Atom elektr stantsiyalari. Aes: ishlash printsipi, xususiyatlari, tarixi va qiziqarli faktlar aes fizikasiga oid xabar

AES uskunalari sxemasi.
Uskunani joylashtirishga qo'yiladigan asosiy talablar:
1. To'g'ridan-to'g'ri va qisqa quvurlarni, suv va gaz tarmoqlarini ta'minlaydigan texnologik sxemaning soddaligi. Kabel yo'nalishlari
2. Ta'minotning qulayligi va qulayligi, barcha bo'linmalarga qulay kirish.
3. Yaxshi yoritish.
4. Birliklarning ixcham joylashishi
5. Binoning barcha hajmlarini tez va jozibali bo'lishini ta'minlash uchun ventilyatsiya.
6. Poydevorning mustahkamligini oshirish.
7. Binolarni jihozlari va moslamalari bilan zararsizlantirishni ta'minlash uchun transportning mobil qurilmalari ta'minlanishi kerak.
Atom elektr stantsiyalaridagi xavfsizlik muammolari.
Atom elektr stantsiyalaridagi xavfsizlik masalalariga juda katta e'tibor berilmoqda. AES xodimlarining va uning hududiga tutash mintaqalar aholisining xavfsizligi AESni loyihalashtirish va uni qurish uchun joy tanlash uchun ko'zda tutilgan chora-tadbirlar tizimi bilan ta'minlanadi. Suvning ruxsat etilgan maksimal radioaktivligi va suv havzalarining ifloslanish darajasi Rossiya bosh sanitariya vrachi tomonidan tasdiqlangan "Radioaktiv moddalarni tashish, saqlash, hisobga olish va ulardan foydalanishning sanitariya qoidalari" bilan tartibga solinadi.
Ushbu qoidalar qabul qilinadigan nurlanish darajalari uchun vaqt chegaralarini belgilaydi.
Rossiya Fanlar akademiyasining AESlari uchun qabul qilingan AESlarning biologik xavfsizligi va dozimetrik nazorat qilish tizimi yuqori hokimiyat tomonidan qat'iy nazorat qilinadi.
Atom elektr stansiyalarida radioaktiv ifloslanishning asosiy manbalari reaktorni sovutish zanjiridagi suv va grafit to'plamini to'ldiruvchi azotdir.
Atmosferaga chiqarilgan havoning faolligi argon faoliyati bilan belgilanadi.
Natriy, marganets, kaltsiy va boshqa tarkibiy qismlarning uzoq umr ko'rgan quruq qoldiqlari bo'lgan suv, ruxsat etilgan dozalarda faol tekshiriladi
Yuqoridagi reaktsiya maydonidagi radioaktiv havo umumiy shamollatish tizimida faollik maqbul darajaga tushguncha suyultiriladi.
Chiqarilgan radioaktiv suv qarish, suyultirish va aralashmalarni tozalash, shu jumladan bug'lanish sharoitida maxsus ustaxonada qayta ishlanadi.
Birlamchi zanjirning chiqarilgan suvi kam faollikka ega va qisqa muddatli izotoplarni o'z ichiga oladi. U keksa va suyultirilgan. EHM vaqti 10-15 kun. Ushbu davrda radioaktivlik ichimlik suvining ruxsat etilgan me'yorigacha pasayadi va kanalizatsiyaga tushadi. Xususan, Rossiya Fanlar akademiyasining AES binosida bir xonadan ikkinchisiga havo shamollatish uchun 28 ta shamollatish tizimi mavjud.
Radioaktiv gaz reaktor zaliga kirib borishi mumkin bo'lgan reaktor ustidagi bo'shliqqa alohida e'tibor beriladi. Atrof muhitni ifloslanishiga yo'l qo'ymaslik uchun reaktor qobig'i va suv qalqoni orasidagi havo shamollatilmaydi, chunki u juda radioaktivdir va uning quvur orqali atmosferaga tarqalishiga yo'l qo'yilmaydi.
Dozimetrik boshqarish tizimi ham statsionar, ham individual ravishda mavjud. Bundan tashqari, turli xonalardan doimiy ravishda havo olinadi va dozimetriyani nazorat qilish uchun alohida laboratoriyalarda radioaktivlik tekshiriladi. Barcha ishlaydigan xodimlarda cho'ntak foto kasetlari va cho'ntak dozimetrlari mavjud.
Uskunani ta'mirlash va texnik xizmat ko'rsatishda xodimlarning tartibga solinadigan ish vaqti kiritiladi. Ish paytida biz quyidagilarni ishlatamiz: pnevmatik kiyimlar, gaz maskalari, qo'lqoplar, ko'zoynaklar va boshqa shaxsiy himoya vositalari.
Rejalashtirilgan ishlar jihozlari va joylarini dastlabki zararsizlantirish ishlari olib borilmoqda.
Radioaktivlikni oldini olish uchun maxsus sanitariya postlari kombinezalarda tashkil etilgan.
Radioaktivlik zonasidan chiqib ketayotganda xodimlar himoya kiyimlarini echib, dush olib, toza kiyimga o'tadilar.
Ishlatilgan kiyimlar maxsus kirxonaga yuboriladi yoki yo'q qilinadi.
Dozimetrik nazorat qoidalarining buzilishi tuzatib bo'lmaydigan oqibatlarga olib kelishi mumkin.
AES ishining dunyo tarixi Kanada va AQSh mamlakatlarida sodir bo'lgan ko'plab misollarni biladi. Frantsiya, Angliya. Yugoslaviya. Chernobil AESidagi voqealar hali ham yangi. Bir yoki bir nechta murakkab va ko'pincha og'ir oqibatlarga olib keladigan barcha holatlar ma'lum bir muvaffaqiyatsizliklar, ba'zida AESni ishlatish qoidalariga beparvolik yoki beparvolik sabab bo'ldi.
Atom elektr stansiyasi (AES) - bu boshqariladigan yadro reaktsiyasi paytida ajralib chiqadigan energiyadan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqarishga mo'ljallangan texnik tuzilmalar majmuasi.
Uran atom elektr stantsiyalari uchun umumiy yoqilg'i sifatida ishlatiladi. Bo'linish reaktsiyasi atom elektr stantsiyasining asosiy bloki - yadro reaktorida amalga oshiriladi.
Reaktor yuqori bosim uchun mo'ljallangan po'lat korpusga o'rnatiladi - 1,6 x 107 Pa yoki 160 atmosferaga qadar.
VVER-1000 ning asosiy qismlari:
1. Yadro yoqilg'isi joylashgan faol zona, yadro bo'linishining zanjirli reaktsiyasi va energiya ajralib chiqadi.
2. Yadroni o'rab turgan neytronli reflektor.
3. Issiqlik tashuvchisi.
4. Himoyani boshqarish tizimi (CPS).
5. Radiatsiyadan himoya.
Reaktordagi issiqlik, issiqlik neytronlari ta'sirida yadroviy yoqilg'ining bo'linishining zanjirli reaktsiyasi tufayli ajralib chiqadi. Bunday holda, yadro bo'linishi mahsulotlari hosil bo'ladi, ular orasida qattiq moddalar va gazlar - ksenon, kripton mavjud. Parchalanish mahsulotlari juda yuqori radioaktivlikka ega, shuning uchun yonilg'i (uran dioksid tabletkalari) yopiq tsirkonyum naychalarga - yonilg'i tayoqchalariga (yoqilg'i elementlari) joylashtiriladi. Ushbu quvurlar bir nechta bo'laklarga yonma-yon birlashtirilib, bitta yonilg'i birikmasini hosil qiladi. Yadro reaktorini boshqarish va himoya qilish uchun yadroning butun balandligi bo'ylab harakatlanadigan boshqaruv tayoqchalari ishlatiladi. Tayoqchalar neytronlarni kuchli singdiruvchi, masalan, bor yoki kadmiy kabi moddalardan iborat. Tayoqchalarni chuqur kiritish bilan zanjir reaktsiyasi imkonsiz bo'lib qoladi, chunki neytronlar kuchli singib ketadi va reaktsiya zonasidan olib tashlanadi. Tayoqchalar boshqaruv panelidan uzoqdan ko'chiriladi. Tayoqchalarning ozgina harakati bilan zanjir jarayoni rivojlanadi yoki namlanadi. Shu tarzda, reaktorning kuchi tartibga solinadi.
Stantsiya sxemasi ikki devirli. Birinchi radioaktiv tsikl bitta VVER-1000 reaktoridan va to'rtta aylanma sovutish tsiklidan iborat. Radioaktiv bo'lmagan ikkinchi sxemaga bug 'generatori va suv ta'minoti qurilmasi va quvvati 1030 MVt bo'lgan bitta turbin agregati kiradi. Birlamchi sovutish moddasi 16 MPa bosim ostida qaynoq bo'lmagan, yuqori darajadagi suv, borik kislota eritmasi qo'shilgan - kuchli neytron yutuvchi, reaktor quvvatini tartibga solish uchun ishlatiladi.
1. Asosiy sirkulyatsiya nasoslari suvni reaktor yadrosi orqali pompalaydi, u erda yadro reaktsiyasi paytida chiqarilgan issiqlik tufayli 320 daraja haroratgacha qiziydi.
2. Isitadigan sovutish suyuqligi bug 'generatorida bug'lanib, o'z issiqligini ikkilamchi zanjir suviga (ishchi suyuqlik) beradi.
3. Sovutilgan sovutish suyuqligi yana reaktorga kiradi.
4. Bug 'generatori etkazib beriladigan 6,4 MPa bosim ostida to'yingan bug' ishlab chiqaradi bug 'turbinasi.
5. Turbin generator generatorini rotorini harakatga keltiradi.
6. Chiqindagi bug 'kondensatorda kondensatsiyalanadi va kondensat pompasi yordamida bug' generatoriga qaytariladi. Devredeki doimiy bosimni ushlab turish uchun bug 'hajmi kompensatori o'rnatiladi.
7. Bug 'kondensatsiyasining issiqligi sovutgich havzasidan besleme pompasi bilan ta'minlanadigan aylanma suv bilan kondensatordan chiqariladi.
8. Reaktorning ham birinchi, ham ikkinchi tsikli muhrlangan. Bu xodimlar va aholi uchun reaktorning xavfsizligini ta'minlaydi.
Agar bug 'kondensatsiyasi uchun katta miqdordagi suvni ishlatish mumkin bo'lmasa, suv omboridan foydalanish o'rniga, suvni maxsus sovutish minoralarida (sovutish minoralari) sovutish mumkin.
Reaktorning xavfsizligi va ekologik xavfsizligi qoidalarga (foydalanish qoidalariga) qat'iy rioya qilish va ko'plab boshqaruv uskunalari bilan ta'minlanadi. Ularning barchasi aqlli va samarali reaktorni boshqarish uchun mo'ljallangan.
Yadro reaktorining favqulodda muhofazasi - reaktor yadrosidagi yadro zanjiri reaktsiyasini tezda to'xtatish uchun mo'ljallangan qurilmalar to'plami.
Yadro reaktori parametrlaridan biri avariyaga olib kelishi mumkin bo'lgan qiymatga yetganda faol favqulodda himoya avtomatik ravishda ishga tushiriladi. Bunday parametrlar bo'lishi mumkin: sovutish suvi harorati, bosimi va oqim tezligi, quvvat darajasi va darajasi oshadi.
Favqulodda vaziyatni muhofaza qilishning harakatlantiruvchi elementlari, aksariyat hollarda, neytronlarni yaxshi singdiradigan (bor yoki kadmiy) moddasi bo'lgan tayoqchalardir. Ba'zan, reaktorni o'chirish uchun, sovutish suyuqligi pallasida suyuqlik yutuvchi AOK qilinadi.
Faol himoyadan tashqari, ko'pchilik zamonaviy loyihalar passiv himoya elementlarini ham o'z ichiga oladi. Masalan, VVER reaktorlarining zamonaviy versiyalari qatoriga favqulodda yadro sovutish tizimi (ECCS) kiradi - reaktorning ustida borik kislotasi bo'lgan maxsus rezervuarlar. Maksimal dizayn asosida avariya (reaktorning birlamchi sovutish tsiklining yorilishi) sodir bo'lgan taqdirda, ushbu rezervuarlarning tarkibidagi tortishish kuchi reaktor yadrosi ichida va yadro zanjiri reaktsiyasi tarkibida neytronlarni yaxshi singdiradigan bor tarkibidagi material bilan o'chadi.
"Atom elektr stantsiyalarining reaktor qurilmalarining yadroviy xavfsizligi qoidalari" ga binoan reaktorning ko'zda tutilgan o'chirish tizimlaridan kamida bittasi favqulodda vaziyatlardan himoya qilish funktsiyasini bajarishi kerak. Favqulodda vaziyatlarda himoya qilish ishchi organlarning kamida ikkita mustaqil guruhiga ega bo'lishi kerak. AZ signalidan AZ ishchi organlari har qanday ishchi yoki oraliq pozitsiyalardan faollashtirilishi kerak.
AZ uskunalari kamida ikkita mustaqil to'plamdan iborat bo'lishi kerak.
RaI uskunalarining har bir to'plami shunday tuzilishi kerakki, neytron oqimi zichligi nominalning 7% dan 120% gacha o'zgarishi oralig'ida himoya ta'minlanadi:
1. Neytron oqimining zichligi bo'yicha - kamida uchta mustaqil kanal;
2. Neytron oqimi zichligining o'sish tezligiga ko'ra - kamida uchta mustaqil kanal.
RaI uskunalarining har bir to'plami shunday tuzilishi kerakki, favqulodda vaziyatlardan muhofaza qilish har bir texnologik parametr uchun kamida uchta mustaqil kanal tomonidan ta'minlanadigan bo'lishi kerak, buning uchun reaktor qurilmasi (RP) dizaynida belgilangan texnologik parametrlarning barcha o'zgarishlari davomida himoya zarur.
AZ aktuatorlari uchun har bir to'plamning boshqaruv buyruqlari kamida ikkita kanal orqali uzatilishi kerak. AZ uskunalari to'plamlaridan birida bitta kanal ushbu to'plamni ishdan chiqarmasdan ishdan chiqarilganda, ushbu kanal uchun signal avtomatik ravishda yaratilishi kerak.
Favqulodda vaziyatlardan himoya qilish operatsiyasi kamida quyidagi hollarda bo'lishi kerak:
1. Neytron oqimi zichligi uchun asosiy belgilangan darajaga yetganda.
2. Yadroning belgilangan darajasiga neytron oqimi zichligining o'sish tezligi erishilganda.
3. Nazorat qilish va himoya qilish tizimining avtomatik muhofaza qilish uskunalari va elektr ta'minoti avtobuslarining har qanday to'plamida voltaj ishlamay qolganda.
4. Neytron oqimining zichligi yoki neytron oqimining ko'tarilish tezligi nuqtai nazaridan uchta kanaldan ikkitasi ishlamay qolganda, ishdan chiqarilmagan yadro himoya uskunalarining har qanday to'plamida.
5. AZ sozlamalariga himoya qilishni amalga oshirish zarur bo'lgan texnologik parametrlar bo'yicha erishilganda.
6. AZni blokirovka qilish punktidan (BPU) yoki zaxira boshqaruv punktidan (RPU) kalitdan faollashtirishni boshlashda.