Виробіток електроенергії на АЕС

Реактори ВВЕР-1000, що експлуатуються на обох енергоблоках Хмельницької АЕС – це водо-водяні енергетичні реактори електричною потужністю 1000 мегават кожний. Реактори називаються водо-водяні тому, що вода в них є сповільнювачем нейтронів і служить теплоносієм першого контуру.

Як показує досвід, реактори такого типу надійні в експлуатації і широко використовуються у світі. Крім України вони експлуатуються в Росії, Болгарії, Словаччині, Чехії, Китаї, будуються ще в ряді країн.

В якості ядерного палива для ВВЕР-1000 використовується діоксид урану, спресований в керамічні таблетки діаметром сім з половиною і висотою одинадцять міліметрів. Такими таблетками заповнюють герметичні цирконієві тепловиділяючі елементи. 312 ТВЕЛів збираються в касету, яку називають тепловиділяючою збіркою.

Важливим елементом реакторної установки є корпус реактора. Його виготовляють із спеціальної сталі стійкої до нейтронного опромінення, а зсередини вкривають восьмиміліметровим наплавленням з нержавіючої сталі.

В корпус реактора встановлюється спеціальна шахта. Вона виконує роль несучої конструкції для всіх внутрішньореакторних пристроїв і служить для організації потоку теплоносія через активну зону реактора. Нижнє еліптичне днище шахти має отвори для входу теплоносія та спеціальні опори для тепловиділяючих збірок. Через отвори в верхній частині шахти вода першого контуру виходить з активної зони реактора.

Наступним елементом конструкції реактора є вигородка. Її основне призначення – формування активної зони реактора, що набирається із 163-ох тепловиділяючих збірок. Такої кількості ядерного палива достатньо, щоб підтримувати ланцюгову реакцію ділення і виробляти електроенергію протягом 300 діб. Після вказаного терміну енергоблок зупиняють для часткового перевантаження палива і проведення планово-попереджувального ремонту. Під час ППР частина тепловиділяючих збірок з найбільшою глибиною вигоряння урану вивантажується із реактора в басейн витримки і замінюється на свіжі касети. Відпрацьоване ядерне паливо після трирічної витримки у басейні відправляють на спеціальні заводи для подальшої переробки. При цьому радіоактивні речовини в навколишнє середовище не потрапляють.

Для фіксації головок тепловиділяючих збірок і утримання їх від спливання під дією вертикального потоку води 1 контуру служить блок захисних труб. Ще одним призначенням цієї конструкції є захист регулюючих стержнів і датчиків внутрішньореакторного контролю від дії потоку теплоносія.

Корпус реактора з допомогою шпилькового з’єднання герметизується зверху кришкою, що має набір отворів для проходу датчиків внутрішньореакторного контролю та регулюючих стержнів системи керування і захисту. На кришку реактора встановлюється металоконструкція верхнього блоку з приводами регулюючих стержнів СУЗ.

В основу роботи реактора покладено принцип ланцюгової ядерної реакції ділення, що відбувається в самому серці енергоблока – активній зоні реактора. При попаданні нейтрона в ядро атома урану воно ділиться на дві частини, так звані уламки ділення, з одночасним виділенням декількох нейтронів. Ці вторинні нейтрони у свою чергу, можуть викликати ділення наступних ядер. Уламки поділу, що утворюються при діленні ядра, володіють великою кінетичною енергією. Їх гальмування в паливі супроводжується виділенням великої кількості тепла.

Для того, щоб ланцюгова ядерна реакція ділення була керованою, потік нейтронів необхідно підтримувати на відповідному рівні. З цією метою в активну зону реактора вводять регулюючі стержні з матеріалу, що поглинає надлишок нейтронів.

Технологічна схема енергоблоків ВВЕР-1000 має два замкнуті контури. Вода першого контуру подається головними циркуляційними насосами в нижні вхідні патрубки реактора, опускається по кільцевому проміжку між корпусом та шахтою реактора і через отвори в еліптичному днищі шахти потрапляє до активної зони. Ця вода забирає з тепловиділяючих збірок тепло, що виділяється під час ланцюгової ядерної реакції ділення. Далі теплоносій, температура якого сягає трьохсот градусів, подається в парогенератори, а звідти – знову в реактор.

В парогенераторах перший контур віддає тепло воді другого контуру, перетворюючи її в суху насичену пару. Пара збирається в колектори і подається в машинний зал енергоблока, де приводить в дію турбіну. Охолоджена пара конденсується, перетворюється на воду і насосами знову відправляється в парогенератор. Для конденсації відпрацьованої пари другого контуру використовується вода ставка-охолоджувача. Ця вода подається блочними насосними станціями на конденсатори турбін і після їх охолодження знову повертається в водосховище.

Турбіна обертає генератор, що виробляє електроенергію, яка з відкритих розподільчих пристроїв 750 і 330 кіловольт Хмельницької АЕС надходить в об’єднану енергосистему України.

Конструкція енергоблоків, що працюють на Хмельницькій АЕС передбачає 4 захисні бар’єри від радіаційного впливу на навколишнє середовище:

· Перший – це паливна матриця – спресований в керамічну таблетку діоксид урану, який затримує вихід радіоактивних уламків ділення;

· Другий – це герметична цирконієва оболонка тепловиділяючого елементу, яка перешкоджає виходу радіоактивних продуктів в теплоносій 1 контуру;

· Третім захисним бар’єром є конструкція технологічного обладнання і трубопроводів 1 контуру, що запобігає виходу радіоактивних речовин в навколишнє середовище.

· Четвертий бар’єр – це захисна оболонка із залізобетону підвищеної міцності, товщиною 1 метр 20 сантиметрів. Основне її призначення – локалізація радіоактивних речовин у разі виникнення аварії. Міцність захисної оболонки посилена системою стальних канатів та розрахована на максимально можливий тиск зсередини і здатна витримати удар від падіння літака.

Обидва енергоблоки Хмельницької АЕС за технічними параметрами і рівнем безпеки відповідають сучасним міжнародним вимогам. Управління технологічним процесом на атомній електростанції повністю автоматизоване. Контроль за дотриманням необхідних параметрів роботи енергоблоків проводиться з блочного щита керування, де позмінно цілодобово чергує 5 чоловік старшого оперативного персоналу.

Дата добавления: 2015-08-21