원자력발전소는 무엇을 위한 곳인가요? 원자력 발전소는 어떻게 작동하나요?

일반 조항.원자력 발전소(NPP)는 기본적으로 핵 반응의 열에너지를 활용하는 화력 발전소입니다.

핵연료(주로 우라늄 235U)를 열원으로 사용할 가능성은 구현과 관련이 있습니다. 연쇄 반응물질의 핵분열과 엄청난 양의 에너지 방출. 원자로에서는 우라늄 핵의 자립적이고 제어된 핵분열 연쇄 반응이 보장됩니다. 저속 열중성자로 충격을 가할 때 우라늄 핵 235U의 핵분열 효율로 인해 저속 열중성자를 사용하는 원자로가 여전히 우세합니다. 우라늄 동위원소 235U는 일반적으로 핵연료로 사용되며 천연 우라늄 함량은 0.714%이다. 우라늄의 대부분은 동위원소 238U(99.28%)입니다. 핵연료는 일반적으로 고체 형태로 사용된다. 보호 쉘로 둘러싸여 있습니다. 이러한 종류의 연료 요소를 연료봉이라고 하며 원자로 노심의 작동 채널에 설치됩니다. 핵분열 반응 중에 방출되는 열에너지는 냉각수를 사용하여 원자로 노심에서 제거되며, 냉각수는 압력 하에 각 작업 채널 또는 노심 전체를 통해 펌핑됩니다. 가장 일반적인 냉각수는 철저하게 정제된 물입니다.

수냉식 원자로는 물 또는 증기 모드에서 작동할 수 있습니다. 두 번째 경우에는 증기가 원자로 노심에서 직접 생성됩니다.

우라늄이나 플루토늄 핵이 분열하면 에너지가 높은 빠른 중성자가 생성됩니다. 235 U 함량이 낮은 천연 또는 저농축 우라늄에서는 고속 중성자와 연쇄 반응이 일어나지 않습니다. 따라서 빠른 중성자는 열(느린) 중성자로 속도가 느려집니다. 원자 질량이 낮고 중성자 흡수 능력이 낮은 원소를 포함하는 물질을 감속재로 사용할 수 있습니다. 주요 감속재는 물, 중수, 흑연입니다.

현재 열 중성자 원자로가 가장 많이 개발되었습니다. 이러한 원자로는 고속 중성자로에 비해 구조적으로 더 간단하고 제어하기 쉽습니다. 그러나 유망한 방향은 핵연료인 플루토늄의 재생산을 확대한 고속 중성자로를 사용하는 것입니다. 이런 식으로 대부분의 238 U를 사용할 수 있습니다.

러시아의 원자력 발전소에서는 다음과 같은 주요 유형의 원자로가 사용됩니다.

RBMK(고출력 원자로, 채널) – 열중성자 원자로, 물-흑연;

VVER(수냉식 동력로) – 열 중성자 원자로, 용기 유형;

BN– 액체 금속 나트륨 냉각제를 사용하는 고속 중성자로.

원자력 발전소의 단위 용량은 1500MW에 도달했습니다. 현재는 동력 장치의 단위 전력으로 간주됩니다. 원전원자로 사고의 경우 안전 조건만큼 기술적 고려 사항에 의해 제한되지 않습니다.

현재 활동 중 원전기술 요구 사항에 따라 주로 전력 시스템 부하 일정의 기본 부분에서 작동하며 설치 용량은 연간 6500 ~ 7000h입니다.

원자력 발전소 다이어그램.기술 시스템 원전원자로 유형, 냉각재 및 감속재 유형, 기타 여러 요인에 따라 달라집니다. 회로는 단일 회로, 이중 회로 및 3회로일 수 있습니다. 그림 1은 예를 보여줍니다(1 - 원자로, 2 - 증기 발생기, 3 - 터빈, 4 - 변압기, 5 - 발전기, 6 - 터빈 응축기, 7 - 응축수(공급) 펌프, 8 - 주 순환 펌프)

이중 회로 원전원자로형 발전소용 VVER.이 다이어그램이 다이어그램에 가깝다는 것을 알 수 있습니다. 케스그러나 여기에는 화석 연료 증기 발생기 대신 원자력 발전소가 사용됩니다.

원자력 발전소도 마찬가지다. 케스, 열역학적 부품과 전기 부품 모두에서 블록 원리에 따라 제작되었습니다.

핵연료는 발열량이 매우 높기 때문에(235U 1kg이 석탄 2,900톤을 대체함) 원전이는 러시아의 유럽 지역과 같이 연료 자원이 부족한 지역에서 특히 효과적입니다.

원자력 발전소에는 고출력 발전소를 갖추는 것이 유리합니다. 그렇다면 기술 및 경제 지표 측면에서 열등하지 않습니다. KES,어떤 경우에는 이를 능가하기도 합니다. 현재 전력 440MW와 1000MW의 원자로가 개발되었습니다. VVER, 1000MW 및 1500MW 유형 RBMK.이 경우 동력 장치는 다음과 같이 구성됩니다. 원자로는 두 개의 터빈 장치(원자로)와 결합됩니다. VVER-440 2개의 220MW 터빈 유닛; 원자로 VVER-1000 500MW 터빈 유닛 2개; 원자로 RBMK-1500 2개의 750MW 터빈 장치) 또는 동일한 출력의 터빈 장치(1000MW 원자로 및 1000MW 장치 출력 터빈 장치)를 사용합니다.

열과 전기를 생산하고 핵연료를 재생산하는 데 사용할 수 있는 고속 중성자로를 갖춘 원자력 발전소는 유망합니다. 반응기 유형 BN활성 영역이 있습니다(그림 2, a).



원자로 노심의 계획

빠른 중성자의 플럭스가 방출되면서 핵반응이 일어나는 곳. 이들 중성자는 일반적으로 핵반응에 사용되지 않는 238 U의 원소에 영향을 주어 플루토늄 239로 변환시킨다. 푸 , 나중에 사용할 수 있는 원전핵연료로. 핵반응에서 발생하는 열은 액체 나트륨으로 제거되어 전기를 생산하는 데 사용됩니다.

계획 원전반응기 유형 BN(그림 2, b-)



기술 시스템 - ( 1 - 원자로; 2 - 1차 회로 열교환기; 3 - 보조 회로의 열교환기(드럼) 4 – 증기 터빈; 5 – 승압 변압기; 6 - 발전기; 7 – 커패시터; 8,9,10 – 펌프)

3개 회로 중 2개는 액체 나트륨을 사용합니다(반응기 회로 및 중간 회로에서). 액체 나트륨은 물 및 증기와 격렬하게 반응합니다. 따라서 사고 발생 시 1차 회로의 방사성 나트륨이 물이나 수증기와 접촉하는 것을 방지하기 위해 냉각수가 비방사성 나트륨인 2차(중간) 회로가 수행된다. 세 번째 회로의 작동유체는 물과 수증기이다.

현재 이러한 유형의 여러 전원 장치가 작동 중입니다. BN, 그 중 가장 큰 BN-600 .

원자력 발전소에는 배가스가 배출되지 않으며 재와 슬래그 형태의 폐기물도 없습니다. 그러나 냉각수로의 비열 방출은 다음과 같습니다. 원전이상 테스,특정 증기 소비가 더 높고 결과적으로 특정 냉각수 소비도 더 높기 때문입니다. 그러므로 대부분의 새로운 원전냉각수의 열을 대기 중으로 제거하는 냉각탑을 설치할 계획입니다.

특징 원전방사성폐기물 처리가 필요하다는 것입니다. 이는 사람들이 방사선에 노출될 가능성을 배제한 특수 매장지에서 수행됩니다.

방사능 방출 가능성에 노출되지 않도록 원전인명사고 발생 시 장비의 신뢰성을 높이기 위한 특별조치(안전시스템 이중화 등)를 강구하고, 역사 주변에 위생보호구역을 조성한다.

원자력을 사용하면 에너지 자원을 확장할 수 있어 화석 연료 자원을 보존하고, 연료원과 가까운 지역에서 특히 중요한 전기 에너지 비용을 절감하고, 대기 오염을 줄이고, 운송과 관련된 운송을 완화할 수 있습니다. 연료, 신기술(예: 담수화 관련 기술)을 사용하여 생산에 전기와 열 공급을 돕습니다. 바닷물및 담수 자원의 확장).

오염에 관해서는 사용시 원전유기 연료 연소에 사용되기 때문에 화력 발전소에서 흔히 발생하는 환경 내 산소 부족 문제가 사라집니다. 연도 가스로 인해 재가 배출되지 않습니다. 대기 오염 문제와 관련하여 원자력 도입의 타당성에 주목하는 것이 중요합니다. CHP,왜냐하면 CHP일반적으로 열 소비자, 산업 시설 및 대규모 근처에 위치합니다. 정착지환경의 청결이 특히 필요한 곳.

일할 때 NPP,화석 연료(석탄, 석유, 가스)를 소비하지 않으며, 황, 질소, 이산화탄소 산화물을 대기 중으로 방출하지 않습니다. 이는 온실 효과를 줄이는 데 도움이 됩니다. 세계적인 변화기후.

많은 나라에서 아톰 스테이션이미 전력의 절반 이상을 생산하고 있으며(프랑스 - 약 75%, 벨기에 - 약 65%), 러시아에서는 단지 15%에 불과합니다.

체르노빌 사고의 교훈 원전(1986년 4월) 보안을 대폭(수차례) 개선할 것을 요구 원전강제로 공사를 포기하게 되었고 원전인구 밀도가 높고 지진 활동이 활발한 지역. 그럼에도 불구하고 환경적 상황을 고려하면 원자력 에너지는 유망한 것으로 간주되어야 한다.

러시아에서는 원전연간 약 1,200억kWh의 전기에너지가 꾸준히 생산됐다.

Rosenergoatom에 따르면, 추가 개발전력으로 본 원자력 원전, 그리고 1회당 생성되는 전기 에너지의 양으로 보면 원전러시아.

20세기 중반, 인류 최고의 정신은 동시에 두 가지 작업에 열심히 일했습니다. 원자 폭탄, 원자 에너지가 평화로운 목적으로 어떻게 사용될 수 있는지. 이것이 세계 최초의 모습입니다.원전의 작동 원리는 무엇입니까? 그렇다면 세계에서 가장 큰 발전소는 어디에 위치해 있습니까?

원자력의 역사와 특징

"에너지는 모든 것의 머리입니다"-이것은 21 세기의 객관적인 현실을 고려하여 유명한 속담을 의역하는 방법입니다. 새로운 차례가 올 때마다 기술적 진보인류는 점점 더 많은 것을 필요로 합니다. 오늘날 '평화원자'의 에너지는 에너지 부문뿐만 아니라 경제와 생산에서도 활발히 사용되고 있습니다.

소위 원자력 발전소(그 작동 원리는 본질적으로 매우 간단함)에서 생산된 전기는 산업, 우주 탐사, 의학 및 농업 분야에서 널리 사용됩니다.

원자력 에너지는 원자의 운동 에너지에서 열과 전기를 추출하는 중공업의 한 분야입니다.

최초의 원자력 발전소는 언제 나타났습니까? 소련 과학자들은 40년대에 그러한 발전소의 작동 원리를 연구했습니다. 그건 그렇고, 동시에 그들은 최초의 원자 폭탄을 발명했습니다. 따라서 원자는 "평화로운" 동시에 치명적이었습니다.

1948년에 I.V. Kurchatov는 소련 정부가 원자력 추출에 관한 직접적인 작업을 시작할 것을 제안했습니다. 2년 후 소련에서(오닌스크 시에서) 칼루가 지역) 지구상 최초의 원자력 발전소 건설이 시작됩니다.

모든 원전의 작동 원리는 비슷하며 이를 이해하는 것은 전혀 어렵지 않습니다. 이에 대해서는 더 자세히 논의하겠습니다.

원자력 발전소 : 작동 원리 (사진 및 설명)

모든 원자력 발전소의 작동은 원자가 발생할 때 발생하는 강력한 반응을 기반으로 합니다. 이 과정에는 우라늄-235나 플루토늄 원자가 포함되는 경우가 가장 많습니다. 원자핵은 외부에서 들어오는 중성자에 의해 나누어집니다. 이 경우 새로운 중성자와 엄청난 운동 에너지를 가진 핵분열 파편이 나타납니다. 모든 원자력 발전소 활동의 주요 및 핵심 산물은 바로 이 에너지입니다.

이것이 원자력 발전소 원자로의 작동 원리를 설명하는 방법입니다. 다음 사진을 보시면 내부에서 어떤 모습인지 보실 수 있습니다.


  • 고전력 채널 리액터(RBMK로 약칭);
  • 가압수형 원자로(WWER);
  • 고속중성자로(BN).

이와 별도로 원자력 발전소의 작동 원리를 전체적으로 설명하는 것도 가치가 있습니다. 작동 방식에 대해 우리 얘기하자다음 기사에서.

원자력 발전소의 작동 원리(다이어그램)

원자력 발전소특정 조건과 엄격하게 지정된 모드에서 작동합니다. (하나 이상) 외에도 원자력 발전소의 구조에는 기타 시스템, 특수 구조 및 우수한 자격을 갖춘 인력도 포함됩니다. 원자력 발전소의 작동 원리는 무엇입니까? 간략하게는 다음과 같이 설명할 수 있습니다.

모든 원자력 발전소의 주요 요소는 모든 주요 공정이 이루어지는 원자로입니다. 우리는 이전 섹션에서 원자로에서 일어나는 일에 대해 썼습니다. (대부분 우라늄임) 작은 검은색 정제 형태가 이 거대한 가마솥에 공급됩니다.


원자로에서 반응이 일어나는 동안 방출되는 에너지는 열로 변환되어 냉각수(보통 물)로 전달됩니다. 이 과정에서 냉각수에도 일정량의 방사선이 수신된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

다음으로 냉각수의 열은 (특수 장치-열 교환기를 통해) 일반 물로 전달되어 결과적으로 끓습니다. 생성된 수증기는 터빈을 회전시킵니다. 후자에는 발전기가 연결되어 전기 에너지를 생성합니다.

따라서 작동 원리에 따르면 원자력 발전소는 동일한 화력 발전소입니다. 유일한 차이점은 증기가 생성되는 방식입니다.

원자력의 지리

원자력 에너지 생산 상위 5개 국가는 다음과 같습니다.

  1. 프랑스.
  2. 일본.
  3. 러시아.
  4. 대한민국.

동시에 미국은 연간 약 8,640억kWh를 생산하며 지구 전체 전력의 최대 20%를 생산합니다.

전 세계적으로 총 31개 국가가 원자력발전소를 운영하고 있다. 지구상의 모든 대륙 중에서 오직 두 대륙(남극 대륙과 호주)만이 원자력 에너지에서 완전히 자유롭습니다.

현재 전 세계에는 388개의 원자로가 가동되고 있습니다. 사실, 그 중 45개는 1년 반 동안 전기를 생산하지 않았습니다. 대부분의 원자로는 일본과 미국에 위치해 있습니다. 이들의 전체 지리는 다음 지도에 나와 있습니다. 녹색원자로를 운영하는 국가가 표시됩니다. 총특정 상태에서.


여러 나라의 원자력 발전

2014년을 기준으로 전반적으로 원자력발전 발전은 전반적으로 감소세를 보이고 있다. 새로운 원자로 건설의 선두주자는 러시아, 인도, 중국 3개국이다. 또한, 원자력 발전소를 보유하고 있지 않은 많은 주에서는 가까운 시일 내에 원자력 발전소를 건설할 계획을 세우고 있습니다. 여기에는 카자흐스탄, 몽골, 인도네시아, 사우디 아라비아그리고 북아프리카의 여러 나라들.


반면, 많은 국가에서는 원자력 발전소 수를 점진적으로 줄이는 방향으로 나아가고 있습니다. 여기에는 독일, 벨기에, 스위스가 포함됩니다. 그리고 일부 국가(이탈리아, 오스트리아, 덴마크, 우루과이)에서는 원자력 에너지가 법으로 금지되어 있습니다.

원자력의 주요 문제점

원자력 발전은 한 가지 중요한 문제와 관련이 있습니다. 생태학적 문제. 이것은 소위 환경의 열 오염입니다. 따라서 많은 전문가들은 원자력 발전소가 같은 전력의 화력 발전소보다 더 많은 열을 방출한다고 말합니다. 특히 위험한 것은 열수 오염으로, 이는 생물학적 유기체의 생명을 방해하고 많은 종의 물고기를 죽게 합니다.

원자력 에너지와 관련된 또 다른 시급한 문제는 일반적으로 원자력 안전에 관한 것입니다. 인류는 1986년 체르노빌 참사 이후 처음으로 이 문제에 대해 진지하게 생각하게 되었습니다. 체르노빌 원전의 운전원리는 다른 원전과 크게 다르지 않았다. 그러나 이것은 동유럽 전체에 매우 심각한 결과를 초래하는 중대하고 심각한 사고로부터 그녀를 구하지 못했습니다.


더욱이, 원자력 에너지의 위험은 인재에 의한 사고에만 국한되지 않습니다. 그래서, 큰 문제핵 폐기물 처리로 인해 발생합니다.

원자력의 장점

그럼에도 불구하고 원자력 발전 지지자들은 원자력 발전소 운영의 분명한 이점을 언급합니다. 이에 특히 최근 세계원자력협회는 매우 흥미로운 자료를 담은 보고서를 발표했다. 이에 따르면 원자력발전소에서 1기가와트의 전력을 생산할 때 발생하는 인명 피해는 기존 화력발전소보다 43배 적다.


그다지 중요하지 않은 다른 장점도 있습니다. 즉:

  • 저렴한 전기 생산 비용;
  • 원자력의 환경 청결성(열수 오염 제외)
  • 원자력 발전소와 대규모 연료 공급원의 엄격한 지리적 연결 부족.

결론 대신

1950년에는 세계 최초의 원자력발전소가 건설됐다. 원자력 발전소의 작동 원리는 중성자를 이용한 원자의 핵분열이다. 이 과정의 결과로 엄청난 양의 에너지가 방출됩니다.

원자력은 인류에게 탁월한 혜택인 것처럼 보입니다. 그러나 역사는 그 반대가 입증되었습니다. 특히 1986년 소련 체르노빌 원자력 발전소 사고와 2011년 일본 후쿠시마 1호 발전소 사고라는 두 가지 주요 비극은 '평화' 원자가 제기하는 위험성을 보여주었습니다. 그리고 오늘날 세계의 많은 국가에서는 원자력 에너지의 부분적 또는 심지어 완전한 포기에 대해 생각하기 시작했습니다.

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? 원자력 발전소는 얼마나 위험한가? 소문이나 신화를 믿지 말고 알아봅시다!

1945년 7월 16일, 미국의 군사 시험장에서 처음으로 우라늄 핵에서 에너지가 추출되었습니다. 강력한 폭발수많은 사상자를 낸 원자폭탄은 현대적이고 절대적으로 평화로운 전력원의 원형이 되었습니다.

처음으로 전기를 사용하여 원자로 1951년 12월 20일 미국 아이다호 주에서 접수되었습니다. 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 물질이 들어있습니다. 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. 고온아 섭씨 1500도가 넘네요. 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 자원을 만드는 데 사용됩니다. 전리 방사선. 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 정상 가동이 비상사태로 이어지는 것을 막는 것이 중요하다. 이를 위해 반응기의 온도와 압력을 모니터링하고 판독값의 사소한 변화를 보고하는 특수 장비가 있습니다.

첫 번째 및 두 번째 보호 수준이 작동하지 않는 경우 진행 중세 번째는 긴급 상황에 대한 직접적인 대응입니다. 센서는 사고를 감지하고 자체적으로 반응합니다. 원자로를 폐쇄하고 방사선원을 현지화하며, 핵심차가워지면 사고가보고됩니다.

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 안정적으로 운영되고 있는 현대 원자력 발전소나 그 근처에 있는 동안 대량의 방사능 방사선을 받는 것은 불가능하다고 확신합니다. 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 발전소(NPP)는 제어된 핵 반응 중에 방출되는 에너지를 사용하여 전기 에너지를 생성하도록 설계된 복잡한 기술 구조입니다.

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

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

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

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

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

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

이용이 불가능한 경우 많은 분량증기 응축을 위한 물은 저수지를 사용하는 대신 특수 냉각탑(냉각탑)에서 물을 냉각할 수 있습니다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

원자력 발전소와 화력 발전소의 근본적인 차이점은 열을 생산하는 데 사용되는 연료에만 있습니다. 원자력 발전소의 설계 특징은 매우 중요합니다.

다량의 열 방출로 인한 핵 연쇄 반응의 발생은 물리학 과정에서 알려져 있습니다. 이 공정은 연쇄 반응의 결과로 방출되는 열을 사용하여 필요한 냉각수 매개변수를 얻는 원자력 발전소에서 사용됩니다. 원자력 발전소의 주요 연료 유형은 우라늄 동위원소입니다. 천연 우라늄의 함량이 0.7%인 우라늄-235는 불안정하며 상대적으로 낮은 에너지의 중성자(최대 속도 2km/s의 열 중성자)에 충격을 받으면 쉽게 핵분열성을 갖습니다. 우라늄-238은 천연 우라늄의 99.3%를 차지하지만 고에너지 중성자(초속 30km의 빠른 중성자)에 노출될 때만 붕괴되기 시작합니다. 우라늄-238의 핵분열 과정에서 플루토늄-239가 재생산되는데, 이는 원자력 발전소의 연료와 원자력 발전소의 원료로 모두 사용될 수 있습니다. 열핵무기. 원자력 발전소에 사용하기 위한 각 우라늄 동위원소의 장점과 단점에 대한 결론을 도출하는 것은 쉽습니다.

우리나라 최초의 오브닌스크 NPP에는 열 중성자 원자로가 있었고 1951년에 가동이 시작되었습니다. 거의 20년 후인 1973년에 셰브첸코프스크 NPP가 가동을 시작했는데, 이는 고속 중성자로를 갖춘 최초의 원자로였습니다. Obninsk 역의 용량은 5MW, Shevchenkovskaya - 350MW였습니다. 1990년까지 총 16개의 원자력 발전소가 소련에서 운영되었으며 총 설치 용량은 3,440만 kW였으며 이는 국가 전체 전력의 약 12.5%를 생산했습니다.

원자력 발전소의 열 다이어그램. 원자력 발전소 열 회로의 주요 요소는 다음과 같습니다. (그림 1.9): 1차 생물학적 보호 기능을 갖춘 원자로 1; 2차 생물학적 보호 2; 냉각수 회로 - 첫 번째 3, 두 번째 4, 세 번째 5; 터빈 6; 발전기 7; 콘덴서 8 또는 가스 냉각기; 9개의 펌프 또는 압축기; 증기발생기(10); 열교환기 11.

그림 1.9. NPP 운영 계획:

a- 단일 회로; b- 이중 회로; c- 3회로

원자력 발전소 시스템에서는 원자로에서 열을 제거하는 냉각수와 열 에너지를 기계 에너지로 변환하도록 설계된 작동 유체가 구분됩니다. 냉각수와 작동유체의 윤곽이 일치하면 원자력발전소를 단일회로라 부른다. 이 경우 원자로에서 열을 제거하는 매체는 터빈에서 작업을 수행해야 합니다. 단일회로 원자력발전소의 장점은 열설계가 간단하고 열효율이 상대적으로 높다는 점이다. 그러나 원자로를 통과하면 냉각수가 활성화되고 활동의 상당 부분이 증기 터빈 회로로 유입되어 해당 장치의 작동이 복잡해지고 원자력 발전소의 방사선 상황이 복잡해집니다.

이중 회로 회로에서는 냉각수와 작동 유체가 분리됩니다. 냉각수 회로는 첫 번째라고 불리며 방사성입니다. 작동 유체가 순환하는 두 번째 회로에는 방사능이 없습니다. 이는 2차 회로의 설계 및 작동을 단순화하고 이중 및 단일 회로 원자력 발전소의 비교 가능한 기술 및 경제적 지표를 보장합니다.

나트륨과 같은 액체 금속을 냉각제로 사용할 수 있습니다. 이는 원자로에서 열 제거를 향상시키지만 비상 사태 가능성을 증가시킵니다(액체 나트륨과 물의 접촉은 다량의 열 방출과 격렬한 화학적 상호 작용을 통해 발생함). 이를 방지하기 위해 추가 중간 회로가 도입되어 회로가 3회로가 됩니다.

원자로. 중성자에 충격을 가하면 중핵이 핵분열하는 연쇄반응을 수행하고 유지하도록 설계된 장치입니다. 반응기 설계의 예가 그림 1.10에 나와 있습니다. 국내 최초의 산업용 원자로는 VVER형 가압수형 원자로였습니다. 이는 압력 링 3과 보호 캡 4가 있는 뚜껑 2로 닫혀 있는 내구성 있는 압력 베어링 하우징 1로 구성됩니다. 하우징 내부에는 연료 요소(연료 요소)에 배치된 핵연료가 있는 활성 구역 5가 있습니다. 짐을 실은. 이러한 요소는 육각형 또는 사각형. 연료봉 피복재는 냉각수가 연료와 접촉하는 것을 방지하고 핵분열 생성물이 냉각수로 방출되는 것을 방지합니다.

반응의 강도를 조절하기 위해 물이나 흑연과 같은 중성자 흡수제가 코어에 도입됩니다. 흡수체는 로드 드라이브(6)를 이용하여 특수 프로그램에 따라 제어된다. 냉각수(경수)는 하부 파이프(7)를 통해 공급되어 행잉 바스켓(8)의 본체와 실린더 사이로 떨어져 코어 하부로 들어가고, 일정한 온도로 가열되는 곳. 냉각수는 상부 파이프(9)를 통해 제거됩니다. 열 차폐부(10)는 중성자 및 γ-입자에 의한 과도한 조사로부터 하우징을 보호하는 역할을 합니다.


그림 1.10. 원자로 설계:

a- VVER 반응기; b- RBMK 원자로

1 – 본체; 2 – 표지; 3 - 압력 링; 4 - 보호 캡; 5 - 활성 영역; 6 – 로드 드라이브; 7 – 하부 파이프; 8 – 교수형 바구니; 9 – 상부 파이프; 10 - 열 차폐; 11 – 냉각수 경로; 12 – 중재자; 13 - 바닥판; 14 - 상판; 15 - 생물학적 보호 탱크; 16 - 기술 채널의 파이프; 17 – TVEL.

고출력 채널형 유동층 원자로 RBMK에서 냉각재는 경수이고 감속재는 흑연(12)이다. 하부 지지 철근콘크리트 슬래브(13)는 흑연을 지지한다. 상단 플레이트(14)는 물로 채워진 생물학적 보호 탱크(15) 위에 놓입니다. 두 플레이트는 원통형 강철 쉘로 결합되어 함께 밀봉된 하우징을 형성합니다. 흑연에는 16개의 기술 채널로 구성된 파이프가 포함되어 있으며, 그 내부에는 연료봉(17)이 배치되고 냉각수가 강제 순환됩니다.

RBMK 원자로는 흑연의 감속 능력이 경수보다 낮기 때문에 VVER보다 크기가 더 큽니다. 그러나 RBMK에는 VVER 원자로의 용기 및 용기 압력 존재와 관련된 전력 제한이 없습니다. 이들 반응기의 일부 비교 특성이 표 1.8에 나와 있습니다.

고려되는 수-물 및 물-흑연 원자로 외에도 가스-흑연 원자로는 냉각수가 가스(헬륨, 이산화탄소)이고 감속재가 흑연인 원자력 발전소에서 작동합니다.

고속 중성자로에는 감속재가 없습니다. 고속중성자는 핵연료에 잘 흡수되지 않기 때문에 고농축 연료를 사용하며, 단위 부피당 핵분열성 물질의 농도는 열중성자로보다 4~5배 높다. 이를 위해서는 나트륨과 같은 액체 금속을 냉각제로 사용하여 집중적인 열 제거가 필요합니다.

표 1.8. 원자로의 특성

증기 발생기 . 단일 회로 원자력 발전소에서는 이 설치가 불가능합니다. 냉각수 역시 작동유체입니다. 다중 회로 회로에서는 증기 발생기가 필요합니다. 그들의 디자인은 다양합니다. 예를 들어 VVER 원자로의 경우 가장 일반적인 것은 다중 자연 순환을 갖춘 수평형 증기 발생기입니다. 가열 표면은 직경 14..15mm의 스테인레스 스틸 튜브로 만들어졌습니다. 튜브는 물과 증기를 저장하는 하우징 내부에 있습니다. 냉각수는 튜브 내부로 이동하고 작동 유체는 증기 발생기 하우징 내부로 이동합니다. 하우징 내부에서 발생한 증기는 파이프를 통해 배출되어 터빈으로 보내집니다. VVER 원자로의 증기발생기는 증기생산능력이 1470t/h, 증기압력 6.4MPa, 출력 250MW이다.


터빈. 원자력 발전소 터빈의 선택은 주로 원자로의 유형에 따라 달라집니다. 원자로가 초기 작동 매개변수가 높은 증기를 생산하는 경우, 원자력 발전소의 터빈은 터빈에 들어가는 증기가 비방사성이라는 전제 하에 화력 발전소의 터빈과 동일합니다. 증기 발생기에서 증기를 추가로 생성하여 고압에서 물을 생산하는 원자로가 있는 원자력 발전소에서는 포화되거나 약간 과열된 증기가 터빈으로 들어갑니다. 이 경우 터빈에는 디자인 특징증기의 분리 및 중간 과열 조직과 관련됩니다. 예를 들어, 단일 회로 원자력 발전소의 터빈에는 이러한 특징이 있습니다.

원전 신뢰성. 신뢰성 문제의 포괄적인 해결 없이는 원자력 발전소의 건설과 운영이 불가능합니다. 방사능은 위험합니다. 특정 용량에서는 사람에게 심각한 질병과 사망을 일으키고 부정적인 유전적 영향을 초래합니다. 원자력 발전소의 주요 방사능 발생원은 연료봉에 들어 있습니다. 사용후핵연료는 방사능도 매우 높습니다. 원자력 발전소가 작동하는 동안 방사성 액체, 가스 및 고체가 형성됩니다. 이를 위해서는 방사선 발생 가능성으로부터 보호하고 원자력 발전소 운영의 높은 신뢰성을 보장하기 위한 특별한 조치가 필요합니다.

가장 중요한 요소방사능 안전을 보장하는 것은 원자로와 1차 회로의 생물학적 보호입니다. 물이나 가스가 순환하는 내부 채널이 있는 두꺼운 콘크리트 층(수 미터) 형태로 만들어집니다.

원자력 발전소의 신뢰성에 필수적인 요소는 주요 장비의 작동 모드 제어 자동화, 이 장비의 복제, 지속적인 준비 상태 및 자동 스위치 켜기입니다. 비상 시스템적절한 상황이 발생할 때.

핵연료를 운반하고, 원자로에 장전하고, 원자로에서 하역할 때 규정된 모든 안전 조치와 주의사항을 준수해야 합니다.

특히 문제는 원자력 발전소에서 나오는 방사성 폐기물의 저장이다. 이 문제는 아직 완전히 해결되었다고 볼 수 없습니다.

또한, 새롭게 떠오르는 비상상황을 포함하여 원전의 현황을 국민에게 신속·완전·객관적으로 알리는 것이 필요합니다.

원자력 발전의 전망. 현재 산업화된 국가에서는 전체 전력의 최대 60%(예: 프랑스)가 원자력 발전소에서 생산됩니다. 이는 여러 가지 상황에도 불구하고 심각한 문제원자력 발전소 건설 및 운영 중에 발생하는 문제로 인해 오늘날 그 사용에 대한 대안은 없습니다.

원자력 발전소의 장점은 분명합니다. 원자력은 실제로 임박한 글로벌 에너지 위기의 심각성을 완화할 수 있습니다. 과학자들에 따르면, 인류에게 필요한 양의 지구상 유기 연료 매장량은 다음 세기 중반까지 지속될 것이라고 합니다. 예를 들어, 고속 중성자로용 핵연료는 실질적으로 무한합니다. 게다가 석탄 1g을 태우면 3~7칼로리가 나오고, 우라늄-235 1g을 나누면 300만배 더 많은 칼로리가 나온다. 이는 거의 비례적으로 연료 운송 비용을 절감하고, 매장량에 관계없이 원자력 발전소를 건설할 수 있게 하며, 1000MW 이상의 대규모 단위 전력을 달성할 수 있게 해줍니다. 이 모든 것이 원자력 발전소의 높은 효율성을 보장합니다. 원자력 발전소는 화력 발전소와 달리 황, 질소, 재 및 기타 여러 유해 물질을 배출하여 환경을 오염시키지 않습니다. 원자력 열병합 발전소(CHPP)도 소비자에게 열에너지를 공급합니다. 소련 최초의 ATPP는 1973년(Bilibinskaya)부터 운영되었습니다. 원자력 발전소의 방사선 안전은 3회로 방식을 통해 달성됩니다. 작동 증기의 높은 매개변수를 얻기 위해 액체 금속이 원자력 발전소의 1차 냉각수로 사용됩니다. 이 경우 보호 구역은 대도시에서 30km 떨어져 있어 긴 난방 본선이 필요하고 과도한 배관 소비, 열 손실 및 추가 비용이 발생합니다. 이 문제는 원자력 발전소에서 나온 사용후핵연료를 사용하는 원자력 열공급소(HSP) 건설을 통해 대부분 해결됩니다. 3회로 AST는 도시에서 2~3km 떨어진 곳에 위치할 수 있습니다. 저활성 핵연료를 사용한다. 따라서 원자력은 전기에너지와 열에너지 모두에 대한 수요를 충족시킬 수 있습니다.

동시에, 공장 지역의 방사능 오염 가능성을 방지하기 위한 엄격한 조치가 필요합니다. 원전의 수명도 제한적(현재 약 30년)으로, 이후에는 폐쇄 문제를 해결해야 한다. NPP 필요 대량냉각수는 수역의 생태학적 균형을 깨뜨릴 수 있습니다. 원전의 방사성폐기물 처리 문제에 대한 해결책이 필요하다.

원전의 장점과 단점을 객관적으로 비교함으로써 발전이 가능해진다. 최적의 전략원자력 발전. 최적의 접근 방식은 기존 건물을 폐쇄하지 않고 새로운 건물 건설을 중단하는 것 같습니다.
원자력발전소의 기술적, 경제적 개선을 위한 효과적인 노력
원자력 발전소의 특성을 파악하고, 무엇보다도 운영의 안전성을 보장합니다.



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