастание мощности работы реактора тогда, когда он этого не должен был делать. Было даже мнение о возможной диверсии, но доказать что-либо не удалось и по сей день.
Фукусима
Это еще один пример глобальной катастрофы с участием атомной электростанции. И в данном случае также причиной стала цепь случайностей. Станция была надежно защищена от землетрясений и цунами, которые не редкость на Японском побережье. Мало кто мог предположить, что оба эти события произойдут одновременно.
Принцип работы генератора АЭС «Фукусима» предполагал использование внешних источников энергии для поддержания в работоспособности всего комплекса безопасности. Это разумная мера, так как получить энергию от самой станции в процессе аварии было бы затруднительно. Из-за землетрясения и цунами все эти источники вышли из строя, из-за чего реакторы расплавились и произошла катастрофа. Сейчас проводятся меры по устранению ущерба. По оценкам специалистов, на это уйдет еще около 40 лет.
Интересные факты
Несмотря на всю свою эффективность, атомная энергия все еще остается достаточно дорогой, ведь принципы работы парогенератора АЭС и остальных ее компонентов подразумевает огромные затраты на строительство, которые нужно окупить. Сейчас электричество от угля и нефти пока еще обходится дешевле, но эти ресурсы уже в ближайшие десятилетия закончатся, и в течение следующих нескольких лет атомная энергия будет обходиться дешевле, чем что-либо. На данный момент экологически чистое электричество из альтернативных источников энергии (ветряные и солнечные электростанции) обходится примерно в 20 раз дороже.
Считается, что принцип работы АЭС не дает строить такие станции быстро. Это неправда. На возведение среднестатистического объекта подобного типа уходит примерно 5 лет.
Станции отлично защищены не только от потенциальных выбросов радиации, но и от большинства внешних факторов. К примеру, если бы террористы вместо башен-близнецов выбрали любую АЭС, то они смогли бы нанести только минимальный вред окружающей инфраструктуре, что никак не повлияет на работу реактора.
Итоги
Принцип работы АЭС практически не отличается от принципов работы большинства других традиционных электростанций. Везде используется энергия пара. В гидроэлектростанциях применяется напор текущей воды, и даже в тех моделях, которые работают от энергии солнца, также используется жидкость, нагреваемая до состояния кипения и вращающая турбины. Единственное исключение из этого правила – ветряные станции, в которых лопасти крутятся за счет движения воздушных масс.
Источник: www.syl.ru
Генеральный план аэс
Выбор места строительства АЭС. В масштабах страны выбор района сооружения АЭС определяется энергопотреблением в том или ином районе.
/ — главный корпус, 2 — хранилище жидких и твердых отходов, 3 — азотно-кислородная, станция, 4 — резервная котельная. 5 — дизель-генераторная станция, 6 — объединенный, вспомогательный корпус, 7—склад свежего топлива, 8.— склад химических реактивов, 9 —административно-бытовой корпус.
На выбор расположения конкретной площадки для строительства АЭС оказывают влияние многие факторы, важнейшим из которых является воздействие АЭС на окружающую среду. Предельно допустимые выбросы радиоактивных веществ в атмосферу и открытые водоемы не должны приводить к облучению населения; доза облучения не должна превышать дозу, обусловленную естественным фоновым облучением. Несмотря на то что существующие нормы допускают расположение площадки для АЭС не ближе 25 км от городов с населением свыше 300 тыс. чел. и не ближе 40 км от городов с населением более 1 млн. чел., целесообразно ее размещение значительно дальше от городов и населенных пунктов.
Вокруг АЭС должна быть создана санитарно-защитная зона в которой запрещается проживание населения. Размеры этой зоны в каждом конкретном случае должны быть согласованы с органами Государственного надзора.
Работа АЭС связана с потреблением большого количества воды, выброс которой в нагретом состоянии в водоемы может представлять опасность для окружающей среды.
Важным фактором, учитываемым при выборе площадки для АЭС, является возможность заражения грунтовых вод радиоактивными веществами. Уровень грунтовых вод не должен быть ближе 1,5 м от уровня пола помещения станции, где возможно наличие радиоактивных жидкостей, и не менее 4 м в районе расположения могильников радиоактивных отходов. При выборе места расположения АЭС учитывают возможности технического водоснабжения, необходимого для конденсации отработанного пара турбин и других технических нужд станции.
Немаловажное значение имеет также наличие вблизи площадки АЭС железнодорожных или водных путей для транспортиров негабаритного крупного оборудования станции.
Отводимые для сооружения АЭС земли должны быть, как правило, малопригодными для другого использования, например для сельскохозяйственных работ. Грунт станции должен выдерживать давление от сооружений, возводимых на ее территории, а рельеф местности должен быть ровным.
Следует избегать строительства АЭС в сейсмически опасных зонах. Не допускается возведение АЭС в районах, сейсмичность которых превышает восемь баллов, а также в районах оползи и селевых потоков.
Возможность строительства АЭС на той или иной площадки определяется после проведения инженерно-геологических, топографо-геодезических, гидрологических изысканий и метеорологических исследований. Площадка АЭС должна располагаться подветренной стороны согласно розе ветров по отношению к населенным пунктам.
Генеральный план АЭС. Это чертеж, на котором в плане показано размещение на площадке местности всех сооружений станции. На генеральном плане дано расположение производственных и вспомогательных помещений, железнодорожных путей, автомобильных дорог, открытых каналов технического водоснабжения, коммуникаций водопровода и канализации, открытого распределительного устройства и выходов линий электропередачи.
Все здания и сооружения АЭС можно подразделить на здания и сооружения основного производственного назначения, подсобно-производственного назначения и вспомогательные. К зданиям и сооружениям основного производственного назначения относятся: главный корпус, в котором, как правило, размещают реакторное отделение, оборудование первого и второго контуров, машинный зал с турбинами и турбогенераторами, бассейны выдержки твэлов, этажерки электроустройств, щиты управления и вентиляционный центр; специальный корпус, в котором размещают систему специальной водоочистки и хранилище жидких и твердых радиоактивных отходов; распределительное устройство; вентиляционная труба; сооружения технического водоснабжения; дизель-генераторная. К зданиям второй группы относятся: административный корпус, санитарно-бытовой корпус со специальной прачечной, здания ацетиленовой, кислородно-азотной и компрессорной станций, мастерские, склады, гараж, пожарное депо и др.
Рис. Схема генерального плана АЭС:
/ — главный корпус с блоком вспомогательных систем, 2 — открытые установки трансформаторов, 3 — административно-бытовой корпус и столовая, 4 — башня ревизии трансформаторов и маслохозяйство, 5 — насосная станция технического водоснабжения, 6 — подводящий канал — напорный бассейн, 7 — водоразборные сооружения, 8 — сбросный канал, 9 — объединенный вспомогательный корпус, 10 — дизель-генераторная станция, // — компрессорная, 12 — хранилище жидких и твердых отходов, 13 — азотно-кислородная станция, 14 — ремонтно-строительный цех, 15 — склад химических реагентов, 16 — ресиверы водорода, 17 — склад свежего топлива, 18 — ацетилено-генераторная станция, 19 — склад топлива для котельной, 20 — резервная котельная, 21—склад серпентинита, 22 — площадка для оборудования, 23 — склад графита
Все производственные объекты АЭС разделяются на зоны: строгого режима, где имеется опасность радиационного воздействия, свободного .режима, где радиационное воздействие должно быть исключено. При переходе из одной зоны в другую устанавливаются санитарные пропускники с соответствующим дозиметрическим контролем.
Здания строгого режима располагаются с подветренной стороны к зоне свободного режима. В качестве примера на рис. 45 показана схема генерального плана АЭС, который характеризуется: удельной площадью промышленной площадки (га/100 МВт); коэффициентом застройки (долей площади, занятой зданиями и открытыми наземными распределительными устройствами, каналами, железными и автомобильными дорогами). Основой для разработки генерального плана АЭС является технологическая схема энергоблока, которая может видоизменяться в зависимости от типа ядерной энергетической установки. Генеральный план должен обеспечивать оптимальное функционирование всей технологической цепочки и безопасность окружающей среды и населения.
Источник: studfile.net
Атомная энергетика России
Нахождение площадки строительства на тектоническом разломе – эту причину указывали официальные источники при консервации строительства АЭС России. Карта сейсмически напряженных территорий страны вычленяет Крым-Кавказ-Копетдагскую зону, Байкальскую рифтовую, Алтайско-Саянскую, Дальневосточную и Приамурскую.
С этой точки зрения строительство Крымской станции (готовность первого блока – 80%) было начато действительно необоснованно. Реальной причиной консервации остальных энергообъектов как дорогостоящих стала неблагоприятная ситуация – экономический кризис в СССР. В тот период были законсервированы (буквально брошены для разворовывания) многие промышленные объекты, несмотря на высокую готовность.
Выработка электроэнергии[ | ]
Выработка электроэнергии на российских АЭС в 1970—2014 годах, млрд кВт*ч
За 2007 год российскими АЭС было выработано 158,3 млрд кВт·ч, что составило 15,9 % от общей выработки в Единой энергосистеме России.
Объём отпущенной электроэнергии составил 147,7 млрд кВт·ч.
В 2008 году на АЭС было выработано 162,3 млрд кВт•ч электроэнергии.
Объём отпущенной электроэнергии составил 151,57 млрд кВт•ч.
В 2009 году на АЭС было выработано 163,3 млрд кВт•ч электроэнергии, что составило 16 % от общей выработки в Единой энергосистеме России.
Объём отпущенной электроэнергии составил 152,8 млрд кВт·ч.
В 2010 году АЭС России выработали 170,1 млрд кВт•ч электроэнергии, что составило 16,6 % от общей выработки в Единой энергосистеме России.
Объём отпущенной электроэнергии составил 159,4 млрд кВт·ч. После запуска второго энергоблока Волгодонской АЭС в 2010 году, председатель правительства России В. В. Путин озвучил планы доведения атомной генерации в общем энергобалансе России с 16 % до 20-30 %.
В 2011 году российские атомные станции выработали 172,7 млрд кВт•ч, что составило 16,6 % от общей выработки в Единой энергосистеме России.
Объём отпущенной электроэнергии составил 161,6 млрд кВт·ч.
В 2012 году российские атомные станции выработали 177,3 млрд кВт•ч, что составило 17,1 % от общей выработки в Единой энергосистеме России. Объём отпущенной электроэнергии составил 165,727 млрд кВт·ч.
В 2016 году выработка электроэнергии на АЭС составила 196,4 млрд кВт•ч., что составило 18,7% от общей выработки в Единой энергосистеме России.
В 2017 году АЭС России установили абсолютный рекорд выработки – 202,868 млрд кВт.ч.
Таким образом, российские АЭС установили абсолютный рекорд за всю историю существования российской атомной энергетики, приблизившись к абсолютному рекорду по выработке, достигнутому лишь во времена Советского Союза в 1989 году (212,58 млрд кВт.ч, с учетом АЭС Украины, Литвы и Армении)
Доля атомной генерации в общем энергобалансе России в последние пять лет стабильно растёт и по итогам 2017 года составила 19,25 %. Высокое значение атомная энергетика имеет в европейской части России и особенно на северо-западе, где выработка электричества на АЭС достигает 42 %.
В разработках проекта Энергетической стратегии России на период до 2030 г. предусмотрено увеличение производства электроэнергии на атомных электростанциях в 4 раза[источник не указан 458 дней].
Международные проекты России в атомной энергетике[ | ]
По информации на сайте компании Атомстройэкспорт, в начале 2019 года ведётся строительство 9 энергоблоков (Аккую-1, Белоруссия-1 и -2, Бушер-2 и -3, Куданкулам-3 и -4, Руппур-1 и -2). Ещё 8 энергоблоков планируются к началу строительства в ближайшее время.
Достройка двух блоков АЭС «Белене» в Болгарии отменена в 2012 году. Также был отменён проект строительства станции Ниньтхуан во Вьетнаме.
| Иран | Бушер-1 | 01.05.1975Достройка 01.1995 | 03.09.2011 | 28.06.2013 |
| Бушер-2 | 2019 (план) | 2026 (план) | ||
| Бушер-3 | 2019 (план) | 2027 (план) | ||
| Китай | Тяньвань-1 | 20.10.1999 | 12.05.2006 | 17.05.2007 |
| Тяньвань-2 | 20.10.2000 | 14.05.2007 | 16.08.2007 | |
| Тяньвань-3 | 27.12.2012 | 30.12.2017 | 06.03.2018 | |
| Тяньвань-4 | 27.09.2013 | 27.10.2018 | 22.12.2018 | |
| Индия | Куданкулам-1 | 30.03.2002 | 22.10.2013 | 07.06.2014 |
| Куданкулам-2 | 04.07.2002 | 29.08.2016 | 15.10.2016 | |
| Куданкулам-3 | 29.06.2017 | 2023 (план) | ||
| Куданкулам-4 | 23.10.2017 | 2024 (план) | ||
| Куданкулам-5 | 2019 (план) | 2025 (план) | ||
| Куданкулам-6 | 2020 (план) | 2026 (план) | ||
| Белоруссия | Белоруссия-1 | 06.11.2013 | 2019 (план) | |
| Белоруссия-2 | 03.06.2014 | 2020 (план) | ||
| Бангладеш | Руппур-1 | 30.11.2017 | 2023 (план) | |
| Руппур-2 | 14.07.2018 | 2024 (план) | ||
| Турция | Аккую-1 | 03.04.2018 | 2023 (план) | |
| Египет | Эль Дабаа-1 | 2019 (план) | 2026 (план) | |
| Венгрия | Пакш-5 | 2019 (план) | ||
| Пакш-6 | 2019 (план) | |||
| Финляндия | Ханхикиви-1 | 2021 (план) | 2028 (план) |
В настоящее время Росатому принадлежит 40 % мирового рынка услуг по обогащению урана и 17 % рынка по поставке ядерного топлива для АЭС. Россия имеет крупные комплексные контракты в области атомной энергетики с Бангладеш, Белоруссией, Индией, Ираном, Китаем, Турцией, Финляндией, ЮАР и с рядом стран Восточной Европы. Вероятны комплексные контракты в проектировании, строительстве атомных энергоблоков, а также в поставках топлива с Аргентиной, Казахстаном, Нигерией и Узбекистаном. Ведутся переговоры о совместных проектах по разработке урановых месторождений с Монголией.
Недостатки и преимущества АЭС
Любой инженерный проект имеет свои положительные и отрицательные стороны.
Положительные стороны атомных станций:
- Отсутствие вредных выбросов;
- Выбросы радиоактивных веществ в несколько раз меньше угольной эл. станции аналогичной мощности (золаугольных ТЭС содержит процент урана и тория, достаточный для их выгодного извлечения);
- Небольшой объём используемого топлива и возможность его повторного использования после переработки;
- Высокая мощность: 1000—1600 МВт на энергоблок;
- Низкая себестоимость энергии, особенно тепловой.
Отрицательные стороны атомных станций:
- Облучённое топливо опасно, требует сложных и дорогих мер по переработке и хранению;
- Нежелателен режим работы с переменной мощностью для реакторов, работающих на тепловых нейтронах;
- Последствия возможного инцидента крайне тяжелые, хотя его вероятность достаточно низкая;
- Большие капитальные вложения, как удельные, на 1 МВт установленной мощности для блоков мощностью менее 700—800 МВт, так и общие, необходимые для постройки станции, её инфраструктуры, а также в случае возможной ликвидации.
Калининская АЭС
Условно включена в четверку самых больших АЭС на российской территории с показателем мощности 4 тысячи мегаватт.
Построена в северной части Тверской области возле населенного пункта Удомля. Располагающаяся прямо возле озера с одноименным названием, она не испытывает перебоев с охлаждающей жидкостью. Конструктивно состоит из 4-х энергетических блоков с реакторами ВВЭР-1000, по 1000 МВт. Они поэтапно вводились в действие в 1984, 1986, 2004 и 2011 годах.
По высоковольтным ЛЭП электричество передается в Тверь и другие большие города – Москву, Санкт-Петербург, Владимир. Такой широкий охват стал реально осуществим, благодаря удачному географическому положению установки.
Энергетические блоки, используемые в АЭС, относятся к самым эффективным и безопасным, что существенно улучшает производительность их работы. Оборудование станции постоянно модернизируется, позволяя увеличить производство электроэнергии и существенно продлить эксплуатационный ресурс энергоблоков. Так, в 2016 году на 3-м энергоблоке был заменен конденсатор турбины. На данных блока такая операция была проведена впервые и успешно завершилась. Калининская АЭС находится в хорошем техническом состоянии и может эксплуатироваться до 2038 года.
Балаковская АЭС
Ядерная энергетическая установка расположена в Саратовской области, неподалеку от населенного пункта Балаково. Ее составными частями являются 4 энергетических блока ВВЭР-1000, поэтапно вводимые в эксплуатацию в 1885, 1987, 1988 и 1993 годах. Она входит в число 4-х крупнейших атомных электростанций на территории Российской Федерации, которые отличает 4000 МВт выдаваемой мощности.
На протяжении годового периода Балаковская АЭС производит свыше 30 млрд кВт*ч электричества. Это количество составляет 25% во всем Приволжском федеральном округе и 20% от выработки всех российских станций этого типа.
Весь комплекс зданий и сооружений расположен на берегу Саратовского водохранилища, которое обеспечивает водой реакторных энергетических установок, использующих замкнутую схему охлаждения. Мелководная часть водоема, используемая для нужд станции, отсечена специальными дамбами.
Сооружение инженерных сетей и транспортных коммуникаций началось в 1977 году, а сама АЭС – в 1980 году. Конструктивно все оснащение Балаковской электростанции можно условно разделить на 2 части – реакторную и турбогенераторную. Все виды технологических систем управляются с использованием автоматической и измерительной аппаратуры.
Работа каждого энергоблока осуществляется по технологической схеме, состоящей из двух контуров.
- В состав 1-го контура входят водно-водяной реактор ВВЭР-1000 (тепловая мощность 3 тысячи МВт) и 4 охлаждающие петли, работающие в режиме циркуляции. По этим направлениям выполняется прокачка теплоносителя с повышенным давлением через зону активного действия. Вода, нагреваясь в реакторе, попадает по трубопроводам в парогенераторы.
- Другой контур блока считается нерадиоактивным. Его конструкция состоит из испарительной и водопитающей аппаратуры, турбоагрегата на 1000 МВт и обессоливающих приборов. В 1-м контуре жидкость остывает в парогенераторах, одновременно отдавая свои тепловые калории воде, циркулирующей во 2-м контуре. Вода внутри парогенератора преобразуется в пар и затем попадает внутрь турбоустановки, вызывающей вращательное движение электрического генератора.
По такой же схеме происходит строительство всех атомных электростанций и их дальнейшая работа.
Атомные электростанции России
Балаковская АЭС
Расположена рядом с городом Балаково, Саратовской области, на левом берегу Саратовского водохранилища. Состоит из четырёх блоков ВВЭР-1000, введённых в эксплуатацию в 1985, 1987, 1988 и 1993 годах.
Балаковская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.
Ежегодно она вырабатывает более 30 миллиардов кВт•ч электроэнергии. В случае ввода в строй второй очереди, строительство которой было законсервировано в 1990-х, станция могла бы сравняться с самой мощной в Европе Запорожской АЭС.
Белоярская АЭС
Белоярская АЭС расположена в городе Заречный, в Свердловской области, вторая промышленная атомная станция в стране (после Сибирской).
На станции были сооружены четыре энергоблока: два с реакторами на тепловых нейтронах и два с реактором на быстрых нейтронах.
В настоящее время действующими энергоблоками являются 3-й и 4-й энергоблоки с реакторами БН-600 и БН-800 электрической мощностью 600 МВт и 880 МВт соответственно.
БН-600 сдан в эксплуатацию в апреле 1980 — первый в мире энергоблок промышленного масштаба с реактором на быстрых нейтронах.
БН-800 сдан в промышленную эксплуатацию в ноябре 2016 г. Он также является крупнейшим в мире энергоблоком с реактором на быстрых нейтронах.
Билибинская АЭС
Расположена рядом с городом Билибино Чукотского автономного округа. Состоит из четырёх блоков ЭГП-6 мощностью по 12 МВт, введённых в эксплуатацию в 1974 (два блока), 1975 и 1976 годах.
Вырабатывает электрическую и тепловую энергию.
Калининская АЭС
Калининская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.
Расположена на севере Тверской области, на южном берегу озера Удомля и около одноимённого города.
Состоит из четырёх энергоблоков, с реакторами типа ВВЭР-1000, электрической мощностью 1000 МВт, которые были введены в эксплуатацию в 1984, 1986, 2004 и 2011 годах.
4 июня 2006 года было подписано соглашение о строительстве четвёртого энергоблока, который ввели в строй в 2011 году.
Кольская АЭС
Кольская АЭС расположена рядом с городом Полярные Зори Мурманской области, на берегу озера Имандра.
Состоит из четырёх блоков ВВЭР-440, введённых в эксплуатацию в 1973, 1974, 1981 и 1984 годах.
Мощность станции — 1760 МВт.
Курская АЭС
Курская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.
Расположена рядом с городом Курчатов Курской области, на берегу реки Сейм.
Состоит из четырёх блоков РБМК-1000, введённых в эксплуатацию в 1976, 1979, 1983 и 1985 годах.
Мощность станции — 4000 МВт.
Ленинградская АЭС
Ленинградская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.
Расположена рядом с городом Сосновый Бор Ленинградской области, на побережье Финского залива.
Состоит из четырёх блоков РБМК-1000, введённых в эксплуатацию в 1973, 1975, 1979 и 1981 годах.
Мощность станции — 4 ГВт. В 2007 году выработка составила 24,635 млрд кВт•ч.
Нововоронежская АЭС
Расположена в Воронежской области рядом с городом Воронеж, на левом берегу реки Дон. Состоит из двух блоков ВВЭР.
На 85 % обеспечивает Воронежскую область электрической энергией, на 50 % обеспечивает город Нововоронеж теплом.
Мощность станции (без учёта Нововоронежской АЭС-2) — 1440 МВт.
Ростовская АЭС
Расположена в Ростовской области около города Волгодонск. Электрическая мощность первого энергоблока составляет 1000 МВт, в 2010 году подключен к сети второй энергоблок станции.
В 2001—2010 годах станция носила название «Волгодонская АЭС», с пуском второго энергоблока АЭС станция была официально переименована в Ростовскую АЭС.
В 2008 году АЭС произвела 8,12 млрд кВт-час электроэнергии. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) составил 92,45 %. С момента пуска (2001) выработала свыше 60 млрд кВт-час электроэнергии.
Смоленская АЭС
Расположена рядом с городом Десногорск Смоленской области. Станция состоит из трёх энергоблоков, с реакторами типа РБМК-1000, которые введены в эксплуатацию в 1982, 1985 и 1990 годах.
В состав каждого энергоблока входят: один реактор тепловой мощностью 3200 МВт и два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт каждый.
История[ | ]
На конец 1991 года в Российской Федерации функционировало 28 энергоблоков общей номинальной мощностью 20 242 МВт, без учёта Обнинской и Сибирской АЭС, а также без реакторов ВК-50 и БОР-60 в НИИАР г. Димитровград.
С 1991 года по 2015 год к сети было подключено 7 новых энергоблоков общей номинальной мощностью 6 964 МВт: 4-й блок на Балаковской АЭС (1993), 3-й и 4-й блоки на Калининской АЭС (2004 и 2011), 1-, 2- и 3-й блоки на Ростовской АЭС (2001, 2010 и 2014), 4-й блок Белоярской АЭС (2015).
В 2002 году была выведена из эксплуатации первая в мире АЭС — Обнинская. Был заглушен её единственный реактор мощностью 6 МВт.
В 2008 году была закрыта Сибирская АЭС.
На конец 2015 года в стадии строительства находятся 6 энергоблоков, не считая двух блоков Плавучей атомной электростанции малой мощности.
В 2007 году федеральные власти инициировали создание единого государственного холдинга «Атомэнергопром» объединяющего компании Росэнергоатом, ТВЭЛ, Техснабэкспорт и Атомстройэкспорт. 100 % акций ОАО «Атомэнергопром» передавалось одновременно созданной Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом».
На начало 2010 года за Россией было 16 % на рынке услуг по строительству и эксплуатации АЭС в мире. Согласно исследованию РБК от июля 2010 года, на сегодня «Атомстройэкспорт», основным акционером которого является государственная корпорация Росатом, сохраняет за собой 20 % мирового рынка строительства АЭС. Эта доля может увеличиться до 25 %. По данным на март 2010 года, Росатом строит 10 атомных энергоблоков в России и 5 за рубежом.
В России построено 10 АЭС, на которых эксплуатируется 31 энергоблок. С 1991 года в строй было введено 3 новых блока. На начало 2006 года в стадии строительства находились ещё три. В 2007 году российские АЭС выработали 160 млрд кВт•ч электроэнергии, что составило 15,7 % от общей выработки в стране. Свыше 4 % электроэнергии, производимой в европейской части России и на Урале, приходится на АЭС. В 2009 г. прирост производства урана составил 25 % в сравнении с 2008 г. После запуска энергоблока Волгодонской АЭС в 2010 году, Путин озвучил планы доведения атомной генерации в общем энергобалансе России с 16 % до 20-30 %.
Сейчас Росатому принадлежит 40 % мирового рынка услуг по обогащению урана и 17 % рынка по поставке ядерного топлива для АЭС. Россия имеет крупные комплексные контракты в области атомной энергетики с Индией, Бангладеш,Арменией, Венесуэлой, Китаем, Вьетнамом, Ираном, Турцией, Болгарией, Белоруссией и с рядом стран Центральной Европы. Вероятны комплексные контракты в проектировании, строительстве атомных энергоблоков, а также в поставках топлива с Аргентиной, Нигерией, Казахстаном, Украиной, Катаром. Ведутся переговоры о совместных проектах по разработке урановых месторождений с Монголией
В России существует большая национальная программа по развитию ядерной энергетики, включающей строительство 28 ядерных реакторов в ближайшие годы, в дополнение к 30, уже построенным в советский период. Так, ввод первого и второго энергоблоков Нововоронежской АЭС-2 должен состояться в 2013—2015гг.
Федеральным агентством по атомной энергии России ведётся не имеющий аналогов в мире проект по созданию уникальных плавучих атомных электростанций малой мощности. В 2010 году замглавы концерна «Росэнергоатом» заявил, что работы по строительству первого экземпляра идут по графику. Готовность станции — конец 2012 года, выход на эксплуатацию — в 2013 году.
Принцип действия ядерного реактора
В активной зоне реактора располагаются тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ) – ядерное топливо.
Они собраны в кассеты, включающие в себя по несколько десятков ТВЭЛов. По каналам через каждую кассету протекает теплоноситель.
ТВЭЛы регулируют мощность реактора. Ядерная реакция возможна только при определённой (критической) массе топливного стержня.
Масса каждого стержня в отдельности ниже критической. Реакция начинается, когда все стержни находятся в активной зоне. Погружая и извлекая топливные стержни, реакцией можно управлять.
Итак, при превышении критической массы топливные радиоактивные элементы, выбрасывают нейтроны, которые сталкиваются с атомами.
В результате образуется нестабильный изотоп, который сразу же распадается, выделяя энергию, в виде гамма излучения и тепла.
Частицы, сталкиваясь, сообщают кинетическую энергию друг другу, и количество распадов в геометрической прогрессии увеличивается.
Это и есть цепная реакция — принцип работы ядерного реактора. Без управления она происходит молниеносно, что приводит к взрыву. Но в ядерном реакторе процесс находится под контролем.
Таким образом, в активной зоне выделяется тепловая энергия, которая передаётся воде, омывающей эту зону (первый контур).
Здесь температура воды 250-300 градусов. Далее вода отдаёт тепло второму контуру, после этого – на лопатки турбин, вырабатывающих энергию.
Преобразование ядерной энергии в электрическую можно представить схематично:
- Внутренняя энергия уранового ядра
- Кинетическая энергия осколков распавшихся ядер и освободившихся нейтронов
- Внутренняя энергия воды и пара
- Кинетическая энергия воды и пара
- Кинетическая энергия роторов турбины и генератора
- Электрическая энергия
Активная зона реактора состоит из сотен кассет, объединенных металлической оболочкой. Эта оболочка играет также роль отражателя нейтронов.
Среди кассет вставлены управляющие стержни для регулировки скорости реакции и стержни аварийной защиты реактора.
Далее, вокруг отражателя устанавливается теплоизоляция. Поверх теплоизоляции находится защитная оболочка из бетона, которая задерживает радиоактивные вещества и не пропускает их в окружающее пространство.
Примечания
-
↑ Атомная электростанция // : / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
↑ . Энциклопедия Кольера.
↑ (англ.). International Atomic Energy Agency (2004). Дата обращения 17 марта 2016.
↑ (англ.). World Nuclear Association (2015). Дата обращения 13 марта 2016.
. World Nuclear Association (1 августа 2019). Дата обращения 14 октября 2019.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
(англ.). www.iaea.org. Дата обращения 25 марта 2018.
. Агентство зарубежной информации Nuclear news (19 сентября 2018).
. www.world-nuclear-news.org. Дата обращения 30 мая 2019.
(недоступная ссылка). // Ведомости, 26.04.2011, № 74 (2840). Дата обращения 26 апреля 2011.
. nuclearnews.io. Дата обращения 10 марта 2019.
. Атомная энергия 2.0 (7 августа 2018). Дата обращения 10 марта 2019.
. Атомная энергия 2.0 (9 ноября 2016). Дата обращения 10 марта 2019.
. Атомная энергия 2.0 (9 ноября 2018). Дата обращения 10 марта 2019.
. www.atominfo.ru. Дата обращения 10 марта 2019.
(фин.). Helsingin Sanomat (13. joulukuuta 2012). Дата обращения 10 марта 2019.
. rosatom.ru. Росатом (2017). Дата обращения 4 мая 2019.
Факторы, влияющие на отрасль
Атомная энергетика напрямую зависит от экономической и политической мировой ситуации. Различные события провоцируют всплеск и падение интереса к технологии получения электроэнергии за счет ядерного топлива. На эту отрасль серьезно повлияли несколько событий:
- Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Из-за катастрофы ряд проектов был полностью свернут, рост числа новых предприятий замедлился.
- Топливные кризисы 1973-1974 гг. и 1978-1979 гг. с резким ростом цены на нефть. Из-за высокой стоимости энергоносителей интерес к атомной энергетики резко возрастает.
- Авария на японской станции Фукусима-1, случившаяся под воздействием природных факторов. Такие события приводят к росту опасений и замедляют развитие прогресса.
При этом новые технологии позволяют сделать станции все более безопасными для эксплуатации и предупреждать внештатные ситуации. Россия не собирается сворачивать ядерную программу, она остается одним из приоритетных направлений.
История
Исторический обзор статистики строительства атомных электростанций
Впервые цепная реакция ядерного распада была осуществлена 2 декабря 1942 года в Чикагском университете с использованием урана в качестве топлива и графита в качестве замедлителя. Первая электроэнергия из энергии ядерного распада была получена 20 декабря 1951 года в Национальной лаборатории Айдахо с помощью реактора на быстрых нейтронах EBR-I (Experimental Breeder Reactor-I). Произведённая мощность составляла около 100 кВт.
9 мая 1954 года на ядерном реакторе в г. Обнинск была достигнута устойчивая цепная ядерная реакция. Реактор мощностью 5 МВт работал на обогащённом уране с графитом в качестве замедлителя, для охлаждения использовалась вода с обычным изотопным составом. 26 июня в 17:30 энергия, выработанная здесь, стала поступать в потребительскую электросеть Мосэнерго.
Военные корабли США — атомные крейсера «Бейнбридж» и «Лонг Бич», и первый в мире авианосец с ядерным реактором «Энтерпрайз», самое длинное в мире военное судно, в 1964 году во время рекордного кругосветного путешествия, в течение которого они преодолели 49,190 км за 65 дней без дозаправки
В декабре 1954 года в США вошла в строй первая атомная подводная лодка «Наутилус».
В 1956 году в Великобритании начала работу пятидесятимегаваттная АЭС «Calder Hall-1». Далее последовали в 1957 году АЭС Шиппингпорт в США — 60 МВт и в 1959 году АЭС Маркуль во Франции — 37 МВт. В 1958 начала выдавать электроэнергию первая очередь второй советской АЭС — Сибирской, мощностью 100 МВт, полная проектная мощность которой составляла 600 МВт. В 1959 году в СССР спущено на воду первое в мире невоенное атомное судно — ледокол «Ленин».
Ядерная энергетика, как новое направление в энергетике, получила признание на проходившей в Женеве в августе 1955 года 1-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии, положившей начало международному сотрудничеству в области мирного использования ядерной энергии и ослабившей завесу секретности над ядерными исследованиями, существовавшей со времён Второй мировой войны.
В 1960-х годах в США происходил перевод ядерной энергетики на коммерческую основу. Первой коммерческой АЭС стала «Yankee Rowe» мощностью 250 МВТ, проработавшая с 1960 до 1992 года. Первой атомной станцией в США, строительство которой финансировалось из частных источников, стала АЭС Дрезден.
В СССР в 1964 году вступили в строй Белоярская АЭС (первый блок 100 МВт) и Нововоронежская АЭС (первый блок 240 МВт). В 1973 году на Ленинградской АЭС в городе Сосновый бор был запущен первый высокомощный энергоблок (1000 МВт). Энергия пущенного в 1972 году в Казахстане первого промышленного реактора на быстрых нейтронах (150 МВт) использовалась для производства электроэнергии и опреснения воды из Каспийского моря.
В начале 1970-х годов существовали видимые предпосылки для развития ядерной энергетики. Потребность в электроэнергии росла, гидроэнергетические ресурсы большинства развитых стран были практически полностью задействованы, соответственно росли цены на основные виды топлива. Ситуацию усугубляло введение эмбарго на поставки нефти арабскими странами в 1973—1974 годах. Предполагалось снижение стоимости строительства АЭС.
Тем не менее, к началу 1980-х годов обозначились серьёзные экономические трудности, причинами которых стали стабилизация спроса на электроэнергию, прекращение роста цен на природное топливо, удорожание, вместо прогнозируемого удешевления, строительства новых АЭС.
Безопасность
Объекты использования атомной энергии (в том числе ядерные установки, пункты хранения ядерных материалов и радиоактивных веществ, пункты хранения радиоактивных отходов) в соответствии со статьёй 48.1 ГрК РФ относятся к особо опасным объектам.
Источник: oooevna.ru