원자력 발전소의 일반적인 구조. 원자력 발전소는 어떻게 작동하나요?

05.11.2017

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

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

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

1 번 테이블. 원자력 발전소 원자로의 주요 특징

매개변수	반응기 유형
	물-물	채널 물 흑연	빠른 중성자에 대하여
			BN-350 BN-600
원자로 화력, MW
전력, MW
원자로 용기의 압력, MPa
분리기 드럼 또는 증기 발생기의 압력, MPa
반응기 내에서 순환하는 물의 유량, m3/h

원자로 캠페인, h
코어 크기, m: 직경 높이			1,5 2,05 1,0 0,75
연료 카세트: 카세트 수 카세트의 연료봉 수

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

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

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

원전을 멀리서라도 보신 분은 몇 명이나 됩니까? 러시아에 가동 중인 원자력 발전소가 10개뿐이고 모두 보호되고 있다는 사실을 고려하면 대부분의 경우 대답은 부정적이라고 생각합니다. 그러나 아시다시피 LiveJournal의 사람들은 경험이 풍부합니다. 그럼 그 당시에는 원자력 발전소를 내부에서 본 사람이 몇 명이나 됐나요? 예를 들어, 그들은 모색했습니다. 내 손으로원자로 용기? 아무도. 짐작했지?

글쎄, 오늘이 사진 블로그의 모든 구독자는 이러한 모든 첨단 기술을 가능한 한 자세히 볼 수 있는 기회를 갖습니다. 라이브가 훨씬 더 흥미롭다는 것을 이해하지만 작게 시작합시다. 앞으로는 몇 사람을 데리고 갈 수도 있겠지만 지금은 재료를 연구하는 중이에요!

02 . 따라서 우리는 Novovoronezh NPP 4단계 건설 현장에서 45km 떨어져 있습니다. 기존 원자력 발전소(지난 세기 60년대에 최초의 발전소가 가동됨)에서 멀지 않은 곳에 총 용량 2400MW의 현대식 발전소 2개가 건설되고 있습니다. VVER-1200 원자로 사용을 제공하는 새로운 프로젝트 "AES-2006"에 따라 건설이 진행되고 있습니다. 그러나 원자로 자체에 대해서는 조금 후에.

03 . 우리 눈으로 모든 것을 볼 수 있는 흔치 않은 기회를 제공하는 것은 공사가 아직 완료되지 않았다는 사실입니다. 미래에는 밀봉되어 1년에 한 번만 유지보수를 위해 개방될 원자로 홀도 마찬가지입니다.

04 . 이전 사진에서 볼 수 있듯이 외부 돔은 방지 7호기 발전소는 아직 콘크리트 작업 단계지만, 6호기 원자로 건물이 벌써부터 더 흥미로워 보입니다(아래 사진 참조). 전체적으로 이 돔을 콘크리트로 만드는 데에는 2,000입방미터 이상의 콘크리트가 필요했습니다. 바닥에 있는 돔의 직경은 44m, 두께 - 1.2m입니다. 녹색 파이프와 체적 금속 실린더(무게 - 180톤, 직경 - 약 25m, 높이 - 13m)에 주의하세요. 수동 열 제거 시스템(PHRS). 이 장치는 러시아 원자력 발전소에 처음으로 설치됩니다. (후쿠시마에서 발생한 것처럼) 모든 원자력 발전소 시스템이 완전히 정전되는 경우 PHRS는 원자로 노심에서 장기간 열을 제거할 수 있습니다.

05 . 지금까지 원자력 발전소의 가장 큰 요소는 냉각탑입니다. 또한 순환수 공급 시스템에서 물을 냉각시키는 가장 효과적인 장치 중 하나입니다. 높은 타워는 순환수의 효과적인 냉각에 필요한 공기 통풍을 생성합니다. 덕분에 높은 탑증발의 한 부분은 사이클로 되돌아가고 다른 부분은 바람에 의해 운반됩니다.

06 . 6호기 냉각탑의 쉘 높이는 171m이다. 60층정도 됩니다. 이제 이 구조물은 러시아에서 건설된 유사한 구조물 중에서 가장 높습니다. 이전 제품의 높이는 (Kalinin NPP에서) 150m를 초과하지 않았습니다. 구조물 건설에는 10,000입방미터 이상의 콘크리트가 사용되었습니다.

07 . 냉각탑(직경 134m) 바닥에는 소위 수영장 그릇이 있습니다. 상부는 관개 블록으로 "포장"되어 있습니다. 스프링클러는 이러한 유형의 냉각탑의 주요 구조 요소로, 이를 통해 흐르는 물의 흐름을 끊고 이를 제공하도록 설계되었습니다. 장기냉각 공기와의 최대 접촉 면적. 본질적으로 이들은 현대 폴리머 재료로 만들어진 격자 모듈입니다.

08 . 당연히 정상에서 멋진 사진을 찍고 싶었지만 이미 설치된 스프링클러로 인해 그럴 수 없었습니다. 따라서 7호기 냉각탑으로 이동합니다. 아아, 밤에는 추웠고 엘리베이터를 타고 꼭대기까지 올라가는 데 어려움을 겪었습니다. 그는 얼었다.

09 . 좋아, 언젠가 이렇게 높은 고도까지 탈 기회가 있을지 모르지만 지금은 관개 시스템이 설치되는 장면이 여기에 있습니다.

10 . 내 생각엔... 아니면 단순히 보안상의 이유로 위층으로 올라가는 것이 허용되지 않은 걸까요?

11 . 건설 현장 전체에는 경고, 금지, 단순한 선전 포스터와 표지판이 가득합니다.

12 . 좋아요. 중앙 통제실 (CCR) 건물로 순간 이동합니다.
물론 요즘에는 모든 것이 컴퓨터를 통해 제어됩니다.

13 . 빛이 가득한 거대한 방은 문자 그대로 자동 계전기 보호 시스템을 갖춘 정돈된 캐비닛 열로 가득 차 있습니다.

14 . 계전기 보호는 전력 시스템의 모든 요소 상태를 지속적으로 모니터링하고 손상 및/또는 비정상적인 조건 발생에 대응합니다. 손상이 발생하면 보호 시스템은 특정 손상된 영역을 식별하고 결함 전류(단락 또는 접지 결함)를 차단하도록 설계된 특수 전원 스위치를 작동하여 전원을 꺼야 합니다.

15 . 소화기는 각 벽을 따라 배치됩니다. 물론 자동입니다.

16 . 다음으로 220kV 배전반 건물(KRUE-220)로 이동합니다. 제 생각에는 원자력 발전소 전체에서 가장 사진이 잘 나오는 장소 중 하나입니다. KRUE-500도 있는데 우리에게 보여주지 않았어요. GIS-220은 일반 역사 전기설비의 일부로 외부 전력선으로부터 전력을 공급받아 건설 중인 역사 현장에 배전하도록 설계됐다. 즉, 전력 장치가 건설되는 동안 GIS-220의 도움으로 건설 중인 시설에 직접 전기가 공급됩니다.

17 . 여섯 번째 및 일곱 번째 전력 장치가 건설되는 AES-2006 프로젝트에서는 배전 변전소의 배전 계획에 처음으로 완전한 220/500kV 개폐 장치가 사용되었습니다. 폐쇄형 SF6 단열재로. 지금까지 원자력에 사용된 개방형 개폐장치에 비해 폐쇄형 개폐장치의 면적은 몇 배 더 작다. 건물의 규모를 이해하려면 제목 사진으로 돌아가는 것이 좋습니다.

18 . 당연히 새로운 전력 장치가 가동된 후 KRUE-220 장비는 Novovoronezh NPP에서 생산된 전기를 통합 에너지 시스템으로 전송하는 데 사용될 것입니다. 전력선 기둥 근처의 상자에 주의하십시오. 건설에 사용되는 대부분의 전기 장비는 Siemens에서 제조합니다.

19 . 하지만 그 뿐만이 아닙니다. 예를 들어, 현대 자동 변압기가 있습니다.
이 장치의 무게는 350톤이며, 전기를 500kV에서 220kV로 변환하도록 설계되었습니다.

20 . 우리의 솔루션이 있습니다. 예를 들어 JSC Elektrozavod에서 생산한 승압 변압기가 있습니다. 1928년에 설립된 국내 최초의 변압기 공장은 국가 산업화와 국내 에너지 발전에 막대한 역할을 했습니다. Elektrozavod 브랜드가 부착된 장비는 전 세계 60개국 이상에서 운영되고 있습니다.

21 . 혹시 모르니 변압기에 대해 조금 설명하겠습니다. 일반적으로 배전 계획(물론 건설 및 시운전 완료 후)은 220kV와 500kV의 두 가지 등급 전압으로 전기를 생산합니다. 동시에 터빈(나중에 자세히 설명)은 24kV만 생성하며 이는 전류 도체를 통해 블록 변압기로 공급되어 500kV로 증가합니다. 그 후 에너지 용량의 일부가 GIS-500을 통해 통합 에너지 시스템으로 이전됩니다. 다른 부분은 자동 변압기(동일한 현대차)로 이동하여 500kV에서 220kV로 감소하고 GIS-220(위 참조)을 통해 전력 시스템에도 들어갑니다. 따라서 언급된 블록 변압기와 같이 3개의 단상 승압 "전기 공장" 변압기가 사용됩니다(각 전력은 533MW, 무게 – 340톤).

22 . 명확하다면 동력 장치 6번의 증기 터빈 설치로 넘어가겠습니다. 죄송합니다. 제 이야기는 처음부터 끝까지 진행되는 것 같지만 (전기를 생산하는 과정에서 진행하면) 대략 이 순서대로 건설 현장을 돌아 다녔습니다. 그러니 양해해 주시기 바랍니다.

23 . 따라서 터빈과 발전기는 케이싱 아래에 숨겨져 있습니다. 그러므로 설명하겠습니다. 실제로 터빈은 증기의 열에너지(온도 약 300도, 압력 6.8MPa)가 로터 회전의 기계적 에너지로 변환되고 이미 발전기에서 필요한 전기 에너지로 변환되는 장치입니다. 기계의 조립 중량은 2600톤 이상, 길이는 52미터, 500개 이상의 부품으로 구성됩니다. 이 장비를 건설 현장으로 운반하는데 약 200 트럭. 이 터빈 K-1200-7-3000은 레닌그라드 금속 공장에서 제조되었으며 러시아 최초의 1200MW 용량의 고속(3000rpm) 터빈입니다. 이 혁신적인 개발은 AES-2006 프로젝트에 따라 건설 중인 차세대 원자력 발전소를 위해 특별히 만들어졌습니다. 사진에 일반적인 형태터빈 가게. 아니면 터빈 홀도 좋습니다. 전통적인 핵 과학자들은 터빈을 기계라고 부릅니다.

24 . 터빈 콘덴서는 아래 바닥에 있습니다. 응축기 그룹은 터빈실의 주요 기술 장비에 속하며 모두가 이미 짐작했듯이 터빈 배기 증기를 액체로 변환하도록 설계되었습니다. 필요한 재생을 거친 후 생성된 응축수는 증기 발생기로 반환됩니다. 4개의 응축기와 배관 시스템을 포함하는 응축 장치 장비의 무게는 2000톤 이상입니다. 커패시터 내부에는 약 80,000개의 티타늄 튜브가 있으며, 이는 총 면적이 100,000m2인 열 전달 표면을 형성합니다.

25 . 알았어요? 여기 터빈 건물의 거의 단면이 있습니다. 계속 진행하겠습니다. 맨 위에는 오버헤드 크레인이 있습니다.

26 . 전원 장치 6 번 블록 제어판으로 이동합니다.
내 생각에 목적은 설명 없이도 분명하다. 비유적으로 말하면 이것이 뇌다. 원자력 발전소.

27 . BPU 요소.

28 . 그리고 마지막으로 원자로 구획의 건물을 살펴보겠습니다! 사실 이곳이 바로 그 곳이다. 원자로, 1차 회로 및 보조 장비. 당연히 가까운 미래에는 봉인되어 접근할 수 없게 될 것입니다.

29 . 그리고 대부분 당연히, 안으로 들어가면 가장 먼저 고개를 들어 격리 돔의 크기에 놀란다. 글쎄, 동시에 극지 크레인. 리프팅 용량이 360톤인 원형 오버헤드 크레인(폴라 크레인)은 크고 무거운 격납 구역 장비(원자로 하우징, 증기 발생기, 압력 보상기 등)를 설치하도록 설계되었습니다. 원전이 가동되면 크레인은 수리 작업과 핵연료 운반에 활용될 예정이다.

30 . 그러다가 당연히 원자로로 달려가서 신기하게 지켜보죠 윗부분, 아직 상황이 빙산과 비슷하다고 의심하지 않습니다. 그래서 당신은 순록입니다. 비유적으로 말하면 이것이 원자력 발전소의 핵심이다.

31 . 원자로 용기 플랜지. 나중에 CPS 드라이브(원자로 제어 및 보호 시스템)가 있는 상부 블록이 설치되어 메인 커넥터의 밀봉이 보장됩니다.

32 . 근처에는 노후화된 수영장이 보입니다. 내부 표면은 스테인레스 강판으로 만들어진 용접 구조입니다. 원자로에서 내려진 사용후핵연료를 임시 보관하기 위해 설계됐다. 잔열 방출이 감소된 후 사용된 연료는 사용후 연료 풀에서 연료 재처리 및 재생(저장, 폐기 또는 재처리)에 종사하는 원자력 산업 기업으로 제거됩니다.

33 . 그리고 벽을 따라 패시브 코어 범람 시스템의 수력 저장소가 있습니다. 이는 수동 안전 시스템에 속합니다. 즉, 직원의 개입이나 외부 전원을 사용하지 않고 작동합니다. 단순화하기 위해 이것은 수용액으로 채워진 거대한 통입니다. 붕산. 다음의 경우 비상 1차 회로의 압력이 일정 수준 이하로 떨어지면 원자로에 액체가 공급되고 노심이 냉각됩니다. 따라서 핵반응은 소멸된다. 큰 금액중성자를 흡수하는 붕소 함유 물. Novovoronezh NPP의 네 번째 단계가 건설되는 AES-2006 프로젝트에서 처음으로 추가적인 두 번째 보호 단계가 제공된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 즉 능동 발전소의 수동 홍수를위한 유압 탱크입니다. 구역(탱크 12개 중 8개), 각각 120입방미터의 부피.

34 . 향후 예정된 핵연료 유지보수 및 교체 기간에는 운송 잠금 장치를 통해 원자로 구획 내부로 들어갈 수 있습니다. 직경 9m가 넘는 14m 길이의 원통형 챔버로, 교대로 열리는 문짝으로 양쪽이 밀봉되어 있습니다. 총 무게관문은 약 230톤이다.

35 . 관문 외부에서는 전체 건설 현장과 특히 7호 발전소를 한눈에 볼 수 있습니다.

36 . 자, 우리는 한 모금 마셨다 맑은 공기, 우리는 실제로 원통형 원자로 용기를 보기 위해 아래로 내려갑니다. 그러나 지금까지 우리는 기술적 파이프라인만을 접했습니다. 큰 녹색 파이프는 윤곽선 중 하나이므로 우리는 이미 매우 가깝습니다.

37 . 그리고 그는 여기 있습니다. 가압수압 가압수형 원자로 모델 VVER-1200. 나는 핵분열과 핵 연쇄 반응의 정글을 탐구하지 않을 것입니다 (아마도 이미 대각선으로 읽고 계실 것입니다). 원자로 내부에는 다음과 같은 형태의 많은 연료 요소 (소위 연료봉)가 있다는 점만 추가하겠습니다. 직경 9.1 –13.5mm, 길이 수 미터의 특수 합금으로 만들어진 밀봉 튜브 세트는 핵연료 펠렛으로 채워져 있으며 제어반에서 코어 전체 높이를 따라 원격으로 이동할 수 있는 제어봉도 있습니다. 이 막대는 붕소나 카드뮴과 같은 중성자를 흡수하는 물질로 만들어집니다. 막대가 깊게 삽입되면 중성자가 강하게 흡수되어 반응 영역에서 제거되므로 연쇄 반응이 불가능해집니다. 이런 방식으로 원자로의 출력이 조절됩니다. 이제 원자로 상부에 왜 그렇게 많은 구멍이 있는지 알 수 있을까요?

38 . 네, 주순환펌프(MCP)를 깜빡할 뻔했어요. 이는 또한 원자로 건물의 주요 기술 장비에 속하며 1차 회로에서 냉각수 순환을 생성하도록 설계되었습니다. 한 시간 안에 이 장치는 25,000입방미터 이상의 물을 펌핑합니다. 주 순환 펌프는 원자로 발전소의 모든 작동 모드에서 노심 냉각도 제공합니다. 설치에는 4개의 주요 순환 펌프가 포함됩니다.

39 . 글쎄, 다루는 내용을 통합하기 위해 원자력 발전소 작동에 대한 가장 간단한 다이어그램을 살펴 보겠습니다. 간단하지 않나요? 특히 고급의 경우에는 게시물을 다시 한번 읽어보세요 ㅎㅎ))

40 . 일반적으로 이런 내용입니다. 하지만 주제에 가까운 분들을 위해 사람들과 관련된 카드를 몇 장 더 던질 것입니다. 보고서에는 그 수가 많지 않지만 2006년부터 다양한 프로필의 수천 명의 전문가가 여기에서 일했습니다.

41 . 아래 누군가...

42 . 그리고 위에 누군가... 보이지는 않지만 거기에 있어요.

43 . 그리고 이것은 Novovoronezh NPP의 가장 명예로운 건축업자 중 하나인 DEMAG 크롤러 자체 추진 크레인입니다. 원자로 및 터빈 홀의 이러한 다중 톤 요소(부하 용량 - 1250톤)를 들어 올리고 설치한 사람은 바로 그 사람이었습니다. 설치 기사와 트럭이 규모를 이해하고 전체 높이(115미터)에서 사진 03과 04의 잘생긴 남자를 보세요.

그리고 결론적으로. 올해 3월부터 제가 모르는 이유로 운영 중인 Novovoronezh NPP와 건설 중인 Novovoronezh NPP-2가 결합되었습니다. 우리가 방문한 곳과 NVNPP-2라고 부르던 곳은 이제 NVNPP의 4단계라고 불리며, 1단계와 2단계에서 건설 중인 동력 장치가 각각 6단계와 7단계로 바뀌었습니다. 정보 110%. 원하는 사람은 즉시 Wikipedia의 기사를 다시 작성할 수 있으며 건설중인 NPP 전력 장치, 특히 Tatyana와의 관계에 대해 부서 직원에게 감사드립니다. Tatyana가 없었다면 이번 여행은 일어나지 않았을 것입니다. 또한 교대 감독관 Roman Vladimirovich Gridnev와 Vladimir에게 원자력 발전소 건설에 관한 교육 프로그램을 제공해 주셔서 감사합니다.

매년 전 세계 발전량의 10.7%가 원자력 발전소에서 나옵니다. 화력 발전소 및 수력 발전소와 함께 인류에게 빛과 열을 제공하고 전기 제품을 사용할 수 있도록 하며 우리의 삶을 더욱 편리하고 단순하게 만들기 위해 노력하고 있습니다. 오늘날 "원자력 발전소"라는 단어는 세계적인 재난 및 폭발과 관련되어 있습니다. 평범한 사람들은 원자력 발전소의 운영과 그 구조에 대해 조금도 알지 못하지만, 가장 무지한 사람들조차도 체르노빌과 후쿠시마 사고를 듣고 두려워합니다.

원자력 발전소 란 무엇입니까? 어떻게 작동하나요? 얼마나 위험한가 아톰 스테이션? 소문이나 신화를 믿지 말고 알아봅시다!

1945년 7월 16일, 미국의 군사 시험장에서 처음으로 우라늄 핵에서 에너지가 추출되었습니다. 강력한 폭발 원자 폭탄엄청난 수의 인명 피해를 가져온 는 현대적이고 절대적으로 평화로운 전력 공급원의 원형이 되었습니다.

1951년 12월 20일 미국 아이다호주에서 원자로를 이용해 처음으로 전기가 생산됐다. 기능을 확인하기 위해 발전기를 4개의 백열등에 연결했는데, 예기치 않게 모든 사람에게 램프가 켜졌습니다. 그 순간부터 인류는 원자로의 에너지를 사용하여 전기를 생산하기 시작했습니다.

1954년 소련 오브닌스크에서 세계 최초의 원자력 발전소가 가동됐다. 그 전력은 5메가와트에 불과했다.

원자력 발전소 란 무엇입니까? 원자력 발전소는 원자로를 이용하여 에너지를 생산하는 원자력 시설입니다. 원자로는 핵연료, 대부분 우라늄을 사용하여 작동합니다.

원자력 시설의 작동 원리는 우라늄 중성자의 핵분열 반응에 기초합니다., 서로 충돌하여 새로운 중성자로 나누어지고, 차례로 충돌하고 핵분열도 발생합니다. 이 반응을 연쇄반응이라고 하며, 이는 원자력발전의 기초가 됩니다. 이 전체 과정에서 열이 발생하고, 이로 인해 물이 뜨거운 상태(섭씨 320도)로 가열됩니다. 그런 다음 물은 증기로 변하고 증기는 터빈을 회전시키고 발전기를 구동하여 전기를 생산합니다.

오늘날 원자력 발전소 건설은 빠른 속도로 진행되고 있습니다. 세계에서 원자력 발전소 수가 증가하는 주된 이유는 제한된 유기 연료 매장량 때문입니다. 간단히 말해서 가스와 석유 매장량이 고갈되어 산업 및 도시 수요에 필요하고 우라늄과 플루토늄이 필요합니다. 원자력 발전소의 연료로 사용되는 연료는 소량이 필요하지만 매장량은 여전히 충분합니다.

원자력 발전소 란 무엇입니까? 전기와 열만이 아닙니다. 원자력발전소는 전력 생산과 함께 물 담수화에도 사용됩니다. 예를 들어 카자흐스탄에는 그러한 원자력 발전소가 있습니다.

원자력발전소에서는 어떤 연료를 사용하나요?

실제로 원자력 발전소에서는 원자력 발전을 할 수 있는 여러 물질을 사용할 수 있으며, 현대 원자력 발전소의 연료는 우라늄, 토륨, 플루토늄입니다.

토륨 연료는 현재 원자력 발전소에서 사용되지 않으며,왜냐하면 이를 연료 요소, 즉 연료봉으로 변환하는 것이 더 어렵습니다.

연료봉은 원자로 내부에 배치되는 금속 튜브입니다.연료봉 내부에는 방사성 물질. 이러한 튜브는 핵연료 저장 시설이라고 할 수 있습니다. 토륨이 드물게 사용되는 두 번째 이유는 원자력 발전소에서 사용한 후 처리가 복잡하고 비용이 많이 들기 때문입니다.

플루토늄 연료는 원자력 공학에도 사용되지 않습니다. 이 물질은 매우 복잡한 화학적 구성 요소, 우리는 아직 올바르게 사용하는 방법을 배우지 못했습니다.

우라늄 연료

원자력발전소에서 에너지를 생산하는 주요 물질은 우라늄이다.오늘날 우라늄은 세 가지 방법으로 채굴됩니다. 개방형 방식채석장, 폐쇄 광산, 지하 침출, 광산 시추를 통해. 마지막 방법이 특히 흥미롭습니다. 침출을 통해 우라늄을 추출하기 위해 황산 용액을 지하 우물에 붓고 우라늄으로 포화시킨 후 다시 펌핑합니다.

세계에서 가장 큰 우라늄 매장량은 호주, 카자흐스탄, 러시아 및 캐나다에 있습니다. 가장 풍부한 매장지는 캐나다, 자이르, 프랑스 및 체코에 있습니다. 이들 국가에서는 광석 1톤에서 최대 22kg의 우라늄 원료를 얻습니다. 비교를 위해 러시아에서는 1톤의 광석에서 1.5kg이 조금 넘는 우라늄을 얻습니다.

우라늄 채굴장은 비방사성입니다. 안에 순수한 형태이 물질은 인간에게 위험이 거의 없으며 우라늄이 자연적으로 붕괴되는 동안 형성되는 방사성 무색 가스 라돈이 훨씬 더 위험합니다.

우라늄은 원자력 발전소에서 광석 형태로 사용될 수 없으며 어떤 반응도 생성할 수 없습니다. 먼저, 우라늄 원료는 분말, 즉 산화우라늄으로 가공되고, 그 후에야 우라늄 연료가 됩니다. 우라늄 분말은 금속 "정제"로 변환됩니다. 이것은 작고 깔끔한 플라스크에 압축되어 24시간 이내에 엄청나게 연소됩니다. 고온섭씨 1500도 이상. 원자로에 들어가는 것은 바로 이러한 우라늄 알갱이이며, 그곳에서 서로 상호작용을 시작하고 궁극적으로 사람들에게 전기를 공급합니다.
하나의 원자로에서는 약 천만 개의 우라늄 알갱이가 동시에 작동하고 있습니다.
물론 우라늄 알갱이가 단순히 원자로에 던져지는 것은 아니다. 그들은 지르코늄 합금으로 만든 금속 튜브-연료봉에 배치되고 튜브는 서로 묶음으로 연결되어 연료 집합체-연료 집합체를 형성합니다. 당연히 원전 연료라고 할 수 있는 것이 바로 FA이다.

원자력 발전소 연료 재처리

사용 후 약 1년이 지나면 원자로의 우라늄을 교체해야 합니다. 연료 요소는 몇 년 동안 냉각된 후 절단 및 용해를 위해 보내집니다. 화학적 추출의 결과로 우라늄과 플루토늄이 방출되며, 이는 재사용되어 새로운 핵연료를 만드는 데 사용됩니다.

우라늄과 플루토늄의 붕괴 생성물은 전리 방사선원을 제조하는 데 사용됩니다. 그들은 의학 및 산업 분야에서 사용됩니다.

이러한 조작 후에 남은 모든 것은 뜨거운 용광로로 보내지고 잔해로 유리가 만들어져 특수 저장 시설에 저장됩니다. 왜 유리인가? 환경에 해를 끼칠 수 있는 방사성 원소의 잔해를 제거하는 것은 매우 어려울 것입니다.

NPP 뉴스 - 얼마 전에 나타났습니다. 새로운 길방사성 폐기물 처리. 재활용된 핵연료 잔류물을 사용하여 작동하는 소위 고속 원자로 또는 고속 중성자 원자로가 만들어졌습니다. 과학자들에 따르면, 현재 저장 시설에 보관되어 있는 핵연료 잔해는 고속 중성자로에 200년 동안 연료를 공급할 수 있다고 합니다.

또한 새로운 고속 원자로는 238 우라늄으로 만든 우라늄 연료로 작동할 수 있는데, 이 물질은 기존 원자력 발전소에서는 사용되지 않습니다. 오늘날의 원자력 발전소에서는 자연계에 거의 남아 있지 않은 235 및 233 우라늄을 처리하는 것이 더 쉽습니다. 따라서 새로운 원자로는 이전에 누구도 사용하지 않았던 막대한 238개의 우라늄 매장지를 사용할 수 있는 기회입니다.

원자력 발전소는 어떻게 건설되나요?

원자력 발전소 란 무엇입니까? 우리 대부분이 TV에서만 보았던 이 뒤죽박죽된 회색 건물은 무엇입니까? 이러한 구조물은 얼마나 내구성이 있고 안전합니까? 원자력 발전소의 구조는 어떻게 되나요? 모든 원자력 발전소의 중심에는 원자로 건물이 있고 그 옆에는 터빈실과 안전 건물이 있습니다.

아는 것이 중요합니다!

원자력 발전소 건설은 다음 사항에 따라 수행됩니다. 규정, 방사성 물질을 취급하는 시설에 대한 규정 및 안전 요구 사항. 원자력 발전소는 국가의 본격적인 전략 대상입니다. 따라서 원자로 건물의 벽체 및 철근콘크리트 보강구조물의 두께는 표준구조물에 비해 몇 배 더 두껍다. 따라서 원자력 발전소 부지는 규모 8의 지진, 토네이도, 쓰나미, 토네이도 및 비행기 추락 사고를 견딜 수 있습니다.

원자로 건물은 내부 및 외부 콘크리트 벽으로 보호되는 돔으로 장식되어 있습니다. 내부 콘크리트 벽은 강철판으로 덮여 있어 사고 발생 시 폐쇄된 공기 공간을 만들고 방사성 물질을 공기 중으로 방출하지 않아야 합니다.

각 원자력 발전소에는 자체 냉각 풀이 있습니다. 이미 수명을 다한 우라늄 정제가 그곳에 배치됩니다. 우라늄 연료가 원자로에서 제거된 후에도 극도의 방사성 상태로 남아 있으므로 연료봉 내부 반응이 더 이상 발생하지 않으며 3~10년이 소요됩니다(연료가 위치한 원자로 설계에 따라 다름). 냉각 풀에서는 우라늄 펠릿이 냉각되고 그 내부에서 반응이 중단됩니다.

원자력발전소의 기술도, 간단히 말하면 원자력발전소의 설계도는 여러 종류가 있을 뿐만 아니라 원자력발전소의 특성과 원자력발전소의 열도도 그 종류에 따라 다르다. 전기를 생산하는 과정에 사용되는 원자로의 모습입니다.

수상 원자력 발전소

우리는 이미 원자력 발전소가 무엇인지 알고 있지만 러시아 과학자들은 원자력 발전소를 이동식으로 만드는 아이디어를 내놓았습니다. 에게 오늘프로젝트가 거의 완료되었습니다. 이 설계를 부유식 원자력 발전소라고 불렀습니다. 계획에 따르면 부유식 원자력발전소는 최대 20만명의 인구가 거주하는 도시에 전력을 공급할 수 있게 된다. 가장 큰 장점은 바다로 이동할 수 있다는 것입니다. 이동이 가능한 원전 건설은 현재 러시아에서만 진행 중이다.

NPP 뉴스는 추코트카(Chukotka)에 위치한 항구 도시 페베크(Pevek)에 에너지를 공급하기 위해 설계된 세계 최초의 부유식 원자력 발전소의 가동이 임박했다는 소식입니다. 자율 오크루그러시아. 최초의 부유식 원자력 발전소는 "Akademik Lomonosov"라고 불리며 상트페테르부르크에 소형 원자력 발전소가 건설 중이며 2016~2019년에 가동될 예정입니다. 부유식 원자력 발전소의 발표는 2015년에 이루어졌고, 그 후 건설업자들은 거의 발표했습니다. 완성된 프로젝트 PAES.

해상 원자력 발전소는 바다에 접근할 수 있는 가장 먼 도시에 전력을 공급하도록 설계되었습니다. Akademik Lomonosov 원자로는 육상 원자력 발전소만큼 강력하지는 않지만 서비스 수명이 40년입니다. 이는 작은 Pevek의 주민들이 거의 반세기 동안 전기 부족으로 고통받지 않을 것임을 의미합니다.

부유식 원자력 발전소는 열과 전기의 공급원뿐만 아니라 물의 담수화에도 사용될 수 있습니다. 계산에 따르면 하루에 40~240m3의 담수를 생산할 수 있습니다.
부유식 원자력 발전소의 첫 번째 블록 비용은 165억 루블이었는데, 보시다시피 원자력 발전소 건설은 값싼 즐거움이 아닙니다.

원자력 발전소 안전

1986년 체르노빌 사고와 2011년 후쿠시마 사고 이후 원자력 발전소사람들에게 두려움과 공포를 불러일으킵니다. 실제로 현대 원자력발전소에는 마지막 단어장비, 특별 안전 규칙이 개발되었으며 일반적으로 원자력 발전소 보호는 3단계로 구성됩니다.

첫 번째 단계에서는 원자력발전소의 정상적인 가동이 보장되어야 한다. 원자력 발전소의 안전성은 원자력 발전소의 정확한 위치, 잘 만들어진 설계, 건물 건설 중 모든 조건의 충족에 크게 좌우됩니다. 모든 것은 규정, 안전 지침 및 계획을 준수해야 합니다.

두 번째 단계에서는 원전의 정상운전이 비상상황으로 전환되는 것을 방지하는 것이 중요하다. 이를 위해 반응기의 온도와 압력을 모니터링하고 판독값의 사소한 변화를 보고하는 특수 장치가 있습니다.

첫 번째 및 두 번째 보호 수준이 작동하지 않는 경우 진행 중세 번째는 긴급 상황에 대한 직접적인 대응입니다. 센서는 사고를 감지하고 이에 스스로 반응합니다. 즉, 원자로를 정지하고, 방사선원을 국지화하고, 노심을 냉각하고, 사고를 보고합니다.

물론 원자력발전소에는 특별한 관심구축 단계와 운영 단계 모두에서 보안 시스템을 구축합니다. 엄격한 규정을 준수하지 않으면 매우 심각한 결과를 초래할 수 있지만 오늘날 원자력 발전소의 안전에 대한 책임은 대부분 다음과 같습니다. 컴퓨터 시스템, 인적 요소는 거의 완전히 배제됩니다. 높은 정확도를 고려하여 현대 자동차, 원전의 안전성에 자신감을 가질 수 있습니다.

전문가들은 현대식 원자력 발전소를 안정적으로 운영하거나 그 옆에 있는 동안 많은 양의 방사선을 받게 될 것이라고 확신합니다. 방사성 방사선불가능한. 그런데 매일 들어오는 방사선량을 측정하는 원자력 발전소 작업자조차도 대도시의 일반 주민들보다 더 많은 방사선에 노출되지 않습니다.

원자로

원자력 발전소 란 무엇입니까? 이것은 주로 작동하는 원자로입니다. 에너지 생성 과정은 내부에서 발생합니다. FA는 우라늄 중성자가 서로 반응하여 열을 물로 전달하는 원자로에 배치됩니다.

특정 원자로 건물 내부에는 물 공급원, 펌프, 발전기, 증기 터빈, 응축기, 탈기기, 정화기, 밸브, 열 교환기, 원자로 자체 및 압력 조절기 등의 구조가 있습니다.

반응기는 장치에서 감속재 및 냉각수 역할을 하는 물질에 따라 여러 유형으로 제공됩니다. 현대 원자력 발전소에는 열 중성자 원자로가 있을 가능성이 가장 높습니다.

물-물(중성자 감속재 및 냉각제로 일반 물 사용);
흑연-물(감속재 - 흑연, 냉각수 - 물);
흑연-가스(감속재 – 흑연, 냉각수 – 가스);
중수(감속재 - 중수, 냉각수 - 일반수).

NPP 효율 및 NPP 전력

원자력발전소의 종합효율(계수) 유용한 행동) 가압수로의 경우 약 33%, 흑연수로의 경우 약 40%, 중수로의 경우 약 29%입니다. 원자력 발전소의 경제성은 원자로의 효율, 원자로 노심의 에너지 집약도, 연간 설치 용량 이용률 등에 따라 달라집니다.

NPP 뉴스 – 과학자들은 곧 원자력 발전소의 효율성을 1.5배, 50%까지 높일 것이라고 약속합니다. 이는 원자로에 직접 배치되는 연료 집합체 또는 연료 집합체를 지르코늄 합금이 아닌 복합재로 만든 경우에 발생합니다. 오늘날 원자력 발전소의 문제점은 지르코늄이 내열성이 부족하고 매우 높은 온도와 압력을 견딜 수 없기 때문에 원자력 발전소의 효율이 낮고 복합재는 섭씨 1000도 이상의 온도를 견딜 수 있다는 것입니다.

이 복합재를 우라늄 펠렛의 껍질로 사용하는 실험은 미국, 프랑스, 러시아에서 진행되고 있습니다. 과학자들은 물질의 강도를 높이고 원자력 에너지에 도입하기 위해 노력하고 있습니다.

원자력 발전소 란 무엇입니까? 원자력 발전소는 세계의 전력입니다. 전 세계 원자력 발전소의 총 전력 용량은 392,082MW입니다. 원자력 발전소의 특성은 주로 전력에 달려 있습니다. 세계에서 가장 강력한 원자력 발전소는 프랑스에 위치해 있으며, Sivo NPP(각 단위)의 용량은 1500MW(메가와트) 이상입니다. 기타 원전의 출력은 소형 원전 12MW(러시아 빌리비노 NPP)부터 1382MW(프랑스 플란만빌 원전)까지 다양하다. 건설 단계에는 1650MW 용량의 Flamanville 블록, 원자력 발전소가 있습니다. 대한민국 1400MW 규모의 원자력 발전소를 갖춘 신고리.

원전 비용

원자력 발전소, 그게 뭐야? 이것과 큰돈. 오늘날 사람들은 전기를 생산하는 수단이 필요합니다. 물, 화력, 원자력 발전소는 어느 정도 곳곳에 건설되고 있습니다. 선진국. 원자력 발전소를 건설하는 것은 쉬운 과정이 아니며 많은 비용과 자본 투자가 필요하며 대부분의 경우 재원은 국가 예산에서 조달됩니다.

원자력 발전소 비용에는 자본 비용(부지 준비, 건설, 장비 가동 비용)이 포함됩니다(자본 비용 금액은 엄청납니다. 예를 들어 원자력 발전소의 증기 발생기 한 대의 비용은 900만 달러 이상입니다). 또한, 원자력 발전소에는 연료 구입, 폐기 비용 등을 포함한 운영 비용도 필요합니다.

여러 가지 이유로 원자력 발전소의 공식 비용은 대략적인 금액일 뿐이며, 오늘날 원자력 발전소의 비용은 약 210억~250억 유로입니다. 원자로 1기를 처음부터 건설하려면 약 800만 달러의 비용이 소요됩니다. 평균적으로 한 스테이션의 투자 회수 기간은 28년, 서비스 수명은 40년입니다. 보시다시피 원자력 발전소는 꽤 값비싼 즐거움이지만, 우리가 알게 된 것처럼 여러분과 저에게 엄청나게 필요하고 유용합니다.

원자력 발전소와 기존 연료(석탄, 가스, 연료유, 이탄)를 연소하는 발전소의 작동 원리는 동일합니다. 생성된 열로 인해 물이 증기로 변환되어 압력을 받아 터빈에 공급되고 회전시킵니다. 터빈은 회전을 발전기에 전달합니다. 전류, 기계적 회전 에너지를 전기 에너지로 변환, 즉 전류를 생성합니다. 화력 발전소의 경우 석탄, 가스 등의 연소 에너지로 인해 물이 증기로 변환되고, 원자력 발전소의 경우 우라늄 -235 핵의 핵분열 에너지로 인해 발생합니다.

시설은 핵분열 에너지를 수증기 에너지로 변환하는 데 사용됩니다. 다양한 방식이름이 붙은 것 원자력 발전소(시설).우라늄은 일반적으로 이산화물(UO 2)의 형태로 사용됩니다.

특수 구조의 일부인 산화우라늄은 중성자가 빠르게 에너지를 잃는(감속) 물질인 감속재에 배치됩니다. 이러한 목적으로 사용됩니다 물 또는 흑연 -따라서 원자로는 물 또는 흑연이라고 불립니다.

코어에서 터빈으로 에너지(즉, 열)를 전달하기 위해 냉각수가 사용됩니다. 물, 액체 금속(예: 나트륨) 또는 가스(예: 공기 또는 헬륨) 냉각수는 내부에서 핵분열 반응이 일어나는 가열된 밀봉 구조물의 외부를 세척합니다. 결과적으로 냉각수는 가열되고 특수 파이프를 통해 이동하면서 에너지(자체 열의 형태로)를 전달합니다. 가열된 냉각수는 고압으로 터빈에 공급되는 증기를 생성하는 데 사용됩니다.

그림G.1.원자력 발전소의 개략도: 1 – 원자로, 2 – 순환 펌프, 3 – 열교환기, 4 – 터빈, 5 – 전류 발생기

가스 냉각수의 경우 이 단계가 없으며 가열된 가스가 터빈에 직접 공급됩니다.

러시아(소련) 원자력 산업에서는 소위 고출력 채널 원자로(RBMK)와 수-물 에너지 원자로(WWER)라는 두 가지 유형의 원자로가 널리 보급되었습니다. RBKM을 예로 들어 원전의 작동 원리를 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

RBMK

RBMK는 기록을 반영하는 1000MW 용량의 전력원입니다. RBMK-1000.원자로는 특수 지지 구조물의 철근 콘크리트 샤프트에 배치됩니다. 그 주위에는 위와 아래가 있습니다. 생물학적 보호(전리 방사선으로부터 보호). 원자로 노심이 채워졌습니다. 흑연 벽돌(즉, 특정 방식으로 접힌 25x25x50cm 크기의 흑연 블록) 원통형 모양입니다. 전체 높이를 따라 수직 구멍이 만들어집니다 (그림 G.2.). 여기에는 금속 파이프가 포함되어 있습니다. 채널(따라서 이름은 "채널"입니다). 연료(TVEL - 연료 요소)가 있는 구조물이나 원자로를 제어하는 막대가 채널에 설치됩니다. 첫 번째는 호출됩니다. 연료 채널,두번째 - 제어 및 보호 채널.각 채널은 독립적인 밀봉 구조로 되어 있으며, 중성자 흡수봉을 채널에 담그어 원자로를 제어합니다(카드뮴, 붕소, 유로퓨움 등의 물질이 사용됩니다). 이런 막대가 깊이 들어갈수록 핵심, 더 많은 중성자가 흡수될수록 핵분열성 핵의 수가 감소하고 에너지 방출이 감소합니다. 해당 메커니즘 세트를 호출합니다. 제어 및 보호 시스템(CPS).

그림G.2. RBMK 다이어그램.

물은 아래에서 각 연료 채널에 공급되며 특수한 강력한 펌프에 의해 원자로에 공급됩니다. 주 순환 펌프(MCP).연료 집합체를 세척하면 물이 끓고 채널 출구에 증기-물 혼합물이 형성됩니다. 그녀는 들어간다 드럼 분리기(BS)- 건조 증기를 물에서 분리(분리)할 수 있는 장치입니다. 분리된 물은 주 순환 펌프에 의해 반응기로 다시 보내져 "반응기-드럼-분리기-GNC" 회로를 폐쇄합니다. - 원자로". 그것은이라고 다중강제순환회로(MCPC). RBMK에는 이러한 회로가 두 개 있습니다.

RBMK 운영에 필요한 산화우라늄의 양은 약 200톤이다(이를 사용하면 석탄 약 500만톤을 태우는 것과 같은 에너지를 방출한다). 연료는 원자로에서 3~5년 동안 "작동"합니다.

냉각수는 들어있어요 폐쇄 회로,에서 격리 외부 환경, 심각한 방사선 오염은 제외됩니다. 이는 원자력 발전소 주변의 방사선 상황에 대한 연구를 통해 역 서비스 자체와 규제 당국, 환경 운동가에 의해 확인되었습니다. 국제기구

냉각수는 역 근처 저수지에서 나옵니다. 이 경우 취출된 물의 온도는 자연 온도를 가지며 저수지로 들어오는 물의 온도는 약 10°C 더 높습니다. 난방온도 규제는 엄격하고, 지역 생태계를 고려하여 더욱 강화되지만, 수역의 소위 '열 오염'은 아마도 원자력 발전소로 인한 가장 심각한 환경 피해일 것입니다. 이 단점은 근본적이지 않고 극복할 수 없는 것이 아닙니다. 이를 방지하려면 냉각 연못(또는 그 대신)과 함께 냉각탑그들은 대구경 원추형 파이프 형태의 거대한 구조물입니다. 냉각수는 응축기에서 가열된 후 냉각탑 내부에 위치한 수많은 튜브로 공급됩니다. 이 튜브에는 물이 흘러나오는 작은 구멍이 있어 냉각탑 내부에 "거대한 샤워기"가 생성됩니다. 떨어지는 물은 대기에 의해 냉각되고 냉각탑 아래의 유역에 수집되어 응축기를 냉각시킵니다. 냉각탑 위에는 물의 증발로 인해 흰 구름이 형성됩니다.

원자력 발전소의 방사성 방출 1-2 주문최대 허용(즉, 허용 가능한 안전) 값 미만, 원자력 발전소가 위치한 지역의 방사성 핵종 농도 최대 허용 농도보다 수백만 배 적고 자연 방사능 수준보다 수만 배 적습니다.

NPP 운영 중에 OS에 유입되는 방사성 핵종은 주로 핵분열 생성물입니다. 그 중 주요 부분은 짧은 주기를 갖는 불활성 방사성 가스(IRG)입니다. 반감기따라서 눈에 띄는 영향을 미치지 않습니다. 환경(행동할 시간이 생기기도 전에 분해됩니다). 핵분열 생성물 외에도 일부 방출은 활성화 생성물(중성자의 영향을 받아 안정된 원자로 형성된 방사성 핵종)로 구성됩니다. 방사선 영향의 관점에서 중요한 것은 다음과 같습니다. 수명이 긴 방사성 핵종(DZN, 주요 용량 형성 방사성 핵종 - 세슘-137, 스트론튬-90, 크롬-51, 망간-54, 코발트-60) 및 요오드의 방사성 동위원소(주로 요오드-131). 동시에, 원자력 발전소 배출량에서 차지하는 비중은 극히 미미하며 1/1000%에 이릅니다.

1999년 말, 불활성 방사성 가스로 인한 원자력 발전소의 방사성 핵종 방출은 2.8%를 초과하지 않았습니다. 허용 가능한 값우라늄-흑연 원자로의 경우 VVER 및 BN의 경우 0.3%입니다. 장수명 방사성핵종의 경우 배출은 우라늄-흑연 원자로의 경우 허용 배출의 1.5%를 초과하지 않았으며 VVER 및 BN의 경우 0.3%, 요오드-131의 경우 각각 1.6% 및 0.4%를 초과하지 않았습니다.

원자력을 지지하는 중요한 주장은 연료의 소형화이다. 반올림된 추정치는 다음과 같습니다. 장작 1kg에서 석탄 1kg - 3kWh, 석유 1kg - 4kWh, 핵연료(저농축 우라늄) 1kg에서 1kWh의 전기를 생산할 수 있습니다. -300,000kW-h.

ㅏ 나른한 동력 장치 1GW 용량은 연간 약 30톤의 저농축 우라늄을 소비합니다. 1년에 한 대의 자동차). 1년 동안 동일한 전력으로 작동되도록 보장 석탄 발전소약 3백만 톤의 석탄이 필요합니다. 하루에 5편의 열차).

장수명 방사성 핵종의 방출 석탄이나 석유 발전소동일한 전력의 원자력 발전소보다 평균 20-50배(일부 추정에 따르면 100배) 더 높습니다.

석탄 및 기타 화석 연료에는 칼륨-40, 우라늄-238, 토륨-232가 포함되어 있으며 각각의 특정 활동은 수 단위에서 수백 Bq/kg에 이릅니다(따라서 라듐-226과 같은 방사성 계열 구성원). , 라듐-228, 납-210, 폴로늄-210, 라돈-222 및 기타 방사성 핵종). 지구의 암석 두께로 생물권에서 격리되어 석탄, 석유 및 가스가 연소되면 방출되어 대기 중으로 방출됩니다. 더욱이 이들은 내부 방사선의 관점에서 볼 때 주로 가장 위험한 알파 활성 핵종입니다. 그리고 석탄의 자연 방사능은 일반적으로 상대적으로 낮지만, 수량생산된 에너지 단위당 연소되는 연료의 양은 엄청납니다.

석탄화력발전소 근처 주민에 대한 방사선량 조사 결과(배연배출 정화도 98~99% 수준) 더원전 인근 주민들이 받는 방사선량보다 3~5회.

대기로의 배출 외에도 석탄 발전소의 폐기물이 집중된 장소에서는 배경 방사선이 크게 증가하여 허용되는 최대 선량을 초과할 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 석탄의 자연 활동 중 일부는 화산재에 집중되어 있으며, 이는 발전소에 엄청난 양으로 축적됩니다. 동시에 Kansko-Achinskoye 매장지의 재 샘플에서는 400Bq/kg 이상의 수준이 관찰되었습니다. Donbass 석탄에서 나오는 비산회의 방사능은 1000Bq/kg을 초과합니다. 그리고 이 폐기물은 결코 환경과 분리되지 않습니다. 석탄 연소로 1GWh의 전기를 생산하면 수백 GBq의 활동량(주로 알파)이 환경으로 방출됩니다.

"석유 및 가스의 방사선 품질"과 같은 개념은 비교적 최근에 심각한 관심을 끌기 시작했으며, 그 안에 포함된 천연 방사성 핵종(라듐, 토륨 등)의 함량은 상당한 가치에 도달할 수 있습니다. 예를 들어, 천연가스 내 라돈-222의 체적 활동은 평균 300~20,000Bq/m 3 입니다. 최대값최대 30,000-50,000 그리고 러시아는 연간 거의 6000억 입방미터를 생산합니다.

원자력 발전소와 화력 발전소 모두에서 방사성 방출이 공중 보건에 눈에 띄는 결과를 초래하지는 않는다는 점에 유의해야 합니다. 석탄 발전소의 경우에도 이는 화학 물질 및 에어로졸 배출, 폐기물 등 다른 것보다 중요도가 훨씬 낮은 3급 환경 요인입니다.

부록 H

을 위한 평범한 사람현대의 첨단 기술 장치는 너무도 신비롭고 수수께끼 같아서 고대인들이 번개를 숭배했던 것처럼 숭배받을 수 있습니다. 수학적 계산으로 가득한 학교 물리학 수업으로는 문제가 해결되지 않습니다. 그러나 원자로에 대한 흥미로운 이야기를 할 수도 있는데, 그 작동 원리는 십대에게도 분명합니다.

원자로는 어떻게 작동하나요?

이 첨단 장치의 작동 원리는 다음과 같습니다.

중성자가 흡수되면 핵연료(대부분 우라늄-235또는 플루토늄-239) 원자핵의 분열이 발생합니다.
운동 에너지, 감마선 및 자유 중성자가 방출됩니다.
운동 에너지는 열에너지로 변환되고(핵이 주변 원자와 충돌할 때) 감마선은 원자로 자체에 흡수되어 열로 변합니다.
생성된 중성자 중 일부는 연료 원자에 흡수되어 연쇄 반응. 이를 제어하기 위해 중성자 흡수체와 중재자가 사용됩니다.
냉각수(물, 가스 또는 액체 나트륨)의 도움으로 반응 현장에서 열이 제거됩니다.
가열된 물에서 나오는 가압 증기는 증기 터빈을 구동하는 데 사용됩니다.
발전기의 도움으로 터빈 회전의 기계적 에너지가 교류 전류로 변환됩니다.

분류에 대한 접근 방식

원자로의 유형에는 여러 가지 이유가 있을 수 있습니다.

핵반응 유형별. 핵분열(모든 상업용 시설) 또는 핵융합(일부 연구 기관에서만 널리 퍼져 있는 열핵 에너지)
냉각수에 의한. 대부분의 경우 이러한 목적으로 물(끓는 물 또는 무거운 물)이 사용됩니다. 가끔 사용됨 대체 솔루션: 액체 금속(나트륨, 납-비스무트 합금, 수은), 가스(헬륨, 이산화탄소 또는 질소), 용융염(불소염);
세대별.첫 번째는 상업적인 의미가 없는 초기 프로토타입이었습니다. 둘째, 현재 사용 중인 원전의 대부분은 1996년 이전에 건설된 것이다. 3세대는 사소한 개선 사항만 이전 세대와 다릅니다. 4세대에 대한 작업은 아직 진행 중입니다.
집계 상태별연료(가스 연료는 현재 종이에만 존재함);
사용 목적에 따라(전기 생산, 엔진 시동, 수소 생산, 담수화, 원소 변환, 신경 방사선 획득, 이론 및 조사 목적)

원자로 구조

대부분의 발전소에서 원자로의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

핵연료는 동력 터빈의 열을 생산하는 데 필요한 물질(보통 저농축 우라늄)입니다.
원자로 노심은 핵반응이 일어나는 곳입니다.
중성자 감속재 - 고속 중성자의 속도를 줄여 열 중성자로 전환합니다.
중성자 소스 시작 - 핵반응을 안정적이고 안정적으로 시작하는 데 사용됩니다.
중성자 흡수체 - 일부 발전소에서 새로운 연료의 높은 반응성을 줄이기 위해 사용할 수 있습니다.
중성자 곡사포 - 정지 후 반응을 다시 시작하는 데 사용됩니다.
냉각수(정제수);
제어봉 - 우라늄 또는 플루토늄 핵의 핵분열 속도를 조절합니다.
물 펌프 - 물을 증기 보일러로 펌핑합니다.
증기 터빈 - 증기의 열 에너지를 회전 기계 에너지로 변환합니다.
냉각탑 - 과도한 열을 대기 중으로 제거하는 장치입니다.
방사성폐기물 접수 및 보관 시스템
안전 시스템(비상 디젤 발전기, 비상 노심 냉각 장치)

자연의 자연 유사체

원자로는 다음과 같이 인식됩니다. 대중의 의식독점적으로 제품으로 첨단 기술. 그러나 실제로 그러한 최초의 장치가 자연적으로 생산된 것입니다.. 중앙아프리카 가봉 주의 오클로 지역에서 발견되었습니다.

원자로는 지하수에 의한 우라늄 암석의 범람으로 인해 형성되었습니다. 그들은 중성자 감속재 역할을 했습니다.
우라늄이 붕괴하는 동안 방출되는 열 에너지는 물을 증기로 바꾸고 연쇄 반응은 멈춥니다.
냉각수 온도가 떨어지면 모든 것이 다시 반복됩니다.
만약 액체가 끓어오르지 않고 반응을 멈추지 않았다면 인류는 새로운 자연재해에 직면했을 것입니다.
약 15억년 전에 이 원자로에서 자립형 핵분열이 시작되었습니다. 이 기간 동안 약 10만 와트의 전력 출력이 제공되었습니다.
지구상의 세계에 대한 이러한 경이로움은 알려진 유일한 것입니다. 새로운 물질의 출현은 불가능합니다. 천연 원료에서 우라늄-235의 비율은 연쇄 반응을 유지하는 데 필요한 수준보다 훨씬 낮습니다.

한국에는 원자로가 몇 개나 있나요?

불쌍한 나 천연 자원그러나 산업화되고 인구가 과잉된 대한민국은 에너지에 대한 특별한 필요성을 안고 있습니다. 독일이 평화적 원자를 거부하는 상황에서 이 나라는 큰 희망원자력 기술을 억제하기 위해:

2035년까지 원자력 발전소에서 생산되는 전력의 비율은 60%에 도달하고 총 생산량은 40기가와트 이상이 될 것으로 계획됩니다.
나라는 없네 원자 무기, 그러나 이에 대한 연구는 핵 물리학지속적으로 실시됩니다. 한국 과학자들은 모듈식, 수소, 액체 금속 등 현대식 원자로 설계를 개발했습니다.
국내 연구진의 성공으로 해외에 기술 판매가 가능해졌습니다. 국가는 향후 15~20년 내에 이러한 장치 80대를 수출할 것으로 예상됩니다.
그러나 오늘날 대부분의 원자력 발전소는 미국이나 프랑스 과학자들의 도움으로 건설되었습니다.
운영 스테이션의 수는 상대적으로 적지만(단 4개) 각 스테이션에는 상당한 수의 원자로(총 40개)가 있으며 이 수치는 계속 증가할 것입니다.

핵연료는 중성자에 부딪히면 연쇄반응을 일으켜 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 시스템의 물은 이 열을 흡수하여 증기로 변하고, 증기는 전기를 생산하는 터빈을 돌립니다. 여기 간단한 회로원자로 가동, 가장 강력한 소스지구상의 에너지.

비디오: 원자로 작동 원리

이 비디오에서 핵물리학자 Vladimir Chaikin은 원자로에서 전기가 생성되는 방법과 그 세부 구조에 대해 설명합니다.