Ядерные реакторы

Лекции
Геометрия
Задачи
Решения

В настоящее время в России функционирует 10 атомных электростанций, на которых эксплуатируется 31 энергоблок установленной мощностью 23242 МВт, из них 15 реакторов с водой под давлением - 9 ВВЭР-1000 (водо-водяной энергетический реактор корпусного типа), 6 - ВВЭР-440, 15 канальных кипящих реакторов - 11 РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный) и 4 ЭГП-6 (энергетический графитовый петлевой реактор), 1 реактор на быстрых нейтронах. В России существует большая национальная программа по развитию атомной энергетики, включающей строительство 28 ядерных реакторов в ближайшие год. Россия занимает 4-е место в мире по установленной мощности АЭС.

Основное оборудование АЭС и его характеристики Реакторная установка ВВЭР-1200. Водо-водяной энергетический реактор ВВЭР-1200 предназначен для выработки тепловой энергии в составе реакторной установки и представляет собой вертикальный сосуд высокого давления, внутри которого на опорной конструкции размещается комплекс ТВС, образующий активную зону. Корпус реактора изготовлен из высокопрочной теплостойкой легированной стали. В качестве ядерного топлива используется двуокись урана. Теплоносителем и замедлителем в реакторе является химически обессоленная вода с борной кислотой, концентрация которой изменяется в процессе эксплуатации.

Турбина K-1200-6,85/3000. Турбина электрической мощностью не менее 1160 МВт с числом оборотов 3000 об/с, предназначена для непосредственного привода генератора переменного тока ТЗВ-1200-2УЗ, монтируемого на общем фундаменте с турбиной. Турбина устанавливается в моноблоке с реактором ВВЭР-1200

Реактор ледокола

Составление расчетной принципиальной тепловой схемы блока Тепловая схема объединяет технологические системы второго контура АЭС с реакторной установкой ВВЭР-1200. Различают принципиальную и развернутую (полную) тепловые схемы станции. Принципиальная тепловая схема включает в себя только основные установки - реакторную, парогенераторную, паротурбинную, конденсационную и деаэрационно-питательную. На эту схему наносят основные трубопроводы, соединяющие эти установки в единую технологическую схему. На линиях стрелками указывают направления потоков пара и конденсата.

Построение рабочего процесса расширения пара в турбине

Определение параметров пара и воды в элементах системы

Пароперегреватель (первая и вторая ступени)

Определение расхода пара на турбопривод ПН

Выбор вспомогательного оборудования АЭС Регенеративные подогреватели. В схеме предусмотрено четыре ступени регенерации низкого давления. Горизонтальные подогреватели поверхностного типа ПНД-1, уста­навливаются в верхней части каждого корпуса конденсатора и работают параллельно по пару и основному конденсату и без отключения по пару и конденсату. Вертикальный цельносварной подогреватель ПНД-2 - смешивающе­го типа с деаэрирующим устройством, не отключаемый по пару. Вертикальные подогреватели поверхностного типа ПНД-3 и ПНД-4 - выносные, однокорпусные, с П-образными трубками имеют отключение по водяной стороне и по пару.

Деаэратор термический повышенного давления производительностью 6300 т/ч. Деаэратор предназначен для удаления коррозионно-агрессивных газов из питательной воды, подогрева питательной воды в номинальном, пусковых и переходных режимах работы энергоблока, а также для создания запаса питательной воды, обеспечивающего питание парогенераторов в переходных ре­жимах и устойчивую работу питательных насосов.

Компоновка оборудования в главном здании АЭС Здание реактора определяет расположение всех зданий и сооружений АЭС. В состав здания реактора входят: внутренняя защитная герметичная оболочка (11) и помещения внутри защитной герметичной оболочки; наружная защитная оболочка (12), помещения межоболочечного пространства, помещения оборудования и грубо проводов системы пассивного отвода тепла от защитной оболочки (6) (СПОТ ЗО) и системы пассивного отвода тепла через парогенераторы (9) (СПОТ ПГ).

ЯДЕРНЫЕ  РЕАКТОРЫ За исключением небольшого числа опытных реакторов, все установленные в настоящее время в мире ядерные реакторы основаны на использовании тепла, освобождаемого в результате цепной реакции деления изотопа урана 235U. Чаще всего эта реакция происходит следующим образом.

Кроме водо-водяных и кипящих реакторов на атомных электростанциях различных стран мира применяются или разрабатываются и другие типы реакторов.

ТОПЛИВНЫЕ  ЭЛЕМЕНТЫ Топливным элементом называется гальванический элемент, преобразующий химическую энергию реагирующих между собой веществ в электрическую энергию, но отличающийся от первичного гальванического элемента тем, что реагенты вводятся в него постоянно, по мере расходования.

Радиоактивность – отнюдь не новое явление; новизна состоит лишь в том, как люди пытались ее использовать. И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли.

ДОЗЫ РАДИАЦИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ

Естественные источники радиации Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним.

Земная радиация Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, - это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232-долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.

Внутреннее облучение В среднем примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом.

Среди других промышленных отходов с высокой радиоактивностью, применявшихся в строительстве, следует назвать кирпич из красной глины-отхода производства алюминия, доменный шлак-отход черной металлургии и зольную пыль, образующуюся при сжигании угля.

Другие источники радиации Уголь, подобно большинству других природных материалов, содержит ничтожные количества первичных радионуклидов. Последние, извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают в окружающую среду, где могут служить источником облучения людей.

Источники, созданные человеком За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов и поиска полезных ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом.

Ядерные взрывы За последние 40 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядерных взрывов. Речь идет не о тех радиоактивных осадках, которые выпали после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, а об осадках, связанных с испытанием ядерного оружия в атмосфере.

Атомная энергетика Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные электростанции, хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики.

Профессиональное облучение Самые большие дозы облучения, источником которого являются объекты атомной промышленности, получают люди, которые на них работают. Профессиональные дозы почти повсеместно являются самыми большими из всех видов доз.

Действие радиации на человека Радиация по самой своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения могут «запустить» не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к раку или к генетическим повреждениям

Острое поражение В своем последнем докладе НКДАР ООН впервые за 20 лет опубликовал подробный обзор сведений, относящихся к острому поражению организма человека, которое происходит при больших дозах облучения. Вообще говоря, радиация оказывает подобное действие, лишь начиная с некоторой минимальной, или «пороговой», дозы облучения.

Рак - наиболее серьезное из всех последствий облучения человека при малых дозах, по крайней мере непосредственно для тех людей, которые подверглись облучению. В.самом деле, обширные обследования, охватившие около 100 000 человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, показали, что пока рак является единственной причиной повышенной смертности в этой группе населения.

Генетические последствия облучения Изучение генетических последствий облучения связано с еще большими трудностями, чем в случае рака. Во-первых, очень мало известно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении; во-вторых, полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений; и, в-третьих, как и в случае рака, эти дефекты невозможно отличить от тех, которые возникли совсем по другим причинам.

Понятие приемлемого риска Эта глава в отличие от четырех предыдущих не основывается на материалах докладов НКДАР ООН, поскольку обращается к теме, которая никогда не рассматривалась в этих докладах

Математика