Аэс атомная: Атомная электростанция (АЭС) — Что такое Атомная электростанция (АЭС)?

Атомная электростанция (АЭС) — Что такое Атомная электростанция (АЭС)?

AИ-95

0

AИ-98

0

23 апреля 2018 в 14:54

120896

Энергетический кризис, начавшийся в 2021 г. резко изменил отношение к атомной отрасли промышленности

Атомная электростанция (АЭС) — ядерная установка, использующая для производства электрической (и в некоторых случаях тепловой) энергии ядерный реактор (реакторы) и содержащая комплекс необходимых сооружений и оборудования.

• энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передается теплоносителю 1^го контура;
• теплоноситель поступает в теплообменник (парогенератор), где нагревает до кипения воду 2^го контура;
• полученный при этом пар поступает в турбины, вращающие электрогенераторы;
• на выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища.

Компенсатор давления представляет собой довольно сложную и громоздкую конструкцию, которая служит для выравнивания колебаний давления в контуре во время работы реактора, возникающих за счет теплового расширения теплоносителя. 

Давление в 1^м контуре может доходить до 160 атмосфер (ВВЭР-1000).

Помимо воды в различных реакторах в качестве теплоносителя и охладителя могут применяться также расплавы металлов: натрий, свинец, эвтектический сплав свинца с висмутом и др. 

Использование жидкометаллических теплоносителей позволяет упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора (в отличие от водяного контура, давление в жидкометаллическом контуре не превышает атмосферного), избавиться от компенсатора давления.

Общее количество контуров может меняться для различных реакторов:

• 
  реакторы типа РБМК (Реактор большой мощности канального типа) использует 1 водяной контур, 
• реакторы на быстрых нейтронах — 2 натриевых и 1 водяной контуры, 
• перспективные проекты реакторных установок СВБР-100 и БРЕСТ предполагают двухконтурную схему, с тяжелым теплоносителем в 1^м контуре и водой во 2^м.

В случае невозможности использования большого количества воды для конденсации пара вместо использования водохранилища вода может охлаждаться в специальных охладительных башнях (градирнях), которые благодаря своим размерам обычно являются самой заметной частью АЭС.

Режим холодной остановки энергоблока АЭС:

• полная остановка работы реактора с его отключением от сети;
• реактор не тратит ресурсов и не вырабатывает энергию;
• обычно используется в следующих случаях:
• для производства ТО и ППР,
• при переизбытке энергии в энергосистеме,
• при загрузке новых топливных стержней (ТВС),
• в нештатных ситуациях, таких как спецоперация РФ на Украине.

Атомные электростанции использует 31 страна.

Подавляющее большинство АЭС находится в странах Европы, Северной Америки, Дальневосточной Азии и на территории бывшего СССР, в то время как в Африке их почти нет, а в Австралии и Океании их нет вообще.

В мире действует 411 энергетических ядерных реакторов общей мощностью 353,4 ГВт. 

Еще 41 реактор не производил электричества от 1,5 до 20 лет, причем 40 из них находятся в Японии.

Согласно докладу о состоянии индустрии ядерной энергетики, на 2016 г. в отрасли наблюдался спад. 

Пик производства ядерной энергии был зафиксирован в 2006 г. (2660 ТВт*ч). 

Доля ядерной энергетики в глобальном производстве электричества снизилась с 17,6 % в 1996 г. до 10,7 % в 2015 г.

158 реакторов были окончательно остановлены. 

Средний возраст закрытого реактора составляет 25 лет. 

Кроме того, строительство 6 реакторов формально продолжается более 15 лет.

Энергетический кризис, начавшийся в 2021 г. резко изменил отношение к атомной отрасли промышленности:

• Бельгия отложила отказ от атомной энергетики на 10 лет;
• Франция тоже решила повременить с отказом от АЭС;
• Япония перезапускает энергоблоки АЭС.

За последние 10 лет в мире в эксплуатацию было введено 47 энергоблоков, почти все из них находятся либо в Азии (26 — в Китае), либо в Восточной Европе.
²/₃ строящихся на данный момент реакторов приходятся на Китай, Индию и Россию.

КНР осуществляет самую масштабную программу строительства новых АЭС, еще около 1,5 десятка стран мира строят АЭС или развивают проекты их строительства.

Прослеживается тенденция к старению ядерных реакторов. 

Средний возраст действующих реакторов составляет 29 лет. 

Самый старый действующий реактор находится в Швейцарии, он работает в течение 47 лет.

В настоящее время разрабатываются международные проекты ядерных реакторов нового поколения, например ГТ-МГР, которые обещают повысить безопасность и увеличить КПД АЭС.

В 2007 г. Россия приступила к строительству 1^й в мире плавучей АЭС, позволяющей решить проблему нехватки энергии в отдаленных прибрежных районах страны.  

Плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) «Академик Ломоносов» с 2019 г. работает в самом северном городе России (Певек, Чукотка).

#Атомная электростанция
#АЭС
#холодный резерв
#ТВС
#плавучая

Последние новости

Новости СМИ2

Произвольные записи из технической библиотеки

Используя данный сайт, вы даете согласие на использование файлов cookie, помогающих нам сделать его удобнее для вас. Подробнее.

Пуск первой в мире атомной электростанции

27 июня 1954 г. в посёлке Обнинское Калужской области в Физико-энергетическом институте имени А. И. Лейпунского (Лаборатория «В») был осуществлён пуск первой в мире атомной электростанции, оснащённой одним уран-графитовым канальным реактором с водяным теплоносителем АМ-1 («атом мирный») мощностью 5 МВт. С этой даты начался отсчёт истории атомной энергетики.

В годы Второй мировой войны в Советском Союзе начала проводиться работа по созданию ядерного оружия, которую возглавил учёный-физик, академик И.  В. Курчатов. В 1943 г. Курчатов создал в Москве исследовательский центр — Лаборатория № 2 — позже преобразованный в Институт атомной энергии. В 1948 г. был построен плутониевый завод с несколькими промышленными реакторами, а в августе 1949 г. была испытана первая советская атомная бомба. После того, как было организовано и освоено в промышленном масштабе производство обогащённого урана, началось активное обсуждение проблем и направлений создания энергетических ядерных реакторов для транспортного применения и получения электроэнергии и тепла. По поручению Курчатова отечественные физики Е. Л. Фейнберг и Н. А. Доллежаль начали разрабатывать проект реактора для атомной электростанции.

16 мая 1950 г. постановлением Совета Министров СССР было определено строительство трёх опытных реакторов — уран-графитового с водяным охлаждением, уран-графитового с газовым охлаждением и уран-бериллиевого с газовым или жидкометаллическим охлаждением. По первоначальному плану все они поочередно должны были работать на единую паровую турбину и генератор мощностью 5000 кВт.

Строительством атомной электростанции руководила Обнинская физико-энергетическая лаборатория. При строительстве за основу была взята конструкция промышленного реактора, но вместо урановых стержней предусматривались урановые тепловыводящие элементы, так называемые твэлы. Разница между ними заключалась в том, что стержень вода обтекала снаружи, а твэл представлял собой двустенную трубку. Между стенками располагался обогащённый уран, а по внутреннему каналу протекала вода. Научные расчёты показали, что при такой конструкции нагреть её до нужной температуры намного проще. Материал тепловыводящих элементов должен был обладать прочностью, противокоррозийной стойкостью и не должен был менять своих свойств под длительным воздействием радиации. На первой атомной электростанции была тщательно продумана система управления протекающими в реакторе процессами. Для этого были созданы устройства для автоматического и ручного дистанционного управления регулирующими стержнями, для аварийной остановки реактора, приспособлений для замены твэлов.

Помимо выработки энергии, реактор Обнинской атомной электростанции также служил базой для экспериментальных исследований и для выработки изотопов для нужд медицины. Опыт эксплуатации первой, по сути экспериментальной, атомной станции полностью подтвердил инженерно-технические решения, предложенные специалистами атомной отрасли, что позволило приступить к реализации широкомасштабной программы по строительству новых атомных электростанций в Советском Союзе.

В мае 1954 г. был запущен реактор, а в июне того же года Обнинская атомная электростанция дала первый промышленный ток, открыв дорогу использованию атомной энергии в мирных целях. Обнинская АЭС успешно проработала почти 48 лет.

29 апреля 2002 г. в 11 ч. 31 мин. по московскому времени был навсегда заглушен реактор первой в мире атомной электростанции в Обнинске. Как сообщила пресс-служба Министерства Российской Федерации по атомной энергии, станция была остановлена исключительно по экономическим соображениям, поскольку «поддержание её в безопасном состоянии с каждым годом становилось всё дороже».

На базе Обнинской атомной электростанции был создан музей атомной энергетики.

Лит.: Велихов Е. П. От ядерной бомбы к атомной электростанции. Игорь Васильевич Курчатов (1903-1960) // Вестник РАН. 2003. Т. 73. № 1. С. 51-64; Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»: сайт. 2008-2014. URL: http://www.rosatom.ru/; Государственный научный центр Российской Федерации — Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского: сайт. 2004–2011. URL: http://www.ippe.obninsk.ru/; 10 лет Первой в мире атомной электростанции СССР. М., 1964; Первая в мире АЭС — как это начиналось: Сб. ист.-арх. док. / Физико-энергетический институт имени академика А. И. Лейпуновского; [Сост. Н. И. Ермолаев]. Обнинск, 1999.

См. также в Президентской библиотеке:

О реструктуризации атомного энергопромышленного комплекса Российской Федерации: Указ Президента Российской Федерации от 27 апреля 2007 г. № 556. М., 2007.

Атомная электростанция — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Атомные электростанции — тип электростанций, использующих процесс ядерного деления для выработки электроэнергии. Они делают это, используя ядерные реакторы в сочетании с циклом Ренкина, где тепло, вырабатываемое реактором, преобразует воду в пар, который вращает турбину и генератор. Ядерная энергетика обеспечивает мир примерно 11% от общего объема электроэнергии, при этом крупнейшими производителями являются США и Франция. ^[1]

Рис. 1. Атомная электростанция Дарлингтон в Онтарио вырабатывает энергию от четырех реакторов мощностью 878 МВт CANDU. ^[2]

Если не считать источника тепла, атомные электростанции очень похожи на угольные электростанции. Однако для них требуются другие меры безопасности, поскольку свойства ядерного топлива сильно отличаются от свойств угля или других ископаемых видов топлива. Они получают свою тепловую энергию от расщепления ядер атомов в активной зоне реактора, а уран сегодня является основным топливом в мире. Торий также потенциально может использоваться в производстве ядерной энергии, однако в настоящее время он не используется. Ниже приведена основная работа электростанции с кипящей водой, которая показывает многие компоненты электростанции, а также выработку электроэнергии.

Рис. 2. Ядерный реактор с кипящей водой в сочетании с циклом Ренкина составляет основу атомной электростанции. ^[3]

Компоненты и работа

Ядерный реактор

Основная статья

Реактор является ключевым компонентом электростанции, так как он содержит топливо и цепную ядерную реакцию, а также все продукты ядерных отходов. Реактор является источником тепла для электростанции, точно так же, как котел для угольной электростанции. Уран является доминирующим ядерным топливом, используемым в ядерных реакторах, и реакции его деления — это то, что выделяет тепло внутри реактора. Затем это тепло передается теплоносителю реактора, который обеспечивает теплом другие части атомной электростанции.

Помимо использования в производстве электроэнергии, существуют и другие типы ядерных реакторов, которые используются для производства плутония, приведения в движение кораблей, самолетов и спутников, а также в исследовательских и медицинских целях. ^[4] Электростанция включает в себя не только реактор, но и градирни, турбины, генераторы и различные системы безопасности. Реактор — это то, что отличает его от других внешних тепловых двигателей.

Генерация пара

Производство пара распространено на всех атомных электростанциях, но способы его осуществления сильно различаются.

Рисунок 3. Паровая турбина электростанции. ^[5]

Наиболее распространенные электростанции в мире используют реакторы с водой под давлением, которые используют два контура циркулирующей воды для производства пара. ^[6] Первый контур подает очень горячую жидкую воду к теплообменнику, где циркулирует вода с более низким давлением. Затем он нагревается и выкипает до пара, после чего его можно направить в секцию турбины.

Реакторы с кипящей водой, второй по распространенности реактор в электроэнергетике, нагревают воду в активной зоне непосредственно до пара, как показано на рис. 2. ^[6]

Турбина и генератор

Рис. 4. Две градирни атомной электростанции. ^[7]

После того, как пар произведен, он проходит под высоким давлением и скоростью через одну или несколько турбин. Они достигают чрезвычайно высоких скоростей, в результате чего пар теряет энергию и, следовательно, конденсируется обратно в более холодную жидкую воду. Вращение турбин используется для вращения электрогенератора, который производит электричество, которое отправляется в электрическую сеть. ^[8]

Градирни

Возможно, самым знаковым символом атомной электростанции являются градирни, показанные на рис. турбинной секции) к более прохладному наружному воздуху. ^[4] Горячая вода охлаждается при контакте с воздухом, а небольшая часть, около 2%, испаряется и поднимается вверх через верх. Более того, эти растения не выделяют углекислый газ — основной парниковый газ, который способствует изменению климата. Нажмите здесь, чтобы увидеть, как работает градирня.

Многие атомные электростанции просто отводят отработанное тепло в реку, озеро или океан вместо градирен. Многие другие электростанции, такие как угольные электростанции, также имеют градирни или большие водоемы. Это сходство существует потому, что процесс превращения тепла в электричество почти идентичен между атомными электростанциями и электростанциями, работающими на угле.

КПД

КПД атомной электростанции определяется аналогично другим тепловым двигателям, поскольку технически станция представляет собой большую тепловую машину. Количество электроэнергии, произведенной на каждую единицу тепловой энергии, определяет тепловую эффективность установки, и в соответствии со вторым законом термодинамики существует верхний предел эффективности этих установок.

Обычные атомные электростанции достигают эффективности около 33-37%, что сравнимо с электростанциями, работающими на ископаемом топливе. Более высокая температура и более современные конструкции, такие как ядерные реакторы поколения IV, потенциально могут достигать эффективности выше 45%. ^[6]

Дополнительная литература

Пожалуйста, посетите следующие страницы для получения более подробной информации о ядерной науке и ее роли в энергетике.

• Уран
• Ядерный реактор
• Атомная энергетика
• Ядерное деление
• Ядерный топливный цикл
• Ядерные отходы
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. ↑ IEA (2014), «Мировые энергетические балансы», IEA World Energy Statistics and Balances (база данных). DOI: http://dx.doi.org.ezproxy.lib.ucalgary.ca/10.1787/data-00512-en
   (По состоянию на февраль 2015 г.)
2. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Darlington_Nuclear_Generating_Station_panorama2.jpg
3. ↑ NRC. (25 июня 2015 г.). Реактор с кипящей водой [Онлайн], Доступно: http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr.html
4. ↑ ^{4.0 4. 1} Дж. Р. Ламарш и А.Дж. Баратта, «Неядерные компоненты атомных электростанций» в Введение в ядерную технику , 3-е изд., Аппер-Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2001, глава 4, раздел 3, стр. 129-133
5. ↑ wikimedia Commons [онлайн], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/Dampfturbin_Montage01.jpg
6. ↑ ^{6.0 6.1 6.2} Всемирная ядерная ассоциация. (30 июня 2015 г.). Nuclear Power Reactors [Онлайн], доступно: http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Power-Reactors/Nuclear-Power-Reactors/
7. ↑ Майкл Каппель на Flickr [онлайн], доступно: https://www.flickr.com/photos/m-i-k-e/6541544889
8. ↑ Дж. Р. Ламарш и А. Дж. Баратта, «Энергетические реакторы и ядерные системы пароснабжения» в Introduction to Nuclear Engineering , 3-е изд., Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2001, глава 4, раздел 5, стр. 136–185.

Атомные электростанции – Управление энергетической информации США (EIA)

Атомная энергия получается из ядерного деления

Атомные электростанции нагревают воду для производства пара. Пар используется для вращения больших турбин, вырабатывающих электроэнергию. Атомные электростанции используют тепло, выделяющееся при ядерном делении, для нагрева воды.

При делении ядер атомы расщепляются, образуя более мелкие атомы, высвобождая энергию. Деление происходит внутри реактора атомной электростанции. В центре реактора находится активная зона, содержащая урановое топливо.

Урановое топливо формуется в керамические гранулы. Каждая керамическая гранула производит примерно такое же количество энергии, как 150 галлонов нефти. Эти богатые энергией гранулы уложены встык в 12-футовые металлические топливные стержни. Связка топливных стержней, некоторые из которых состоят из сотен стержней, называется тепловыделяющей сборкой. Активная зона реактора содержит множество тепловыделяющих сборок.

Тепло, выделяющееся при делении ядер в активной зоне реактора, используется для кипячения воды в пар, который вращает лопасти паровой турбины. Когда лопасти турбины вращаются, они приводят в действие генераторы, вырабатывающие электричество. Атомные станции охлаждают пар обратно в воду в отдельной конструкции на электростанции, называемой градирней, или используют воду из прудов, рек или океана. Затем охлажденная вода повторно используется для производства пара.

знаете ли вы

?

Ядерные реакторы в Соединенных Штатах могут иметь большие бетонные купола, закрывающие реакторы, которые необходимы для сдерживания аварийных выбросов радиации. Не на всех атомных электростанциях есть градирни. Некоторые атомные электростанции используют для охлаждения воду из озер, рек или океана.

Защитная оболочка ядерного реактора

Источник: Стоковая фотография (защищено авторским правом)

Атомные электростанции производят около 20% электроэнергии в США с 1990

По состоянию на 1 июля 2022 года в эксплуатации находились 92 ядерных реактора на 54 атомных электростанциях в 28 штатах. Тридцать две станции имеют два реактора, а три станции имеют три реактора. С 1990 года атомные электростанции поставляют около 20 % от общего годового объема электроэнергии в США. Узнайте больше об атомной энергетике США.

Соединенные Штаты производят больше ядерной энергии, чем любая другая страна

В 2020 году в 33 странах были коммерческие атомные электростанции, и в 17 странах ядерная энергия обеспечивала не менее 20% их общего годового производства электроэнергии. У Соединенных Штатов были самые большие мощности по производству ядерной электроэнергии, и они произвели больше ядерной электроэнергии, чем любая другая страна. Франция, обладающая второй по величине ядерной мощностью производства электроэнергии и вторым по величине производством ядерной электроэнергии, имела наибольшую долю — около 69% — от общего годового производства электроэнергии на атомной энергетике.

Пять ведущих стран по производству электроэнергии на АЭС, 2020 г.

Страна	Мощность ядерной электроэнергетики (млн. киловатт)	Производство электроэнергии на АЭС (млрд. киловатт-часов)	Доля атомной энергетики в общем производстве электроэнергии в стране
США	96. Аэс атомная: Атомная электростанция (АЭС) — Что такое Атомная электростанция (АЭС)? ← Ректальный ротор: Гомогенизаторы-диспергаторы ротор-статор Юрий владленович зисман: ✅ ИП ЗИСМАН ЮРИЙ ВЛАДЛЕНОВИЧ, 🏙 Ижевск (OГРН 315667100000819, ИНН 890503009915) — 📄 реквизиты, 📞 контакты, ⭐ рейтинг →