Beloyarsk NGS'nin BN-800 hızlı nötron reaktörlü en yeni güç ünitesi No. son tarihler.
Beloyarsk Nükleer Santrali basın servisi, bunun Rus nükleer enerji endüstrisinde yılın en önemli olaylarından biri olduğunu bildirdi.
Bu sipariş 31 Ekim 2016 tarihinde imzalanmıştır. CEO Devlet Şirketi "Rosatom" izni temelinde "Rosenergoatom" Andrey Petrov endişesi. Bundan önce, düzenleyici kurum "Rostekhnadzor" gerekli tüm kontrolleri gerçekleştirdi ve işletmeye alınan tesisin uygunluğuna ilişkin bir sonuç yayınladı. Proje belgeleri, teknik düzenlemeler Ve yasal işlemler, enerji verimliliği gereklilikleri dahil.
Beloyarsk NPP'nin BN-800 reaktörlü 4 numaralı güç ünitesi, ülkenin birleşik enerji sistemine ilk kez dahil edildi ve 10 Aralık 2015'te elektrik üretmeye başladı. 2016 yılında, gücün devreye alınması aşamalarında kademeli bir güç gelişimi olmuş, ardından pilot çalışma aşamalarında, çeşitli güç seviyelerinde ve çeşitli çalışma modlarında ekipman ve sistemlerin kontrolleri ve testleri gerçekleştirilmiştir.
Testler, Ağustos 2016'da %100 güç seviyesinde 15 günlük entegre bir testle sona erdi ve bu test sırasında güç ünitesi, yükü tasarım parametrelerine uygun olarak nominal güçte sapma olmadan kararlı bir şekilde taşıyabildiğini doğruladı.
Ticari faaliyete geçtiğinde, Beloyarsk nükleer santralinin dördüncü güç ünitesi, elektrik şebekesine dahil edilmesinden bu yana 2,8 milyar kWh'den fazla üretmişti.
Daha güçlü ticari güç üniteleri BN-1200'ün bir prototipi haline gelmeli, binanın fizibilitesine ilişkin karar, BN-800'ü çalıştırma deneyimine dayanarak verilecek. Ayrıca, gelecekte nükleer enerjinin gelişimi için gerekli olan nükleer yakıt döngüsünü kapatmak için bir dizi teknoloji üzerinde çalışacak.
Uzmanlara göre Rusya, "hızlı" reaktör inşa etme teknolojisinde dünyada birinci sırada yer alıyor.
Böylece, Rusya'da faaliyette olan bir nükleer güç ünitesi daha var. Şu anda 10 nükleer santralde (pilot işletme aşamasında olan 6 No'lu NVNPP güç ünitesi hariç) toplam 35 güç ünitesi faaliyette olup, tüm güç ünitelerinin toplam kurulu gücü 27.127 GW'dır.
Beloyarsk NGS (BNPP) Nisan 1964'te faaliyete geçti. Bu, ülkenin nükleer enerji endüstrisindeki ilk nükleer enerji santrali ve aynı sahada farklı tipte reaktörlere sahip tek santral. Beloyarsk nükleer santralinin termal nötron reaktörleri AMB-100 ve AMB-200'e sahip ilk güç üniteleri, tükenme nedeniyle kapatıldı. BN-600 endüstriyel güç seviyesindeki hızlı nötron reaktörüne sahip dünyadaki tek güç ünitesi çalışıyor , yanı sıra BN-800, Ekim 2016'da ticari faaliyete geçti. Hızlı nötronlar üzerindeki nükleer santrallerin güç üniteleri, nükleer enerjinin yakıt tabanını önemli ölçüde genişletmek ve kapalı bir nükleer yakıt döngüsü düzenleyerek radyoaktif atıkları en aza indirmek için tasarlanmıştır.
En eski Amerikan enerji dergisi POWER, en etkili ve yetkili uluslararası dergilerden biridir. profesyonel yayınlar bu alanda, 2016 yılı Güç Ödüllerini, benzersiz bir hızlı nötron reaktörü BN-800 ile Rus Beloyarsk NPP'nin (Rosenergoatom Concern şubesi, Zarechny, Sverdlovsk Bölgesi) 4. güç ünitesi projesine verdi. nükleer enerjinin geliştirilmesi için gerekli bir dizi teknolojiyi test edin. Bu haber ajansı RIA Novosti tarafından bildirildi.
Son zamanlarda Rus nükleer enerji endüstrisinde yılın en önemli olaylarından birinin Beloyarsk NGS'de gerçekleştiğini hatırlatmak gerekir - 4 numaralı güç ünitesi (BN-800) zamanında ticari işletmeye alındı. Bu yöndeki talimat 31 Ekim 2016 tarihinde Rosenergoatom Concern Genel Müdürü Andrey Petrov tarafından Rosatom State Corporation'dan alınan izne istinaden imzalanmıştır.
Derginin web sitesinde belirtildiği gibi, BN-800 reaktörlü güç ünitesi "En İyi Bitkiler" (En İyi Bitkiler) adaylığını kazandı. Yılın Santrali ödülünün başka bir adaylığından farklıdır, çünkü bu ödül, nükleer santralin ödülden bir ila iki yıl önce ticari işletmeye alınmasını içerir. Buna karşılık, "En İyi İstasyonlar" adaylığında en umut verici ve yenilikçi projeler, tüm endüstrinin gelişme vektörünü gösterir.
Kazananı belirlerken, özellikle enerji üretimi ve radyoaktif atıkların bertarafı için bir nükleer güç ünitesi yardımıyla bir dizi sorunu çözme fırsatı dikkate alındı. Jüri, uygulamada BN-800 reaktörünün özel önemine de dikkat çekti. Rus yaklaşımı nükleer yakıt döngüsünü kapatmak.
Bu, Rus nükleer projelerinin Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk kez tanınması değil. İran nükleer santrali Bushehr'in tamamlanan ilk bloğu ve Hindistan nükleer santrali Kudankulam'ın 1 numaralı bloğu daha önce başka bir yetkili Amerikan dergisi Power Engineering'e göre 2014'ün projeleri olarak adlandırılmıştı. Bu güç üniteleri Rus termik reaktörleri VVER-1000'i çalıştırıyor.
Rusya'nın büyük başarısı
"Hızlı nötron reaktörlerinin sahip olduğu gerekli Rusya'nın nükleer enerji alanındaki iddialı planlarının uygulanması için. Beloyarsk NGS'de ülkenin ilk BN-800 reaktörünün başarılı bir şekilde inşa edilmesi, şebekeye bağlanması ve test edilmesi doğru yönde büyük bir başarıdır” dedi.
dergi notları.
880 MW kurulu elektrik gücüne sahip sıvı metal sodyum soğutucu BN-800 ("hızlı sodyumdan") ile hızlı bir nötron reaktörüne sahip Beloyarsk NPP'nin 4 numaralı bloğu Salı günü ticari işletmeye alındı. Dünyanın en güçlü çalışan hızlı nötron reaktörüdür.
Uzmanlar bu olayı sadece Rusya için değil, dünya nükleer enerji endüstrisi için de tarihi olarak nitelendirdi. Uzmanlar, Rus nükleer bilim adamlarının BN-800'de alacakları hızlı nötron güç reaktörlerinin tasarlanması, inşa edilmesi, fırlatılması ve işletilmesi konusundaki deneyimin, Rusya'daki bu nükleer enerji alanının geliştirilmesi için gerekli olacağını vurguluyor.
Tanınmış Liderlik
Hızlı nötron reaktörlerinin, nükleer yakıt döngüsünün (NFC) kapanmasını sağlayarak, nükleer enerjinin gelişimi için büyük avantajlara sahip olduğu düşünülmektedir. Kapalı bir nükleer yakıt döngüsünde, hızlı besleyici reaktörlerde (besleyiciler) uranyum hammaddelerinin tam kullanımı nedeniyle, nükleer enerjinin yakıt tabanı önemli ölçüde artacak ve ayrıca radyoaktif atık hacmini önemli ölçüde azaltmak mümkün olacaktır. tehlikeli radyonüklidlerin “yanması”. Uzmanlara göre Rusya, "hızlı" reaktör inşa etme teknolojisinde dünyada birinci sırada yer alıyor.
Sovyetler Birliği, endüstriyel güç seviyesindeki "hızlı" güç reaktörlerinin inşasında ve işletilmesinde liderdi. 350 megavat kurulu elektrik kapasitesine sahip BN-350 reaktörlü dünyanın bu türdeki ilk ünitesi 1973 yılında Hazar Denizi'nin doğu kıyısında Şevçenko şehrinde (şimdiki adı Aktau, Kazakistan) denize indirildi. Reaktörün termal gücünün bir kısmı elektrik üretmek için kullanıldı, geri kalanı deniz suyunun tuzunu gidermeye gitti. Bu güç ünitesi 1998 yılına kadar çalıştı - beş yıl daha uzun tasarım dönemi. Bu tesisin oluşturulması ve işletilmesindeki deneyim, BN tipi reaktörler alanındaki birçok sorunun anlaşılmasını ve çözülmesini mümkün kılmıştır.
1980 yılından bu yana, Beloyarsk NGS'de kurulu elektrik kapasitesi 600 megavat olan BN-600 reaktörlü istasyonun üçüncü güç ünitesi çalışıyor. Bu birim sadece elektrik üretmekle kalmıyor, aynı zamanda yeni yapısal malzemeleri ve nükleer yakıtı test etmek için eşsiz bir üs görevi görüyor.
BN-800'ün Tarihçesi
1983 yılında, bir ünite Beloyarsk NPP'de ve üç ünite yeni Güney Ural NPP'de olmak üzere BN-800 reaktörü ile SSCB'de aynı anda dört nükleer ünite inşa etme kararı alındı. Ancak Çernobil'den sonra Sovyet nükleer enerji endüstrisindeki durgunluk başladı, "hızlı" reaktörler de dahil olmak üzere yenilerinin inşası durduruldu. Ve SSCB'nin çöküşünden sonra, durum daha da kötüleşti, BN reaktörlerinin teknolojisi de dahil olmak üzere yerli nükleer enerji teknolojilerini kaybetme tehdidi vardı.
En az bir BN-800 ünitesinin inşasına devam etme girişimleri birden fazla kez yapıldı, ancak 2000'li yılların ortalarında nükleer endüstrinin tek başına bunun için yeterli olmayabileceği anlaşıldı. Ve burada belirleyici rol, Rusya'da nükleer enerjinin geliştirilmesi için yeni bir programı onaylayan ülke liderliğinin desteğiyle oynandı. Ayrıca Beloyarsk NPP'nin dördüncü ünitesinde BN-800 için bir yer buldu.
Bloğu tamamlamak kolay olmadı. Amacı, verimliliğini ve güvenliğini artırmak olan iyileştirmeler dikkate alınarak projeyi sonuçlandırmak için, nükleer endüstrinin bilimsel, tasarım ve tasarım organizasyonlarının güçlerinin gerçek bir seferberliği gerekiyordu. Yalnızca BN-600 reaktör ekipmanının oluşturulduğu teknolojileri geri yüklemekle kalmayıp, aynı zamanda yeni teknolojilerde ustalaşmak zorunda olan ekipman üreticileri de zor görevlerle karşı karşıya kaldı.
Ve yine de güç ünitesi inşa edildi. Şubat 2014'te BN-800 reaktörüne nükleer yakıt yüklemesi başladı. Aynı yılın Haziran ayında reaktör fırlatıldı. Daha sonra yakıt tertibatlarının tasarımını modernize etmek gerekiyordu ve Temmuz 2015'in sonunda BN-800 reaktörü yeniden başlatıldı, uzmanlar gücünü elektrik üretmeye başlamak için gerekli seviyeye kademeli olarak artırmaya başladı. 10 Aralık 2015 tarihinde blok şebekeye bağlandı ve ilk akımını Rus elektrik sistemine verdi.
BN-800 ünitesi, daha güçlü ticari güç üniteleri BN-1200'ün bir prototipi olacak, binanın fizibilitesine ilişkin karar, BN-800 işletim deneyimi temelinde verilecek. BN-1200 ana ünitesinin de Beloyarsk NGS'de inşa edilmesi planlanıyor.
- bu alandaki en etkili ve yetkili uluslararası profesyonel yayınlardan biri - 2016 yılı Güç Ödüllerini, çok sayıda test edecek benzersiz bir BN-800 hızlı nötron reaktörü ile Rus Beloyarsk NGS'nin dördüncü güç ünitesi projesine verdi. nükleer enerjinin geliştirilmesi için gerekli teknolojiler.
Bu, Rus nükleer projelerinin Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk kez tanınması değil. İran nükleer santrali Bushehr'in tamamlanan ilk bloğu ve Hindistan nükleer santrali Kudankulam'ın ilk bloğu daha önce bir başka yetkili Amerikan dergisi Power Engineering'e göre 2014'ün projeleri olarak adlandırılmıştı. Bu güç üniteleri Rus termik reaktörleri VVER-1000'i çalıştırıyor.
Rusya'nın büyük başarısı
"Hızlı nötron reaktörleri, Rusya'nın nükleer enerji alanındaki iddialı planlarının uygulanması için şarttır. Ülkenin Beloyarsk NGS'deki ilk BN-800 reaktörünün başarılı bir şekilde inşa edilmesi, ağa dahil edilmesi ve test edilmesi, doğru yönde büyük bir başarıdır." dergi notları.
880 MW kurulu elektrik gücüne sahip sıvı metal sodyum soğutucu BN-800 ("hızlı sodyumdan") içeren hızlı bir nötron reaktörüne sahip Beloyarsk NPP'nin 4 numaralı bloğu Pazartesi günü ticari işletmeye alındı. Dünyanın en güçlü çalışan hızlı nötron reaktörüdür.
Uzmanlar bu olayı yalnızca Rusya için değil, dünya nükleer enerji endüstrisi için de tarihi olarak nitelendirdi. Uzmanlar, Rus nükleer bilim adamlarının BN-800'de alacakları hızlı nötron güç reaktörlerinin tasarlanması, inşa edilmesi, fırlatılması ve işletilmesi konusundaki deneyimin, Rusya'daki bu nükleer enerji alanının geliştirilmesi için gerekli olacağını vurguluyor.
Tanınmış Liderlik
Hızlı nötron reaktörlerinin, nükleer yakıt döngüsünün (NFC) kapanmasını sağlayarak, nükleer enerjinin gelişimi için büyük avantajlara sahip olduğu düşünülmektedir. Kapalı bir nükleer yakıt döngüsünde, hızlı besleyici reaktörlerde (besleyiciler) uranyum hammaddelerinin tam kullanımı nedeniyle, nükleer enerjinin yakıt tabanı önemli ölçüde artacak ve ayrıca radyoaktif atık hacmini önemli ölçüde azaltmak mümkün olacaktır. tehlikeli radyonüklidlerin yakılması. Uzmanlara göre Rusya, "hızlı" reaktör inşa etme teknolojisinde dünyada birinci sırada yer alıyor.
Sovyetler Birliği, endüstriyel güç seviyesindeki "hızlı" güç reaktörlerinin inşasında ve işletilmesinde liderdi. 350 megavat kurulu elektrik kapasitesine sahip BN-350 reaktörlü dünyanın bu türdeki ilk ünitesi 1973 yılında Hazar Denizi'nin doğu kıyısında Şevçenko şehrinde (şimdiki adı Aktau, Kazakistan) denize indirildi. Reaktörün termal gücünün bir kısmı elektrik üretmek için kullanıldı, geri kalanı deniz suyunun tuzunu gidermeye gitti. Bu güç ünitesi, tasarım döneminden beş yıl daha uzun olan 1998 yılına kadar çalıştı. Bu tesisin oluşturulması ve işletilmesindeki deneyim, BN tipi reaktörler alanındaki birçok sorunun anlaşılmasını ve çözülmesini mümkün kılmıştır.
1980 yılından bu yana, Beloyarsk NGS'de kurulu elektrik kapasitesi 600 megavat olan BN-600 reaktörlü istasyonun üçüncü güç ünitesi çalışıyor. Bu birim sadece elektrik üretmekle kalmıyor, aynı zamanda yeni yapısal malzemeleri ve nükleer yakıtı test etmek için eşsiz bir üs görevi görüyor.
BN-800'ün Tarihçesi
1983 yılında, SSCB'de aynı anda BN-800 reaktörü ile dört nükleer ünite inşa etme kararı alındı: biri Beloyarsk NPP'de ve üçü yeni Güney Ural NPP'de. Ancak Çernobil'den sonra Sovyet nükleer enerji endüstrisindeki durgunluk başladı, "hızlı" reaktörler de dahil olmak üzere yenilerinin inşası durduruldu. Ve SSCB'nin çöküşünden sonra durum daha da kötüleşti, BN reaktörlerinin teknolojisi de dahil olmak üzere yerli nükleer enerji teknolojilerini kaybetme tehdidi vardı.
En az bir BN-800 ünitesinin inşasına birden fazla kez devam etme girişimleri yapıldı, ancak 2000'li yılların ortalarında nükleer endüstrinin yeteneklerinin tek başına bunun için yeterli olmayabileceği anlaşıldı. Ve burada belirleyici rol, nükleer enerjinin geliştirilmesi için yeni bir programı onaylayan Rus liderliğinin desteğiyle oynandı. Ayrıca Beloyarsk NPP'nin dördüncü ünitesinde BN-800 için bir yer buldu.
Bloğu tamamlamak kolay olmadı. Amacı, verimliliğini ve güvenliğini artırmak olan iyileştirmeler dikkate alınarak projeyi sonuçlandırmak için, nükleer endüstrinin bilimsel, tasarım ve tasarım organizasyonlarının güçlerinin gerçek bir seferberliği gerekiyordu. Yalnızca BN-600 reaktör ekipmanının oluşturulduğu teknolojileri geri yüklemekle kalmayıp, aynı zamanda yeni teknolojilerde ustalaşmak zorunda olan ekipman üreticileri de zor görevlerle karşı karşıya kaldı.
Ve yine de güç ünitesi inşa edildi. Şubat 2014'te BN-800 reaktörüne nükleer yakıt yüklemesi başladı. Aynı yılın Haziran ayında reaktör fırlatıldı. Daha sonra yakıt tertibatlarının tasarımını modernize etmek gerekiyordu ve Temmuz 2015'in sonunda BN-800 reaktörü yeniden başlatıldı, uzmanlar gücünü elektrik üretmeye başlamak için gerekli seviyeye kademeli olarak artırmaya başladı. 10 Aralık 2015 tarihinde ünite şebekeye bağlanarak ilk akımını Rus elektrik sistemine vermiştir.
BN-800 ünitesi, daha güçlü ticari güç üniteleri BN-1200'ün bir prototipi olacak, binanın fizibilitesine ilişkin karar, BN-800 işletim deneyimi temelinde verilecek. BN-1200 ana ünitesinin de Beloyarsk NGS'de inşa edilmesi planlanıyor.
Haberler
1 Nisan 2020
Beloyarsk NPP, BN-600'ü beş yıl daha işletmek için lisans aldı
Beloyarsk NGS'de BN-600 reaktörlü güç ünitesi işletme ruhsatı 2025 yılına kadar uzatıldı.
28 Mart 2020
Zarechny'nin başkanı ve Beloyarsk NPP'nin müdürü, sakinlere koronavirüs ile ilgili durum hakkında seslendi.
Zarechny şehrinin başkanı Sverdlovsk bölgesi Andrey Zakhartsev ve Beloyarsk NPP yöneticisi Ivan Sidorov, bölgede tespit edilen bir koronavirüs enfeksiyonu vakasıyla bağlantılı olarak bir video mesajı kaydetti.
Haberler 1 - 2 / 361
Ana Sayfa | Öncesi | 1 | İzlemek. | Bitir | Tüm
BELOYARSK NGS
Yer: Zarechny şehri yakınında (Sverdlovsk bölgesi)
Reaktör tipi: AMB, BN-600, BN-800
Güç ünitesi sayısı: 4 (çalışıyor - 2)
Beloyarsk NPP'nin adı I. V. Kurchatova - ilk doğan büyük nükleer güç SSCB. Beloyarsk NPP, Rusya'da çeşitli tiplerde güç ünitelerine sahip tek nükleer enerji santralidir.
Beloyarsk NGS tarafından üretilen elektrik hacmi, Sverdlovsk enerji sisteminin toplam elektrik hacminin yaklaşık %16'sıdır.
İstasyon üç aşamada inşa edildi: ilk aşama - AMB reaktörlü 1 ve 2 numaralı güç üniteleri, ikinci aşama - BN-600 reaktörlü 3 numaralı güç ünitesi, üçüncü aşama - 1 numaralı güç ünitesi. 4 BN-800 reaktörü ile.
17 ve 22 yıllık çalışmanın ardından, sırasıyla 1981 ve 1989'da 1 ve 2 numaralı güç üniteleri kapatıldı, şimdi terminolojiye göre reaktörden boşaltılan yakıt ve karşılık gelen uzun vadeli bir naftalin modundalar. uluslararası standartların, bir nükleer santralin hizmetten çıkarılmasının 1. aşamasına kadar.
Şu anda, Beloyarsk NPP iki güç ünitesi işletiyor - BN-600 ve BN-800. Bunlar, hızlı nötron reaktörlerine sahip dünyanın en büyük güç üniteleridir. Güvenilirlik ve güvenlik açısından, "hızlı" reaktör dünyanın en iyi nükleer reaktörleri arasındadır.
Seri inşaat için ana ticari güç ünitesi olan 1200 MW kapasiteli hızlı reaktörlü 5 numaralı güç ünitesine sahip Beloyarsk NGS'nin daha da genişletilmesi olasılığı değerlendirilmektedir.
1994, 1995, 1997 ve 2001 yıllarında Beloyarsk NPP yıllık yarışmasının sonuçlarına göre. "Rusya'nın En İyi Nükleer Santrali" unvanını aldı.
Uydu şehre uzaklık (Zarechny) - 3 km; önce bölge merkezi(Yekaterinburg) - 45 km.
BELOYARSK NGS İŞLETME GÜÇ ÜNİTELERİ
| GÜÇ ÜNİTESİ SAYISI | REAKTÖR TÜRÜ | KURULMUŞ GÜÇ, M W | LANSMAN TARİHİ |
|---|---|---|---|
| 3 | BN-600 | 600 | 08.04.1980 |
| 4 | BN-800 | 885 | 10.12.2015 |
| Toplam kurulu güç 1485 MW |
Zarechny kasabası, Uralların en güzel ormanlarının ortasında, Yekaterinburg'a 40 km uzaklıkta yer almaktadır. 1964 yılında, ilk Sovyet endüstriyel nükleer santrali Beloyarskaya burada devreye alındı (100 MW kapasiteli AMB-100 reaktörü ile). Şimdi Beloyarsk NPP, hızlı nötronlar üzerinde endüstriyel bir güç reaktörü olan BN-600'ün çalıştığı dünyadaki tek nükleer santraldir.
Suyu buharlaştıran bir kazan hayal edin ve ortaya çıkan buhar, elektrik üreten bir turbojeneratörü döndürüyor. Kabaca öyle, genel anlamda ve düzenlenmiş nükleer enerji santrali. Sadece “kazan” atomik bozunmanın enerjisidir. Güç reaktörlerinin tasarımları farklı olabilir, ancak çalışma prensibine göre iki gruba ayrılabilirler - termal nötron reaktörleri ve hızlı nötron reaktörleri.
Herhangi bir reaktörün kalbinde, nötronların etkisi altında ağır çekirdeklerin bölünmesi vardır. Doğru, önemli farklılıklar var. Termal reaktörlerde, uranyum-235, düşük enerjili termal nötronların etkisi altında fisyon parçalarının oluşumu ve yeni nötronların sahip olduğu fisyon ile bölünür. yüksek enerji(sözde hızlı nötronlar). Termal bir nötronun bir uranyum-235 çekirdeği tarafından soğurulma olasılığı (sonraki fisyon ile) hızlı olandan çok daha yüksektir, bu nedenle nötronların yavaşlatılması gerekir. Bu, nötronların enerji kaybettiği çekirdeklerle çarpışmalarda moderatörler - maddeler yardımıyla yapılır. Termal reaktörler için yakıt genellikle düşük oranda zenginleştirilmiş uranyum, grafittir, moderatör olarak hafif veya ağır su kullanılır ve soğutucu olarak normal su kullanılır. Bu şemalardan birine göre, işleyen nükleer santrallerin çoğu düzenlenmiştir.
Çekirdeğin zorla parçalanması sonucu üretilen hızlı nötronlar herhangi bir ölçülü olmadan kullanılabilir. Şema şu şekildedir: uranyum-235 veya plütonyum-239 çekirdeklerinin bölünmesi sırasında oluşan hızlı nötronlar, plütonyum-239 oluşumuyla (iki beta bozunmasından sonra) uranyum-238 tarafından emilir. Ayrıca 100 parçalanmış uranyum-235 veya plütonyum-239 çekirdeği için 120-140 plütonyum-239 çekirdeği oluşur. Doğru, hızlı nötronların nükleer fisyon olasılığı termal nötronlardan daha az olduğundan, yakıtın termal reaktörlerden daha fazla zenginleştirilmesi gerekir. Ek olarak, burada su yardımıyla ısıyı uzaklaştırmak imkansızdır (su bir moderatördür), bu nedenle diğer soğutucuların kullanılması gerekir: bunlar genellikle sıvı metaller ve alaşımlardır, cıva gibi çok egzotik seçeneklerden (böyle bir soğutucu vardı) ilk Amerikan deneysel Clementine reaktöründe kullanılan) veya sıvı sodyuma (endüstriyel güç reaktörlerinde en yaygın seçenek olan) kurşun-bizmut alaşımları (denizaltılar için bazı reaktörlerde - özellikle, proje 705'in Sovyet teknelerinde kullanılır). Bu şemaya göre çalışan reaktörlere hızlı nötron reaktörleri denir. Böyle bir reaktör fikri 1942'de Enrico Fermi tarafından önerildi. Tabii ki, ordu bu şemaya en ateşli ilgiyi gösterdi: çalışma sürecindeki hızlı reaktörler sadece enerji değil, aynı zamanda nükleer silahlar için plütonyum da üretiyor. Bu nedenle hızlı nötron reaktörlerine yetiştiriciler de denir (İngiliz yetiştirici-üreticiden).
onun içinde ne var
Hızlı bir nötron reaktörünün aktif bölgesi, bir soğan gibi katmanlar halinde düzenlenmiştir. 370 yakıt düzeneği, uranyum-235 - %17, 21 ve %26'da farklı zenginleştirmeye sahip üç bölge oluşturur (başlangıçta sadece iki bölge vardı, ancak enerji salınımını dengelemek için üç bölge yapıldı). Yan kalkanlarla (battaniyeler) veya esas olarak 238 izotopundan oluşan seyreltilmiş veya doğal uranyum içeren düzeneklerin bulunduğu üreme bölgeleriyle çevrilidirler. BN-600 reaktörü yetiştiricilere (yetiştiricilere) aittir, yani çekirdekte ayrılan 100 uranyum-235 çekirdeği için, yan ve uç kalkanlarda 120-140 plütonyum çekirdeği üretilir, bu da nükleer reprodüksiyonun genişletilmesini mümkün kılar yakıt. Yakıt düzenekleri (FA'lar), çeşitli zenginleştirmelere sahip uranyum oksit peletleri ile doldurulmuş özel çelikten yapılmış tüpler olan tek bir mahfazaya monte edilmiş bir dizi yakıt elemanıdır (TVEL'ler). Yakıt elemanlarının birbirine değmemesi ve soğutucunun aralarında dolaşabilmesi için boruların etrafına ince bir tel sarılır. Sodyum, yakıt tertibatına alt kısma deliklerinden girer ve üst kısımdaki pencerelerden çıkar. Yakıt tertibatının alt kısmında kollektör soketine sokulan bir şaft, üst kısımda ise yeniden doldurma sırasında tertibatın yakalandığı bir baş kısım bulunmaktadır. Çeşitli zenginleştirmelerin yakıt tertibatları farklı yuvalara sahiptir, bu nedenle tertibatı yanlış yere monte etmek imkansızdır. Reaktörü kontrol etmek için, yakıtın yanmasını telafi etmek için boron (nötron soğurucu) içeren 19 dengeleme çubuğu, 2 otomatik kontrol çubuğu (belirli bir gücü korumak için) ve 6 aktif koruma çubuğu kullanılır. Uranyumun kendi nötron arka planı küçük olduğundan, reaktörün kontrollü başlatılması (ve düşük güç seviyelerinde kontrol) için "arka ışık" kullanılır - bir fotonötron kaynağı (gama yayıcı artı berilyum).
tarihin zikzaklar
Dünya nükleer enerji endüstrisi tarihinin tam olarak hızlı bir nötron reaktörü ile başlamış olması ilginçtir. 20 Aralık 1951'de, yalnızca 0,2 MW elektrik gücüne sahip dünyanın ilk hızlı nötron güç reaktörü EBR-I (Deneysel Damızlık Reaktörü), Idaho'da piyasaya sürüldü. Daha sonra, 1963'te, Detroit yakınlarında hızlı bir nötron reaktörü olan Fermi'ye sahip bir nükleer enerji santrali başlatıldı - halihazırda yaklaşık 100 MW kapasiteli (1966'da, çekirdeğin bir kısmının erimesiyle ciddi bir kaza oldu, ancak herhangi bir sonucu olmadan) çevre veya insanlar).
1940'ların sonlarından bu yana, bu konu SSCB'de Obninsk Fizik ve Enerji Mühendisliği Enstitüsü'nün (IPPE) liderliğinde hızlı reaktör teorisinin temellerinin geliştirildiği ve birkaç deney stantının inşa edildiği Alexander Leipunsky tarafından incelenmiştir. sürecin fiziğini incelemeyi mümkün kıldı. Araştırmalar sonucunda 1972 yılında BN-350 reaktörü (başlangıçta BN-250 olarak adlandırılmıştır) ile Shevchenko şehrinde (şimdiki adı Aktau, Kazakistan) ilk Sovyet hızlı nötron nükleer santrali işletmeye açıldı. Sadece elektrik üretmekle kalmadı, aynı zamanda suyu tuzdan arındırmak için ısı kullandı. Her ikisi de 250 MW kapasiteli, Phenix hızlı reaktörlü (1973) Fransız nükleer santrali ve PFR'li (1974) İngiliz nükleer santrali kısa süre sonra hizmete girdi.
Ancak 1970'lerde termal nötron reaktörleri nükleer enerji endüstrisine hakim olmaya başladı. Bu çeşitli nedenlerden kaynaklanıyordu. Örneğin, hızlı reaktörlerin plütonyum üretebilmesi, bunun nükleer silahların yayılmasının önlenmesi yasasının ihlaline yol açabileceği anlamına gelir. Bununla birlikte, büyük olasılıkla ana faktör, termal reaktörlerin daha basit ve daha ucuz olması, tasarımlarının denizaltılar için askeri reaktörlerde test edilmesi ve uranyumun kendisinin çok ucuz olmasıydı. 1980'den sonra tüm dünyada faaliyete geçen endüstriyel hızlı nötron reaktörleri bir elin parmaklarında sayılabilir: bunlar Superphenix (Fransa, 1985-1997), Monju (Japonya, 1994-1995) ve BN-600 (Beloyarsk NPP) , 1980), hangisinde şu anda dünyanın çalışan tek endüstriyel güç reaktörüdür.
geri geliyorlar
Ancak şu anda uzmanların ve halkın dikkati bir kez daha hızlı nötron reaktörlü nükleer santrallere çevrilmiş durumda. Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu'nun (IAEA) 2005 yılında yaptığı tahminlere göre, maliyeti kilogram başına 130 doları geçmeyen kanıtlanmış uranyum rezervlerinin toplam miktarı yaklaşık 4,7 milyon tondur. IAEA tahminlerine göre, bu rezervler (2004 seviyesinde elektrik üretimi için uranyum ihtiyacına göre) 85 yıl sürecek. Termal reaktörlerde "yakılan" 235 izotopunun doğal uranyumdaki içeriği sadece% 0,72'dir, geri kalanı termal reaktörler için "işe yaramaz" olan uranyum-238'dir. Bununla birlikte, uranyum-238'i "yakabilen" hızlı nötron reaktörlerinin kullanımına geçersek, aynı rezervler 2500 yıldan fazla bir süre için yeterli olacaktır!
Reaktörün münferit parçalarının SKD yöntemi kullanılarak monte edildiği reaktör montaj atölyesi
Ayrıca, hızlı nötron reaktörleri, kapalı bir yakıt döngüsü(şu anda BN-600'de uygulanmamaktadır). İşlemden sonra (fisyon ürünlerinin çıkarılması ve yeni uranyum-238 bölümlerinin eklenmesi) yalnızca uranyum-238 "yakıldığı" için, yakıt reaktöre yeniden yüklenebilir. Ve uranyum-plütonyum döngüsünde bozunandan daha fazla plütonyum üretildiğinden, fazla yakıt yeni reaktörler için kullanılabilir.
Ayrıca bu yöntem, silah kalitesinde fazla plütonyumun yanı sıra plütonyum ve geleneksel termal reaktörlerin kullanılmış yakıtından çıkarılan küçük aktinitleri (neptunyum, amerikyum, küryum) işleyebilir (küçük aktinitler şu anda radyoaktif atığın çok tehlikeli bir bölümünü temsil eder). Aynı zamanda, termal reaktörlere kıyasla radyoaktif atık miktarı yirmi kattan fazla azaltılır.
Kör yeniden başlatma
Termal reaktörlerin aksine, BN-600 reaktöründe tertibatlar bir sıvı sodyum tabakasının altındadır, bu nedenle kullanılmış tertibatların çıkarılması ve yerine yeni tertibatların takılması (bu işleme yakıt ikmali denir) tamamen kapalı bir modda gerçekleşir. Reaktörün üst kısmında irili ufaklı döner tapalar (birbirlerine göre eksantrik yani dönme eksenleri çakışmayan) bulunmaktadır. Küçük bir döner tapa üzerine, kontrol ve koruma sistemlerine sahip bir kolonun yanı sıra pens tipi kıskaçlı bir aşırı yük mekanizması monte edilmiştir. Döner mekanizma, düşük erime noktalı özel bir alaşımdan yapılmış bir "hidrolik kilit" ile donatılmıştır. Normal durumunda katıdır ve yeniden yükleme için erime noktasına kadar ısıtılırken reaktör tamamen kapalı kalır, böylece radyoaktif gaz emisyonları pratik olarak hariç tutulur. Aşırı yükleme işlemi birçok aşamayı kapatır. İlk önce kıskaç, kullanılmış düzeneklerin reaktör içi deposunda bulunan düzeneklerden birine getirilir, onu çıkarır ve boşaltma asansörüne aktarır. Daha sonra transfer kutusuna kaldırılır ve buharla (sodyumdan) temizlendikten sonra kullanılmış yakıt havuzuna gireceği kullanılmış tertibatların tamburuna yerleştirilir. Açık Sonraki adım mekanizma çekirdek düzeneklerinden birini çıkarır ve onu reaktör içi depoya yeniden düzenler. Bundan sonra, taze tertibatların tamburundan (fabrikadan gelen yakıt tertibatlarının önceden takıldığı), gerekli olanı çıkarılır, onu yeniden yükleme mekanizmasına besleyen taze tertibat asansörüne takılır. Son aşama, boş hücreye yakıt tertibatlarının yerleştirilmesidir. Aynı zamanda, güvenlik nedenleriyle mekanizmanın çalışmasına belirli kısıtlamalar getirilir: örneğin, iki bitişik hücre aynı anda serbest bırakılamaz, ayrıca aşırı yük sırasında tüm kontrol ve koruma çubukları aktif bölgede olmalıdır. Bir birimi yeniden yükleme işlemi bir saat kadar sürer, çekirdeğin üçte birini (yaklaşık 120 yakıt grubu) yeniden yüklemek yaklaşık bir hafta sürer (üç vardiyada), bu prosedür her bir mikro çalışmada (160 etkili gün) gerçekleştirilir. Tam kapasite). Doğru, yakıt tüketimi artık arttı ve çekirdeğin yalnızca dörtte biri (yaklaşık 90 yakıt grubu) yakıt ikmali yapıyor. Bu durumda, operatörün doğrudan bir görseli yoktur. geri bildirim ve yalnızca kolonun ve kıskaçların dönme açılarının sensörlerinin göstergeleri (konumlandırma doğruluğu 0,01 dereceden azdır), çıkarma ve ayarlama kuvvetleri tarafından yönlendirilir.
Sıfırlama işlemi birçok aşama içerir, özel bir mekanizma kullanılarak gerçekleştirilir ve "15" oyununu andırır. Nihai hedef, ilgili tamburdan doğru yuvaya yeni düzenekler almak ve kullanılmış düzenekleri, buharla (sodyumdan) temizledikten sonra tutma havuzuna düşecekleri kendi tamburlarına almaktır.
Sadece kağıt üzerinde pürüzsüz
Neden, tüm değerlerine rağmen, hızlı nötron reaktörleri yaygın olarak kullanılmıyor? Her şeyden önce, bu, tasarımlarının özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Yukarıda bahsedildiği gibi su, bir nötron moderatörü olduğu için soğutucu olarak kullanılamaz. Bu nedenle, hızlı reaktörlerde, metaller esas olarak sıvı halde kullanılır - egzotik kurşun-bizmut alaşımlarından sıvı sodyuma (nükleer santraller için en yaygın seçenek).
PM, "Hızlı nötron reaktörlerinde termal ve radyasyon yükleri, termal reaktörlere göre çok daha yüksektir" diye açıklıyor. Şef Mühendis Beloyarsk NPP Mihail Bakanov. “Bu, reaktör basınçlı kabı ve reaktör içi sistemler için özel yapısal malzemeler kullanma ihtiyacına yol açıyor. TVEL ve yakıt tertibatları, termal reaktörlerde olduğu gibi zirkonyum alaşımlarından değil, atmosferik üzerinde radyasyonla şişmeye daha az duyarlı olan özel alaşımlı krom çeliklerden yapılır.
Mihail Bakanov'a göre, operasyonun ilk yıllarında, ana zorluklar yakıtın radyasyonla şişmesi ve çatlaması ile ilişkiliydi. Ancak bu sorunlar kısa sürede çözüldü, hem yakıt hem de yakıt çubuğu yuvaları için yeni malzemeler geliştirildi. Ancak şimdi bile kampanyalar, yakıtın yakılmasıyla (BN-600'de% 11'e ulaşır) değil, yakıtın, yakıt elemanlarının ve yakıt düzeneklerinin yapıldığı malzemelerin kaynağıyla sınırlıdır. Diğer operasyonel problemler, esas olarak, hava ve su ile temasa şiddetle tepki veren reaktif ve yanıcı bir metal olan ikincil devredeki sodyum sızıntısıyla ilişkilendirildi: “Sadece Rusya ve Fransa, hızlı nötronlar üzerinde endüstriyel güç reaktörlerini çalıştırma konusunda uzun bir deneyime sahip. Hem biz hem de Fransız uzmanlar en başından beri aynı sorunlarla karşı karşıya kaldık. En başından devrelerin sızdırmazlığını izlemek, sodyum sızıntılarını tespit etmek ve bastırmak için özel araçlar sağlayarak bunları başarıyla çözdük. Ve Fransız projesinin bu tür sorunlara daha az hazırlıklı olduğu ortaya çıktı, sonuç olarak 2009'da Phoenix reaktörü nihayet kapatıldı.”
Beloyarsk NPP'nin yöneticisi Nikolai Oshkanov, "Sorunlar gerçekten aynıydı, ancak burada ve Fransa'da çözüldü" diye ekliyor. Farklı yollar. Örneğin, Phenix'teki düzeneklerden birinin başı onu alıp boşaltmak için eğildiğinde, Fransız uzmanlar sodyum tabakasının arkasını 'görmek' için karmaşık ve oldukça pahalı bir sistem geliştirdiler. mühendislerimiz dalış çanı gibi en basit yapıya yerleştirilmiş bir video kamera kullanmayı önerdiler, yukarıdan argon üfleyen altı açık bir boru.Sodyum eriyiği dışarı atıldığında, operatörler mekanizmayı video bağlantısı kullanarak yakalayabildiler. ve bükülmüş düzenek başarıyla kaldırıldı.
hızlı gelecek
Nikolai Oshkanov, "BN-600'ümüzün uzun vadeli başarılı operasyonu olmasaydı, dünyada hızlı reaktör teknolojisine bu kadar ilgi olmazdı" diyor Nikolai Oshkanov, "Nükleer enerjinin gelişimi, bence, öncelikle seri üretim ve hızlı reaktörlerin işletilmesi ile ilgili.” . Yalnızca bunlar, tüm doğal uranyumun yakıt döngüsüne dahil edilmesini mümkün kılar ve böylece verimliliği artırır ve ayrıca radyoaktif atık miktarını on kat azaltır. Bu durumda nükleer enerjinin geleceği gerçekten parlak olacaktır.”
