NPP nové generace. Nová JE v Rusku

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Za poslední čtvrtstoletí se nejen v naší společnosti vystřídalo několik generací. Dnes se staví jaderné elektrárny nové generace. Nejnovější ruské energetické bloky jsou nyní vybaveny pouze tlakovodními reaktory generace 3+. Reaktory tohoto typu lze bez nadsázky označit za nejbezpečnější. Za celou dobu provozu reaktorů VVER (tlakově chlazený energetický reaktor) nedošlo k jediné vážné havárii. Jaderné elektrárny nového typu po celém světě mají celkem již více než 1000 let stabilního a bezproblémového provozu.

Návrh a provoz nejnovějšího reaktoru 3+

Uranové palivo v reaktoru je uzavřeno v zirkoniových trubicích, takzvaných palivových článcích nebo palivových tyčích. Tvoří reaktivní zónu samotného reaktoru. Když se z této zóny odstraní absorpční tyče, zvýší se tok neutronových částic v reaktoru a poté začne samoudržující štěpná řetězová reakce. Při tomto spojení uranu se uvolňuje velké množství energie, která zahřívá palivové články. Jaderné elektrárny vybavené VVER pracují podle dvousmyčkového schématu. Nejprve reaktorem prochází čistá voda, která byla dodávána již vyčištěná od různých nečistot. Poté prochází přímo aktivní zónou, kde se ochlazuje a omývá palivové tyče. Tato voda se ohřívájeho teplota dosahuje 320 stupňů Celsia, aby zůstal v kapalném stavu, musí být udržován pod tlakem 160 atmosfér! Potom horká voda jde do generátoru páry a vydává teplo. A sekundární tekutina pak znovu vstoupí do reaktoru.

Následující akce jsou v souladu s kogenerací, na kterou jsme zvyklí. Voda v sekundárním okruhu se přirozeně mění v páru v parogenerátoru, plynné skupenství vody roztáčí turbínu. Tento mechanismus způsobuje pohyb elektrického generátoru, který produkuje elektrický proud. Samotný reaktor a parní generátor jsou umístěny uvnitř utěsněného betonového pláště. V parogenerátoru voda z primárního okruhu opouštějící reaktor nijak neinteraguje s kapalinou ze sekundárního okruhu směřující do turbíny. Toto schéma činnosti uspořádání reaktoru a parogenerátoru vylučuje pronikání radiačního odpadu mimo reaktorový sál stanice.

Na úsporu peněz

Nová jaderná elektrárna v Rusku vyžaduje 40 % celkových nákladů samotné elektrárny na náklady na bezpečnostní systémy. Hlavní podíl prostředků je alokován na automatizaci a návrh pohonné jednotky a také na vybavení bezpečnostních systémů.

Základem pro zajištění bezpečnosti v jaderných elektrárnách nové generace je princip ochrany do hloubky, založený na využití systému čtyř fyzických bariér, které zabraňují úniku radioaktivních látek.

První bariéra

Uvádí se ve formě síly samotných uranových palivových pelet. Po procesu tzv. pecního slinovánípři teplotě 1200 stupňů získávají tablety vysokopevnostní dynamické vlastnosti. Nerozpadají se vlivem vysokých teplot. Jsou umístěny v zirkonových trubicích, které tvoří plášť palivových článků. Do jednoho takového palivového článku je automaticky vstřikováno více než 200 pelet. Když zcela naplní zirkoniovou trubici, automatický robot zavede pružinu, která je přitlačí k selhání. Poté stroj odčerpá vzduch a poté jej zcela utěsní.

Druhá bariéra

Představuje těsnost palivových článků potažených zirkoniem. Plášť TVEL je vyroben z jaderného zirkonia. Má zvýšenou odolnost proti korozi, je schopen udržet svůj tvar při teplotách nad 1000 stupňů. Kontrola kvality výroby jaderného paliva je prováděna ve všech fázích jeho výroby. V důsledku vícestupňových kontrol kvality je možnost odtlakování palivových článků extrémně nízká.

Třetí bariéra

Je vyrobena ve formě odolné ocelové reaktorové nádoby o tloušťce 20 cm a je navržena pro pracovní tlak 160 atmosfér. Tlaková nádoba reaktoru zabraňuje uvolňování štěpných produktů pod kontejnmentem.

Čtvrtá bariéra

Toto je utěsněný kontejnment samotné reaktorové haly, který má jiný název - kontejnment. Skládá se pouze ze dvou částí: vnitřní a vnější skořepiny. Vnější plášť poskytuje ochranu před všemi vnějšími vlivy, přírodními i umělými. Tloušťkavnější plášť - 80 cm vysokopevnostní beton.

Vnitřní plášť s tloušťkou betonové stěny je 1 metr 20 cm a je pokryt pevným ocelovým plechem o tloušťce 8 mm. Jeho potěr je navíc vyztužen speciálními systémy kabelů natažených uvnitř samotného pláště. Jinými slovy, je to ocelový kokon, který utahuje beton a zvyšuje jeho pevnost třikrát.

Nuance ochranného povlaku

Vnitřní kontejnment jaderné elektrárny nové generace odolá tlaku 7 kilogramů na centimetr čtvereční a také vysokým teplotám až 200 stupňů Celsia.

Mezi vnitřním a vnějším pláštěm je meziskořepinový prostor. Má systém pro filtrování plynů, které vstupují z prostoru reaktoru. Nejvýkonnější železobetonová skořepina udržuje těsnost při zemětřesení 8 bodů. Odolá pádu letadla, jehož hmotnost se počítá do 200 tun, a také umožňuje odolat extrémním vnějším vlivům, jako jsou tornáda a hurikány, s maximální rychlostí větru 56 metrů za sekundu, pravděpodobnost, že je možné jednou za 10 000 let. Navíc taková skořepina chrání před vzdušnou rázovou vlnou s předním tlakem až 30 kPa.

Funkce JE generace 3+

Systém čtyř fyzických bariér v hloubkové obraně zabraňuje v případě nouze radioaktivním únikům mimo pohonnou jednotku. Všechny reaktory VVER mají pasivní a aktivní bezpečnostní systémy, jejichž kombinace zaručuje řešení tří hlavních úkolů,nouzové situace:

• zastavení a zastavení jaderných reakcí;
• zajištění stálého odvodu tepla z jaderného paliva a samotné energetické jednotky;
• prevence úniku radionuklidů mimo kontejnment v případě mimořádných událostí.

VVER-1200 v Rusku a po celém světě

Japonské jaderné elektrárny nové generace se staly bezpečnými po havárii v jaderné elektrárně Fukušima-1. Japonci se pak rozhodli, že už nebudou přijímat energii s pomocí mírumilovného atomu. Nová vláda se však vrátila k jaderné energii, protože ekonomika země utrpěla těžké ztráty. Domácí inženýři s jadernými fyziky začali vyvíjet bezpečnou jadernou elektrárnu nové generace. V roce 2006 se svět dozvěděl o novém supervýkonném a bezpečném vývoji domácích vědců.

V květnu 2016 byl dokončen grandiózní stavební projekt v oblasti černozemě a úspěšně dokončeno testování 6. energetického bloku v Novovoroněžské JE. Nový systém funguje stabilně a efektivně! Poprvé, během stavby stanice, inženýři navrhli pouze jednu a nejvyšší světovou chladicí věž pro chladicí vodu. Zatímco dříve byly postaveny dvě chladicí věže pro jeden energetický blok. Díky takovému vývoji bylo možné ušetřit finanční prostředky a zachovat technologie. Ještě rok budou na nádraží probíhat různé práce. To je nezbytné pro postupné uvedení zbývajícího zařízení do provozu, protože není možné spustit vše najednou. Novovoroněžskou JE čeká výstavba 7. energetického bloku, potrvá další dva roky. PotéVoroněž bude jediným regionem, který takto rozsáhlý projekt realizoval. Každý rok Voroněž navštěvují různé delegace studující provoz jaderné elektrárny. Takový domácí vývoj nechal v oblasti energetiky za sebou Západ i Východ. Dnes různé státy chtějí zavést a některé již používají takové jaderné elektrárny.

Na Tchien-wanu pracuje nová generace reaktorů ve prospěch Číny. Dnes se takové stanice staví v Indii, Bělorusku a pob altských státech. V Ruské federaci je VVER-1200 zaváděn ve Voroněži v Leningradské oblasti. V plánu je vybudování podobného zařízení v energetickém sektoru v Bangladéšské republice a tureckém státě. V březnu 2017 vyšlo najevo, že Česká republika aktivně spolupracuje s Rosatomem na vybudování stejné stanice na jejím území. Rusko plánuje výstavbu jaderných elektráren (nové generace) v Seversku (Tomská oblast), Nižním Novgorodu a Kursku.