Энергаз2
Аналитика - Генерация энергии

Дополнительные 2400 МВт установленной мощности: экскурсия на Нововоронежскую АЭС


10.11.15 12:29
По следам Фиделя Кастро Как атомная станция генерирует энергию, что происходит в сердце реактора и какова судьба отработавшего ядерного топлива? Ответы на эти и другие вопросы — в репортаже EnergyLand.info c Нововоронежской АЭС.

Побывать в реакторе
 
Процессы превращения ядерной энергии в тепловую на станции происходят в реакторном отделении. Помещения реакторного отделения относятся к зоне контролируемого доступа (ЗКД), и побывать здесь доводится далеко не каждому работнику станции, что уж говорить о посторонних. Впрочем, нам, журналистам, повезло. Еще в 1970-х годах, во время подготовки к визиту Фиделя Кастро, над реакторным отделением третьего-четвертого блоков Нововоронежской АЭС была построена смотровая площадка. Отсюда гости станции могут понаблюдать за происходящим, минуя ЗКД.
 
Однако будет неверно думать, что зона контролируемого доступа — опасное место со стабильно высоким радиационным фоном. За рабочую смену в ней работники получают ничтожно малую дозу, сопоставимую с теми, которые мы получаем в обыденной жизни. Тем не менее, уровень ионизирующего излучения в зоне тщательно контролируется. Для этого используются стационарные системы мониторинга и накопительные дозиметры, которые получает каждый сотрудник, входящий в ЗКД. Экипировку дополняют белый костюм и шапочка, похожие на медицинские. На выходе — специальная установка контроля радиоактивного загрязнения, которая не выпускает человека в чистую зону, пока не убедится, что на его коже и спецодежде отсутствуют радиоактивные частицы. Впрочем, необходимость смывать с себя загрязнения возникает крайне редко, обычно автоматика выдает сообщение: «Чисто!»
 
Со смотровой площадки можно увидеть желтые колпаки— это защита верхнего блока реактора. Активная зона — сердце реактора — размещается под уровнем пола, а его днище — на глубине шести метров.
 
Нововоронежская АЭС
Тонкости ядерной реакции
 
Топливо в активную зону загружается в виде таблеток, содержащих диоксид урана. Таблетки укладываются в герметичные топливные элементы (ТВЭЛ), имеющие оболочку из циркониевого сплава. А ТВЭЛы, в свою очередь, собираются в шестигранные тепловыделяющие сборки (ТВС). Такая структурированность топлива обеспечивает дополнительную безопасность.
 
Раз в год станцию останавливают на профилактический ремонт и перегрузку топлива. Но это не значит, что топливо полностью выгорает в течение года. В среднем каждая сборка используется около трех лет. За одну перегрузку заменяют только около третьей части всех стоящих в реакторе ТВС, остальные продолжают работу. При этом инженеры внимательно следят за тем, чтобы по объему активной зоны выделение энергии было равномерным.
 
Чтобы началась управляемая ядерная реакция, из активной зоны необходимо поднять стержни, поглощающие нейтроны. В случае нештатной ситуации стержни просто упадут, и реакция затухнет. Такая конструкция — одна из многих мер «пассивной» безопасности, применяемых на станциях «Росэнергоатома».
 
Во время ядерной реакции высвобождается значительное количество тепловой энергии, которую нужно снимать с помощью теплоносителя. В водо-водяных реакторах (ВВЭР) таким теплоносителем в первом и втором контуре выступает вода, отсюда и их название.
 
Вода, омывая ТВЭЛы, нагревается до 320°С. Естественно, эта вода радиоактивна, и движется только по замкнутому контуру. Свое тепло она отдает воде второго контура, непосредственно с ней не соприкасаясь. Это происходит внутри теплообменных труб парогенератора. В итоге вода второго контура остается чистой.
 
Реакторное отделение
Дальнейший процесс выработки электроэнергии мало чем отличается от того, что происходит на любой тепловой электростанции: вода превращается в пар, пар вращает турбину, а она приводит в движение электрогенератор. Поэтому в машинных залах российских АЭС стоит абсолютно стандартное оборудование.
 
Кто управляет АЭС
 
Блочный щит управления АЭС тоже отчасти похож на щит управления среднестатистической ГРЭС или ТЭЦ. Однако есть здесь и свои отличия, которые начинают ощущаться, едва входишь в помещение. Тишина, краткие и четкие указания, предельная собранность, строгие форменные костюмы. Чтобы попасть сюда, каждый из сотрудников должен был пройти множество карьерных ступенек, начиная с рабочих должностей.
 
Более того, каждая смена регулярно проходит обучение на тренажере, полностью имитирующем блочный щит управления — от расположения кнопок до цвета стен. Здесь у персонала есть возможность отработать навыки действий в самых непредсказуемых и маловероятных аварийных ситуациях. Таковы правила станции: какой бы надежной и многократно резервированной ни была автоматика, человек должен быть готов принять на себя ручное управление блоком.
 
Машзал энергоблока №5
Из реактора — на свалку?
 
Помимо безопасной эксплуатации, в отношении АЭС всех волнует вопрос: что же происходит с отработанным ядерным топливом (ОЯТ)? В первую очередь, нужно понимать, что отработанное топливо — это не отход, а ценный ресурс, который обязательно вторично используется. Радиоактивные отходы на станции тоже образуются. Об их обращении, а также об инновационной плазменной печи для их переработки можно прочитать здесь.
 
Если же говорить об отработавшем топливе, то оно сначала перегружается в бассейны выдержки, наполненные боросодержащей водой. Здесь в течение трех лет ТВЭЛы постепенно остывают и теряют значительную часть остаточного энерговыделения. Затем в специальных контейнерах топливные элементы транспортируют на ФГУП «ПО «Маяк» (входит в ОАО «Росатом», Челябинская обл.). Это единственный в стране завод по регенерации топлива. Из ОЯТ здесь производят уран и плутоний, которые могут использоваться в ядерной энергетике, в частности, в реакторах на быстрых нейтронах. Из продуктов распада урана и плутония готовят источники ионизирующих излучений для медицины, промышленности и науки.
 
Блочный щит управления энергоблока №5
В итоге в отходы превращается всего 3% урана. В высокотемпературной печи этот уран переводят в химически инертное, стеклообразное состояние и отправляют в подземное хранилище.
 
За горизонтом 2075 года
 
Отдельной экскурсии заслуживает посещение площадки, на которой завершается строительство четвертой очереди НВАЭС с реакторами ВВЭР-1200. Первое, что поражает здесь воображение — это две огромные градирни высотой 171 м. Чтобы понимать масштаб, достаточно представить, что эта конструкция в два раза выше, чем скульптура «Родины-матери» в Волгограде. Нанесение маркировки на градирни стало нелегкой задачей даже для опытных промышленных альпинистов.
 
Посмотреть небольшое видео того, как это происходило, можно здесь:
 
Физический пуск блока №6 запланирован на конец текущего года, а блока №7 — на 2017 г. Однако руководство «Росэнергоатома» подчеркивает, что спешка в вопросах пуска в данном случае неуместна. В приоритете должны быть безопасность и многократная выверенность всех действий, ведь на новых блоках применены оборудование и решения, которые ранее нигде не использовались.
 
Тем не менее, пока все идет по плану — на шестом энергоблоке уже приступили к холодно-горячей обкатке реактора. В программе обкатки — предпусковые испытания и проверка работоспособности всего оборудования в проектных режимах. Часть систем безопасности блока уже успешно прошли испытания.
 
Завершение загрузки имитаторов тепловыделяющих сборок в реактор энергоблока №6 НВАЭС
Таким образом, в ближайшие годы Единая энергосистема страны пополнится еще 2400 МВт установленной мощности. Немаловажно, что это будет безопасная и экологически чистая энергия. Ведь, как известно, в отличие от тепловых станции, атомные не являются источником выбросов углекислого газа и других вредных химических соединений. Проектный срок службы новых энергоблоков составит 60 лет.
 
Справка:
Нововоронежская АЭС (НВАЭС, входит в концерн «Росэнергоатом») находится в 45 км от г. Воронеж. На момент пуска в 1964 г. она была одной из первых промышленных атомных станций в стране и крупнейшей в мире. На сегодняшний день площадка объединяет семь энергоблоков с водо-водяными реакторами. Два первых энергоблока выведены из эксплуатации. Третий, четвертый и пятый энергоблок, суммарной мощностью 1834 МВт, полностью покрывают потребности Воронежской обл. в электроэнергии. Шестой энергоблок мощностью 1200 МВт готовится к физическому пуску. Седьмой — аналог (или брат-близнец шестого) в стадии монтажа оборудования.
 
Екатерина Зубкова
Фото ОАО «Росэнергоатом» и НВАЭС

(С) Медиапортал сообщества ТЭК www.EnergyLand.info
Копирование без ссылки на данную страницу запрещено







О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика