NPP van een nieuwe generatie. Nieuwe kerncentrale in Rusland

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

In de afgelopen kwart eeuw zijn verschillende generaties niet alleen in onze samenleving veranderd. Tegenwoordig worden kerncentrales van een nieuwe generatie gebouwd. De nieuwste Russische krachtbronnen zijn nu alleen uitgerust met generatie 3+ drukwaterreactoren. Reactoren van dit type kunnen zonder overdrijving de veiligste worden genoemd. Gedurende de gehele looptijd van de VVER-reactoren (drukgekoelde vermogensreactor) heeft zich geen enkel ernstig ongeval voorgedaan. Kerncentrales van een nieuw type over de hele wereld hebben in totaal al meer dan 1000 jaar een stabiele en probleemloze werking.

Ontwerp en werking van de nieuwste reactor 3+

Uraniumbrandstof in de reactor is ingesloten in zirkoniumbuizen, de zogenaamde splijtstofelementen of splijtstofstaven. Ze vormen de reactieve zone van de reactor zelf. Wanneer de absorptiestaven uit deze zone worden verwijderd, neemt de flux van neutronendeeltjes in de reactor toe, en dan begint een zichzelf onderhoudende kettingsplijtingsreactie. Bij deze verbinding van uranium komt veel energie vrij, die de splijtstofelementen opwarmt. Kerncentrales uitgerust met VVER werken volgens een tweekringsschema. Eerst passeert zuiver water de reactor, die al gezuiverd was van verschillende onzuiverheden. Vervolgens gaat het rechtstreeks door de kern, waar het afkoelt en de splijtstofstaven wast. Dit water wordt verwarmdde temperatuur bereikt 320 graden Celsius, om in vloeibare toestand te blijven, moet het onder een druk van 160 atmosfeer worden gehouden! Vervolgens gaat heet water naar de stoomgenerator en geeft het warmte af. En de secundaire vloeistof komt dan weer in de reactor.

Onderstaande acties zijn conform de WKK die we gewend zijn. Het water in het secundaire circuit verandert van nature in stoom in de stoomgenerator, de gasvormige toestand van het water laat de turbine draaien. Dit mechanisme zorgt ervoor dat een elektrische generator in beweging komt, die een elektrische stroom produceert. De reactor zelf en de stoomgenerator bevinden zich in een afgesloten betonnen omhulsel. In de stoomgenerator heeft het water uit het primaire circuit dat de reactor verlaat op geen enkele manier interactie met de vloeistof uit het secundaire circuit die naar de turbine gaat. Dit werkingsschema van de reactor- en stoomgeneratoropstelling sluit het binnendringen van stralingsafval buiten de reactorhal van het station uit.

Over geld besparen

Een nieuwe kerncentrale in Rusland vereist 40% van de totale kosten van de centrale zelf voor de kosten van veiligheidssystemen. Het grootste deel van het geld is bestemd voor de automatisering en het ontwerp van de aandrijfeenheid, evenals voor de uitrusting van beveiligingssystemen.

De basis voor het waarborgen van de veiligheid in kerncentrales van de nieuwe generatie is het principe van verdediging in de diepte, gebaseerd op het gebruik van een systeem van vier fysieke barrières die het vrijkomen van radioactieve stoffen voorkomen.

Eerste barrière

Het wordt gepresenteerd in de vorm van de sterkte van de uraniumbrandstofpellets zelf. Na het zogenaamde ovensinterprocesbij een temperatuur van 1200 graden krijgen de tabletten dynamische eigenschappen met een hoge sterkte. Ze breken niet af onder invloed van hoge temperaturen. Ze worden in zirkoniumbuizen geplaatst die de schil van de splijtstofelementen vormen. Meer dan 200 pellets worden automatisch in zo'n brandstofelement geïnjecteerd. Wanneer ze de zirkoniumbuis volledig vullen, introduceert de automatische robot een veer die ze tot falen drukt. Vervolgens pompt de machine de lucht eruit en sluit deze vervolgens volledig af.

Tweede barrière

Vertegenwoordigt de dichtheid van de splijtstofelementen van de zirkoniumbekleding. De TVEL-bekleding is gemaakt van zirkonium van nucleaire kwaliteit. Het heeft een verhoogde corrosieweerstand, kan zijn vorm behouden bij temperaturen van meer dan 1000 graden. De kwaliteitscontrole van de productie van nucleaire brandstof wordt uitgevoerd in alle stadia van de productie. Als resultaat van meertraps kwaliteitscontroles is de mogelijkheid van drukverlaging van splijtstofelementen extreem laag.

Derde barrière

Het is gemaakt in de vorm van een duurzaam stalen reactorvat met een dikte van 20 cm en is ontworpen voor een werkdruk van 160 atmosfeer. Het reactordrukvat voorkomt het vrijkomen van splijtingsproducten onder de insluiting.

De vierde barrière

Dit is een afgesloten insluiting van de reactorhal zelf, die een andere naam heeft: insluiting. Het bestaat uit slechts twee delen: de binnenste en buitenste schil. De buitenschaal biedt bescherming tegen alle invloeden van buitenaf, zowel natuurlijke als kunstmatige. Diktebuitenschil - 80 cm hogesterktebeton.

De binnenschil met een betonnen wanddikte is 1 meter 20 cm en is bedekt met een massieve 8 mm staalplaat. Bovendien wordt de dekvloer versterkt door speciale kabelsystemen die in de schaal zelf zijn gespannen. Met andere woorden, het is een cocon van staal die beton strakker maakt en drie keer sterker wordt.

De nuances van de beschermende coating

De binnenste omhulling van een kerncentrale van de nieuwe generatie is bestand tegen een druk van 7 kilogram per vierkante centimeter, evenals hoge temperaturen tot 200 graden Celsius.

Er is een ruimte tussen de schil tussen de binnenste en buitenste schil. Het heeft een systeem voor het filteren van gassen die vanuit het reactorcompartiment binnenkomen. De krachtigste schaal van gewapend beton behoudt zijn dichtheid tijdens een aardbeving van 8 punten. Bestand tegen de val van een vliegtuig, waarvan het gewicht wordt berekend tot 200 ton, en is ook bestand tegen extreme externe invloeden, zoals tornado's en orkanen, met een maximale windsnelheid van 56 meter per seconde, waarvan de waarschijnlijkheid is eens in de 10.000 jaar mogelijk. Bovendien beschermt zo'n schaal tegen een luchtschokgolf met een frontdruk tot 30 kPa.

Kenmerk van Generatie 3 NPP+

Een systeem van vier fysieke barrières voor verdediging in de diepte voorkomt in geval van nood radioactieve lozingen buiten de krachtbron. Alle VVER-reactoren hebben passieve en actieve veiligheidssystemen, waarvan de combinatie de oplossing van drie hoofdtaken garandeert,noodgevallen:

• stoppen en stoppen van kernreacties;
• zorgen voor een constante warmteafvoer van nucleaire brandstof en de krachtbron zelf;
• preventie van vrijkomen van radionucliden buiten de insluiting in geval van nood.

VVER-1200 in Rusland en wereldwijd

Japan's nieuwe generatie kerncentrales zijn veilig geworden na het ongeval in de Fukushima-1 kerncentrale. De Japanners besloten toen om geen energie meer te ontvangen met behulp van een vreedzaam atoom. De nieuwe regering keerde echter terug naar kernenergie, omdat de economie van het land zware verliezen leed. Huishoudelijke ingenieurs met kernfysici begonnen een veilige kerncentrale van een nieuwe generatie te ontwikkelen. In 2006 hoorde de wereld over de nieuwe superkrachtige en veilige ontwikkeling van binnenlandse wetenschappers.

In mei 2016 werd een grandioos bouwproject voltooid in het gebied van de zwarte aarde en werd het testen van de 6e krachtbron bij de Novovoronezj kerncentrale met succes voltooid. Het nieuwe systeem werkt stabiel en efficiënt! Voor het eerst ontwierpen ingenieurs tijdens de bouw van het station slechts één en 's werelds hoogste koeltoren voor koelwater. Terwijl voorheen twee koeltorens werden gebouwd voor één power unit. Dankzij dergelijke ontwikkelingen was het mogelijk om financiële middelen te besparen en technologie te behouden. Nog een jaar lang vinden er verschillende werken plaats aan het station. Dit is nodig om de resterende apparatuur geleidelijk in gebruik te nemen, aangezien het onmogelijk is om alles tegelijk te starten. Vooruitlopend op de Novovoronezh NPP is de bouw van de 7e krachtbron, deze zal nog twee jaar duren. DaarnaVoronezh zal de enige regio zijn die een dergelijk grootschalig project heeft uitgevoerd. Elk jaar wordt Voronezh bezocht door verschillende delegaties die de werking van de kerncentrale bestuderen. Een dergelijke binnenlandse ontwikkeling heeft het Westen en het Oosten op het gebied van energie achter zich gelaten. Tegenwoordig willen verschillende staten dergelijke kerncentrales invoeren, en sommige gebruiken ze al.

Een nieuwe generatie reactoren werkt ten behoeve van China in Tianwan. Tegenwoordig worden dergelijke stations gebouwd in India, Wit-Rusland en de B altische staten. In de Russische Federatie wordt de VVER-1200 geïntroduceerd in Voronezh, regio Leningrad. De plannen zijn om een soortgelijke faciliteit te bouwen in de energiesector in de Republiek Bangladesh en de Turkse staat. In maart 2017 werd bekend dat Tsjechië actief samenwerkte met Rosatom om hetzelfde station op zijn grondgebied te bouwen. Rusland is van plan kerncentrales (nieuwe generatie) te bouwen in Seversk (regio Tomsk), Nizhny Novgorod en Kursk.