Атомная электростанция принцип работы: Как работает атомная станция? — Атомэнергомаш

Энергетика. ТЭС и АЭС | Всё о тепловой и атомной энергетике

Новости

В середине февраля в московском Центре Цифрового Лидерства SAP была ярко проведена торжественная церемония

Новости энергетической отрасли

Для продления срока службы бетонных конструкций за ними нужно правильно ухаживать. Специалисты «Беталинк» дают

Новости АЭС

С 19 по 21 апреля 2022 Международный выставочный центр «Казань Экспо» примет в своих

Статьи

Volvo Construction Equipment (Volvo CE) модернизировала свои компактные колесные погрузчики L20 и L25 Electric

Новости АЭС

Блюда из рыбы всегда были частью как праздничного стола, так и меню на каждый

Статьи

Первое впечатление о квартире сложится у посетителей мгновенно, как только они попадут в прихожую.

Статьи

Многие владельцы собственного жилья сталкивались с такой распространенной процедурой, как окрашивание деревянного пола. Этот

Статьи

Монолитный плитный фундамент – оптимальное решение для нестабильных грунтов Когда речь идет о строительстве

Статьи

Зарождающаяся мода на предметы искусства, скульптуры и декоративные фигурки в интерьере становится очень и

Новости АЭС

Последнее время цены на газ значительно увеличились процедура сертификации оборудования усложнилась. Поэтому установка газобаллонного

Новости АЭС

Инвестирование в криптовалюту — отличный вариант вложения средств. С каждым днем ее стоимость только

Новости АЭС

В настоящее время многие семьи не имеют своего жилья и не могут его купить

Новости энергетической отрасли

Большая часть населения во время каких-либо проблем задумываются о том, что им стоит все-таки

Новости ТЭС

Спрей ИРС-19 – местное иммуностимулирующее средство. Изготовителем лекарства является фармацевтическое учреждение France Mulan Laboratories.

Энергетика США

Форекс https://forex-review.ru/, как крупнейший рынок в мире, привлекает своим блеском и размером. Можно сказать,

Новости ТЭС

Стеновые панели декоративного типа – материал, пользующийся огромной популярностью. Действительно, с их помощью можно

Энергетика США

Сейчас все более популярные стают солнечные батареи отзывы о которых довольно хорошие и позитивные.

Новости АЭС

Мало кто задумывается, что в современном обществе огромное значение имеет такой женский аксессуар, как

Энергетика США

Компаний, которые выступают в роли посредника, и открывают своим клиентам доступ к торговле на

Новости ТЭС

Как выбрать входную металлическую дверь? Советы профессионала Начинать ремонт в квартире, купленной на вторичном

Новости ТЭС

Почему не рекомендуется снимать жилье в Екатеренбурге https://etagiekb. ru/realty_rent/ в новостройках. Новостройки— это свежий ремонт,

Новости ТЭС

Галогенные лампы — универсальный источник света с большой яркостью и качественной цветопередачей. Сферы применения

Зарубежные ТЭС

Многие предприятия продолжают усердно работать над усовершенствованием разработки осовремененных приборов для диагностики. Так, например,

Новости

Сегодня интернет открывает невероятно огромные возможности своим пользователям в плане заработка. К примеру, совершать

Новости

Как выбрать лучший онлайн-курс английского Решили начать изучать английский онлайн? Хотите, чтобы все ваши

Без рубрики

Трансформаторы – это устройства, которые преобразуют электрическую энергию и обычно устанавливаются в общественных зданиях,

Без рубрики

ООО “Сервомеханизмы” предлагает технику линейного перемещения, а кроме того все сопутствующие товары – двигатели

Новости

Что нужно знать о ленточной библиотеке Объемы информационных данных возрастают в геометрической прогрессии ежеминутно.

Статьи

Уже давно человечество ведёт поиск альтернативных источников энергии. Одно из самых эффективных изобретений в

Статьи

Большинство преимуществ Onecoin на фоне остальных криптовалют основаны на том, что их разработчики постарались

РУП «Белорусская атомная электростанция» — Безопасность АЭС

Глубокоэшелонированная защита. Или как обеспечивается безопасность Белорусской АЭС

Реакторная установка

Каждый энергоблок Белорусской АЭС оснащен реакторной установкой В-491 с водо-водяным энергетическим реактором с водой под давлением и двухконтурной тепловой схемой.

Реакторная установка включает в себя водо-водяной энергетический реактор корпусного типа тепловой мощностью 3200 МВт и электрической 1200 МВт. Теплоносителем и замедлителем в реакторе является вода. Отсюда в аббревиатуре – ВВЭР – две буквы В (водо-водяной). Буквы Э и Р означают «энергетический реактор».

В качестве топлива используется слабообогащенный диоксид урана.

Реакторная установка имеет четыре парогенератора и четыре главных циркуляционных насосных агрегата. Также в реакторную установку входят главный циркуляционный трубопровод; система компенсации давления; оборудование бетонной шахты реактора; системы безопасности.

Глубокоэшелонированная защита

В основу обеспечения безопасности в проекте АЭС заложен принцип глубокоэшелонированной защиты – применения системы барьеров на пути распространения ионизирующих излучений и радиоактивных веществ в окружающую среду.

Система барьеров включает:

• топливную таблетку, предотвращающую выход продуктов деления под оболочку тепловыделяющего элемента;
• оболочку тепловыделяющего элемента, не дающую продуктам деления попасть в теплоноситель главного циркуляционного контура;
• главный циркуляционный контур, препятствующий выходу продуктов деления под защитную герметичную оболочку;
• систему защитных герметичных оболочек (контайнмент), исключающую выход продуктов деления в окружающую среду.

Контайнмент (Здание реактора)

Контайнмент выдерживает сейсмические воздействия, падение самолета, внешнее воздействие от ударной волны, создающей давление 30 кПа, и внутреннее давление в 5 кг/см2. То есть, если предположить, что вся поданная в реактор вода превратится в пар и, как в гигантском чайнике, будет давить изнутри на крышку, то оболочка выдержит и это колоссальное давление. Таким образом, купол энергоблока находится как бы в постоянной готовности принять удар изнутри. Для этого оболочка выполнена из «предварительно напряженного бетона»: металлические тросы, натянутые внутри бетонной оболочки, придают дополнительную монолитность конструкции, повышая ее устойчивость.

Объем контайнмента довольно большой – 75 тыс. м³. В случае аварии для снижения давления пара внутри защитной оболочки установлена «спринклерная система», которая из-под купола блока разбрызгивает раствор бора и других веществ, препятствующих распространению радиоактивности. Там же ставятся рекомбинаторы водорода, не позволяющие этому газу скапливаться и исключающие возможность взрыва.

Принцип защиты атомной электростанции очень похож на обыкновенную русскую матрешку.

В результате ядерной реакции, внутри топливной таблетки образуются инертные радиоактивные газы. Но таблетка устроена таким образом, чтобы не допустить выхода радиации за пределы ее оболочки.

Если же это произойдет, радиацию остановит оболочка тепловыделяющего элемента, в котором находятся топливные таблетки.

Если же этого окажется недостаточно, радиацию задержит корпус реактора и главный циркуляционный контур, в котором находятся и топливные таблетки, и тепловыделяющие элементы.

И уж, если представить совсем драматический сценарий, с разрывом главного циркуляционного трубопровода или корпуса реактора, то на защиту окружающей среды и человека от радиации встанет контайнтемен или здание реактора, в котором и находится и топливные таблетки, и тепловыделяющие элементы, и реактор.

Более подробную информацию о безопасности Белорусской АЭС можно получить в информационном центре АЭС, расположенном в городе Островец по улице Восточной 18 А.

Центр открыт с 8.00 до 17.00 в рабочие дни. Записаться на бесплатную экскурсию можно по телефону 8 (015 91) 77 9 75.

Атомная электростанция

– принцип работы, преимущества, недостатки со схемой

Содержание

Введение

Когда мы говорим о слове «ядерная», первое, что бросается в глаза, – это огромное количество энергии. Принимая во внимание сложности обработки материалов и проблемы безопасности, он по-прежнему является наиболее широко используемым источником энергии для производства электроэнергии во всем мире. Извлечение энергии из ядерного топлива в настоящее время стало необходимостью для удовлетворения растущих потребностей в энергии и для экономического роста страны. Атомная электростанция вырабатывает электроэнергию, используя тепловую энергию, а уран-235 используется в качестве топлива для производства этого тепла.

Зачем изобрели атомную электростанцию?

Истощение невозобновляемых источников энергии вынуждает ученых всего мира искать новый источник энергии, способный удовлетворить потребности мира в электроэнергии. Это был 1948 год, когда электричество впервые было выработано на графитовом реакторе X-10 в Ок-Ридже, штат Теннесси, Соединенные Штаты Америки. Это была первая атомная электростанция, питающая лампочку.

Принцип работы

Источником энергии атомной электростанции является реакция деления. В реакции деления мы начинаем с нестабильного атома (урана-235), который распадается на два более мелких более стабильных атома. Когда мы переходим от чего-то действительно очень нестабильного (уран-235) к более стабильному (барий и криптон), высвобождается энергия. Теперь, чтобы расщепить атом урана, нам нужно его усугубить, что мы делаем, так это ударяем нейтроном по этому большому атому урана, который превращает его в уран-236 из урана-235. Уран-236 является сверхнестабильным атомом и распадается на криптон-9.2 и барий-141, которые более стабильны. Помимо высвобождения энергии, в процессе также высвобождаются 3 свободных нейтрона. Эти нейтроны далее поражают еще 3 атома урана и запускают цепную реакцию, помогая получить большое количество тепловой энергии.

Что внутри атомной электростанции?

Источник изображения

1. Корпус реактора

В корпусе реактора протекает ядерная реакция деления, он содержит топливные стержни, замедлитель и регулирующие стержни. Эта компоновка снова накрыта защитной оболочкой из железобетона и может выдерживать нагрузку до 40 тысяч тонн. Вода в сосуде нагревается под высоким давлением, поэтому ее температура кипения достигает 300 градусов по Цельсию.

2. Топливные стержни

Топливо содержится в этих топливных стержнях в виде топливных таблеток. Эти топливные стержни содержат несколько топливных таблеток, и нейтроны ударяют по этим топливным таблеткам, чтобы начать и продолжить реакцию деления.

3. Замедлитель

Замедлитель – это жидкость, содержащаяся в сосуде под высоким давлением. Обычно это тяжелая вода. Основная функция замедлителя — замедлить нейтроны с высокой энергией, чтобы они могли снова столкнуться с атомом урана. Что еще более важно, это соответствующая скорость нейтрона, необходимая для расщепления атома урана.

Если первый нейтрон, поразивший атом урана, имеет энергию 0,04 ev, то полученные 3 нейтрона будут иметь энергию 1 ev, которую необходимо снова замедлить до 0,04 ev, и здесь вступает в действие замедлитель.

Читайте также:

• Как работает ветряная электростанция? Полное объяснение
• Как работает геотермальная электростанция – объяснение?
• Солнечная электростанция – основные компоненты, работа, преимущества и недостатки

4. Стержни управления

Стержни управления являются наиболее важной частью ядерного реактора на атомной электростанции и состоят из бария или кадмия. Он контролирует текущую ядерную реакцию, поглощая нейтроны, и мы также можем контролировать производство энергии в соответствии с требованиями, вставляя соответствующие стержни управления.

5. Теплообменник

Вода из резервуара под давлением затем перекачивается в теплообменник, также называемый парогенератором. Тепловая энергия воды из сосуда под давлением передается воде, взятой из реки или из градирни через теплообменник, и преобразуется в пар высокого давления, так как мы не можем использовать воду в сосуде под давлением для производства пара, потому что она находится в прямом контакте. контакт с твэлами и является радиоактивным, и ни в коем случае не может покинуть станцию.

6. Турбина

Паровая турбина приводится во вращение паром под высоким давлением, и вал этой турбины дополнительно соединен с генератором.

7. Генератор

Преобразует вращательное движение муфты турбогенератор в электрическую энергию. Эта электрическая энергия затем повышается до высокого напряжения через трансформатор, а затем передается в ближайшую электрическую сеть по линиям электропередач.

8

. Конденсатор

Конденсатор преобразует пар, выходящий из турбины, в воду, чтобы его можно было перекачивать в градирню для повторной циркуляции в теплообменнике. Мы также можем иметь холодную воду из реки и градирни одновременно для контура, если у нас есть река, протекающая рядом с заводом.

9. Градирня

Охлаждает воду, выкачиваемую из конденсатора, используя процесс расширения. Горячая вода распыляется с определенной высоты и охлаждается до холодной воды, готовой для рециркуляции в теплообменник.

Работа атомной электростанции

Все начинается с теплового нейтрона, ударяющего по урановой таблетке и запускающего цепную реакцию с высвобождением 3 новых высокоэнергетических нейтронов в качестве побочных продуктов этой экзотермической реакции. Эти нейтроны поражают еще 3 атома урана, и эта цепная реакция продолжает усиливаться. Тяжелая вода подается в сосуд высокого давления, который поглощает тепло, выделяемое в результате цепной реакции. Эта вода на самом деле не кипит, так как нагревается под высоким давлением. Это не обычная вода, которая подается в сосуд высокого давления; она в 10 раз тяжелее обычной воды. Основная функция этой воды — замедлять нейтроны высокой энергии до уровня тепловых нейтронов или изменять скорость нейтронов, поэтому ее называют замедлителем. При движении нейтрона в тяжелой воде (оксиде дейтерия) он сталкивается с каждой молекулой тяжелой воды, передавая свою энергию замедлителю, и замедляется до оптимальной скорости.

На атомной электростанции цепная реакция, начавшаяся таким образом, контролируется управляющими стержнями, в основном борными или кадмиевыми стержнями. Эти стержни поглощают лишние нейтроны, тем самым останавливая цепную реакцию. Обычно эти стержни вставляются и выводятся из сосуда высокого давления каждые 10 секунд, чтобы контролировать выходную мощность в соответствии с требованиями или нагрузкой на турбину.

Нагретая вода или замедлитель в сосуде под давлением затем перекачивается в теплообменник. Имея в виду, что замедлитель не может выйти из контура, так как он радиоактивный, поэтому вода для теплообмена закачивается из источника воды (реки), и эта вода поглощает тепло замедлителя и превращается в пар высокого давления.

Этот пар под давлением сначала подается в турбину высокого давления, которая преобразует свою энергию давления в механическую энергию, но в этом паре все еще остается достаточно энергии давления, чтобы вращать турбину низкого давления, поэтому эта объединенная механическая энергия от обеих турбин равна используется для вращения якоря генератора, вырабатывающего электричество.

Эта электроэнергия затем повышается до высокого напряжения с помощью повышающего трансформатора и передается в ближайшую энергосистему по линиям электропередач.

Пар, выходящий из турбин, затем конденсируется в конденсаторе. Конденсатор подключен к градирне. Холодная вода из градирни забирает тепло из сконденсировавшейся воды конденсатора. Горячая вода в градирне распыляется в воздухе, охлаждая его, и снова перекачивается обратно в конденсатор.

Для лучшего понимания того, как работает атомная электростанция, посмотрите видео:

Куда идет отработанное ядерное топливо?

Ядерное топливо, однажды использованное на атомной электростанции, удаляется из реактора и хранится в бассейне с водой примерно 7-10 лет. Назначение бассейна с водой — охлаждение ядерного топлива и защита от радиации.

Все бассейны, которые используются для хранения радиоактивных материалов, построены в отдельном здании и сделаны настолько прочными, что могут выдержать даже землетрясения.

Читайте также:

• Преимущества и недостатки приливной энергии
• Конструкция паровой электростанции, работа, преимущества и недостатки со схемой
• Как работает угольная электростанция? — Вы знаете?

Безопасность

• В реакторе атомной электростанции установлено множество датчиков, таких как датчики температуры, давления и уровня мощности. Реактор автоматически выключится, если показания датчиков достигнут некоторого критического значения.
• Если в здании реактора есть утечка давления, то ее устраняют путем распыления воды, что снижает давление, создаваемое паром в реакторе.
• Либо в многореакторном здании имеется отдельный вакуумный бак, в который сбрасывается давление в случае протечки; у него также есть система распыления воды для дальнейшего снижения давления.
• Всегда имеется резервное питание для оборудования системы охлаждения, чтобы избежать аварии в случае полного отключения электроэнергии. Отключение электроэнергии стало причиной аварии на Фукусиме в Японии из-за цунами.

Преимущества ядерной энергетики

• При производстве электроэнергии в результате ядерной реакции на атомной электростанции не происходит загрязнения окружающей среды.
• Эксплуатационные расходы реактора довольно низкие, а срок службы реактора составляет около 50-60 лет, прежде чем он выйдет из строя
• Надежность и постоянство в течение длительного периода времени — главный фактор, который делает его исключительным источником мощности, так как она не зависит от погодных условий.
• Уран доступен в больших количествах, и его хватит дольше, чем ископаемого топлива.
• Если какая-либо страна построит атомную электростанцию, ей не придется беспокоиться о колебаниях цен на ископаемое топливо и мировых экологических нормах и правилах.

Недостатки атомной энергетики

• Самой большой проблемой атомной электростанции является хранение отработавшего топлива, так как оно покрыло бы участок земли на большое количество лет.
•  Вы должны следить за заводом по хранению отходов, чтобы он был безопасным, и следить за тем, чтобы радиация была ниже предела.
• Всегда есть вероятность ядерной аварии, как в Фукусиме, Япония, из-за цунами. Плохие последствия радиации остаются надолго, на протяжении поколений.
• В этой энергии столько силы, что если она попадет не в те руки, она может уничтожить человеческий род с лица земли.

Хорошо сказано,

 Сначала человек расщепил атом, теперь атом расщепляет человека.

Принцип работы атомной электростанции

Привет, друзья, в этой статье я обсуждаю принцип работы атомной электростанции и надеюсь, что она будет для вас информативной.

Распад ядер тяжелых атомов (U ²³⁵ или Th ²³² ) на две почти равные части с выделением огромного количества энергии называется ядерным делением. Выделение огромного количества энергии при делении происходит из-за дефекта массы, т. е. масса конечного продукта оказывается меньше исходного продукта.

Этот дефект массы преобразуется в тепловую энергию согласно соотношению Эйнштейна , E = mc ² .

Деление ядер происходит путем бомбардировки ядер урана медленными нейтронами. Он расщепляет ядра урана с выделением огромного количества энергии и испусканием нейтронов (называемых нейтронами деления).

Эти нейтроны деления вызывают дальнейшее деление. Если этот процесс продолжится, то за очень короткое время высвободится огромное количество энергии, что может вызвать взрыв. Это известно как взрывная цепная реакция.

Но в реакторе допускается управляемая цепная реакция. Это делается путем систематического удаления нейтронов деления из реактора. Чем больше количество удаленных нейтронов деления, тем меньше интенсивность (то есть скорость деления) выделяемой энергии.

Атомные электростанции состоят из ядерного реактора вместо печи, в которой тепло вырабатывается за счет расщепления атомов радиоактивного материала в контролируемых условиях.

Полученная таким образом тепловая энергия используется для производства пара при высокой температуре и давлении. Этот пар приводит в действие паровую турбину, которая преобразует энергию пара в механическую энергию.

Турбина вращает генератор переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую. Это основной «принцип работы атомной электростанции».

Самая удивительная особенность атомной электростанции заключается в том, что из небольшого количества ядерного топлива можно получить огромное количество электроэнергии.

Элементы атомной электростанции

• Ядерный реактор,
• Охлаждающая жидкость и насос охлаждающей жидкости,
• Теплообменник,
• Паровая турбина, конденсатор, генератор.

Ядерный реактор : Это аппарат, в котором осуществляется управляемая цепная реакция ядерного деления для практического использования высвобождаемой энергии. Он выполнен в виде цилиндра или сферы толщиной от 10 до 15 см из стального листа и содержит тепловыделяющие элементы, устройства нейтронного контроля и теплоноситель.

Один из типов ядерного реактора показан на рисунке. Он состоит из большого количества урановых стержней, размещенных в расчетной геометрической решетке между слоями блоков чистого графита (замедлителя). Стержни покрыты плотно прилегающими алюминиевыми цилиндрами для предотвращения окисления урана.

Стержни управления вставлены в решетку таким образом, что при необходимости их можно поднимать или опускать между урановыми стержнями. Бетонный экран окружает весь реактор. Современный реактор состоит из следующих основных частей:

Топливо : Делящийся материал, известный как топливо, играет жизненно важную роль в работе реактора. В качестве топлива используется уран, обогащенный изотопом U ²³⁵ Pu ²³⁹ .

Замедлители : Это вещества, которые при введении в массу радиоактивного топлива способны замедлять нейтроны. Медленные нейтроны более эффективно вызывают деление природного урана, чем быстрые нейтроны. В качестве замедлителя обычно используют тяжелую воду, легкую воду, бериллий и графит.

Стержни управления : Стержни управления сделаны из кадмия и вставлены в реактор. Кадмий является сильным поглотителем нейтронов и, таким образом, регулирует поступление нейтронов для деления. Интенсивность цепной реакции и, следовательно, выделение тепла можно контролировать с помощью регулирующих стержней.

Хладагент : Это среда, через которую тепло, вырабатываемое в реакторе, передается в теплообменник для производства пара.

• Газовые охлаждающие жидкости — воздух, гелий и CO ₂ ,
• Жидкие охлаждающие жидкости – легкая и тяжелая вода,
• Металлические охлаждающие жидкости – расплавленный натрий и литий.

Щит : Реактор испускает различные типы интенсивных лучей, которые могут нанести вред людям, работающим рядом с реактором. Вокруг реактора возводятся толстые бетонные стены, чтобы защитить их от этого излучения.

Предохранительные устройства : В случае аварии или любой другой чрезвычайной ситуации в реактор автоматически входит специальный набор регулирующих стержней, известных как «запорные стержни». Они немедленно поглощают нейтроны, так что цепная реакция полностью прекращается.

1 . Фактическая работа реактора начинается с вытягивания управляющих стержней, чтобы они не поглощали много электронов. Затем блуждающие электроны, всегда присутствующие в реакторе, начинают расщеплять ядра U ²³⁵ . При каждом делении образуются два или три быстрых электрона. Затем эти нейтроны также начинают делиться ядрами U ²³⁵ .

Так начинается цепная реакция деления. Увеличение количества нейтронов контролируется введением кадмиевых стержней в реактор. Эти стержни поглощают часть нейтронов. Таким образом, производимая энергия находится под контролем, чтобы избежать взрыва.

2 . Хладагент, скажем, газ CO ₂ , прокачивается через реактор для отвода тепла, выделяемого при делении ядер урана. Горячий CO ₂ проходит через теплообменник и превращает холодную воду в пар.

Теплоноситель непрерывно циркулирует по замкнутому контуру, связанному с реактором и теплообменником, с помощью циркуляционного насоса. Этот циркулирующий теплоноситель переносит тепло, вырабатываемое в реакторе, к теплообменнику.

3 . В теплообменнике циркулирующий теплоноситель отдает свое тепло воде, циркулирующей в другом замкнутом контуре, и преобразует ее в пар. Теперь этот пар подается на паровую турбину, где он приводит в действие генератор переменного тока и вырабатывает электроэнергию.

4 . Отработанный пар из паровой турбины конденсируется и превращается в воду, а затем снова подается в теплообменник. Этот цикл повторяется снова и снова, пока установка не заработает.

Преимущества АЭС

• Снижает спрос на истощающиеся ресурсы энергии (уголь, нефть и газ).
• Также снижается проблема транспортировки топлива.
  
  Атомная электростанция принцип работы: Как работает атомная станция? — Атомэнергомаш