Eng Ru
Отправить письмо

Как устроена атомная электростанция (36 фото). Аэс схема работы


Как устроена атомная электростанция

Многие ли из вас видели атомную электростанцию хотя бы издалека? С учетом того, что в России действующих АЭС всего десять и охраняются они будь здоров, думаю, ответ в большинстве случаев отрицательный. Впрочем, в ЖЖ народ, как известно, бывалый. Окей, а многие ли тогда видели АЭС изнутри? Ну, например, щупали собственной рукой корпус ядерного реактора? Никто. Я угадал? Ну что же, сегодня у всех подписчиков этого фотоблога есть возможность увидеть все эти высокие технологии максимально близко. Понимаю, в живую это интереснее в разы, но давайте начинать с малого. В будущем, возможно, я смогу несколько человек взять с собой, а пока изучаем матчасть!

Как устроена атомная электростанция атом, станция Как устроена атомная электростанция атом, станция
Итак, мы в сорока пяти километрах от Воронежа неподалёку от строительной площадки 4 очереди Нововоронежской АЭС. Неподалёку от действующей АЭС (первый энергоблок был запущен ещё в шестидесятых годах прошлого века) ведётся сооружение двух современных энергоблоков общей мощностью 2400 МВт. Строительство ведётся по новому проекту "АЭС-2006", который предусматривает использование реакторов ВВЭР-1200. Но о самих реакторах чуть позже. Как устроена атомная электростанция атом, станция Именно тот факт, что строительство еще не завершено, и дает нам редкий шанс увидеть всё своими глазами. Даже реакторный зал, которой в будущем будет герметично закрыт и открываться для обслуживания только один раз в год. Как устроена атомная электростанция атом, станция
Как видно на предыдущем фото, купол наружной защитной оболочки седьмого энергоблока еще на стадии бетонирования, а вот здание реактора энергоблока №6 выглядит уже интереснее (смотрим фото ниже). В общей сложности на бетонирование этого купола потребовалось более 2000 кубометров бетона. Диаметр купола в основании составляет 44 м, толщина – 1,2 м. Обратите внимание на зеленые трубы и объемный металлический цилиндр (вес – 180 т, диаметр – около 25 м, высота – 13 м) – это элементы системы пассивного отвода тепла (СПОТ). На российской АЭС они монтируются впервые. В случае полного обесточивания всех систем АЭС (как это случилось на "Фукусиме"), СПОТ способна обеспечить длительный отвод тепла от активной зоны реактора. Как устроена атомная электростанция атом, станция Безусловно самым масштабным элементом АЭС являются башенные градирни. Кроме того, это одно из наиболее эффективных устройств для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения. Высокая башня создает ту самую тягу воздуха, которая необходима для эффективного охлаждения циркулирующей воды. Благодаря высокой башне одна часть испарений возвращается в цикл, а другая уносится ветром. Как устроена атомная электростанция атом, станция
Высота оболочки башенной градирни энергоблока №6 – 171 метр. Это около 60 этажей. Сейчас это сооружение является самым высоким среди аналогичных, когда либо возводимых в России. Её предшественники не превышали 150 м высоты (на Калининской АЭС). На возведение конструкции ушло более 10 тысяч кубометров бетона. Как устроена атомная электростанция атом, станция В основании градирни (диаметр составляет 134 м) расположена так называемыя чаша бассейна. Его верхняя часть "вымощена" оросительными блоками. Ороситель – это основной конструктивный элемент градирни такого типа, предназначенный для того, чтобы раздробить стекающий по нему поток воды и обеспечить ему длительное время и максимальную площадь контакта с охлаждающим воздухом. По сути своей, это решётчатые модули из современных полимерных материалов. Как устроена атомная электростанция атом, станция
Естественно, мне захотелось сделать эпичный кадр верх, но уже смонтированный ороситель помешал мне это сделать. Поэтому перемещаемся в градирню энергоблока №7. Увы, ночью был морозец и с поездкой на лифте на самый верх мы обломались. Он замёрз. Как устроена атомная электростанция атом, станция Ладно, может еще довёдется как-нибудь прокатиться на такую верхотуру, а пока кадр монтируемой системы орошения. Как устроена атомная электростанция атом, станция
Подумал тут... А может нас просто не пустили на верх из соображений безопасности? Как устроена атомная электростанция атом, станция Вся территория стройплощадки пестрит предупреждающими, запрещающими и просто агитационными плакатами и табличками. Как устроена атомная электростанция атом, станция Ладно. Телепортируемся в здание центрального щита управления (ЦЩУ). Ну, естественно, в наше время всё управление ведётся с помощью компьютеров. Как устроена атомная электростанция атом, станция Огромная комната, залитая светом, буквально напичкана стройными рядами шкафов с автоматическими системами релейной защиты. Как устроена атомная электростанция атом, станция
Релейная защита осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и/или ненормальных режимов. При возникновении повреждений система защиты должна выявить конкретный повреждённый участок и отключить его, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания или замыкания на землю). Как устроена атомная электростанция атом, станция Вдоль каждой стены расставлены огнетушители. Автоматические, конечно. Как устроена атомная электростанция атом, станция
Далее перемещаемся в здание комплектного распределительного устройства на 220 кВ (КРУЭ-220). Одно из самых фотогеничных мест на всей АЭС, на мой взгляд. Есть еще КРУЭ-500, но его нам не показали. КРУЭ-220 входит в состав общестанционного электротехнического оборудования и предназначено для приема мощности с внешних линий электропередачи и распределения его на площадке строящейся станции. То есть пока энергоблоки строятся, с помощью КРУЭ-220 электроэнергией обеспечиваются непосредственно строящиеся объекты. Как устроена атомная электростанция атом, станция В проекте "АЭС-2006", по которому сооружаются шестой и седьмой энергоблоки, в схеме выдачи мощности на распределительных подстанциях впервые применены комплектные распредустройства 220/500кВ закрытого типа с элегазовой изоляцией. По сравнению с открытыми распредустройствами, которые до сих пор применялись в атомной энергетике, площадь закрытого - в несколько раз меньше. Для понимания масштаба здания, рекомендую вернуться к титульному фото. Как устроена атомная электростанция атом, станция
Естественно, после ввода новых энергоблоков в эксплуатацию оборудование КРУЭ-220 будет задействовано для передачи в Единую энергосистему электроэнергии, произведенной на Нововоронежской АЭС. Обратите внимание на ящики возле опор ЛЭП. Большинство электрооборудования, применяемого в строительстве, произведено компанией Siemens. Как устроена атомная электростанция атом, станция Но не только. Вот, к примеру, автотрансформатор Hyundai. Вес этого агрегата 350 тонн, а предназначен он для преобразования электроэнергии с 500 кВ до 220 кВ. Как устроена атомная электростанция атом, станция
Есть (что приятно) и наши решения. Вот, например, повышающий транформатор производства ОАО "Электрозавод". Созданный в 1928 году первый отечественный трансформаторный завод сыграл колоссальную роль в индустриализации страны и в развитии отечественной энергетики. Оборудование с маркой "Электрозавод" работает более чем в 60 странах мира. Как устроена атомная электростанция атом, станция На всякий случай, поясню немного по трансформаторам. В общем, схема выдачи мощности (после завершения строительства и запуска в эсплуатацию, естественно) предусматривает производство электроэнергии напряжением двух классов – 220 кВ и 500 кВ. При этом, турбина (о ней позже), вырабатывает всего 24 кВ, которые по токопроводу поступают на блочный трансформатор, где и повышаются уже до 500 кВ. После чего часть энергомощности через КРУЭ-500 передается в Единую энергосистему. Другая часть – на автотрансформаторы (те самые "хюндаи"), где понижается с 500 кВ до 220 кВ и через КРУЭ-220 (смотрим выше) также поступает в энергосистему. Дык вот в качестве упомянутого блочного трансформатора используется три однофазных повышающих "электрозаводских" трансформатора (мощность каждого – 533 МВт, вес – 340 тонн). Как устроена атомная электростанция атом, станция
Если понятно, переходим к паротурбинной установке энергоблока №6. Вы уж простите, повествование моё идёт как бы от конца к началу (если исходить из процесса производства электроэнергии), но примерно в такой последовательности мы и гуляли по стройплощадке. Так что прошу пардона. Как устроена атомная электростанция атом, станция Итак, турбина и генератор спрятаны под кожухом. Поэтому поясняю. Собственно, турбина – это агрегат, в котором тепловая энергия пара (температурой около 300 градусов и давлением 6,8 МПа) преобразуется в механическую энергию вращения ротора, и уже на генераторе – в нужную нам электрическую энергию. Вес машины в собранном состоянии – более 2600 тонн, длина – 52 метра, состоит она из более чем 500 комплектующих. Для транспортировки данного оборудования на строительную площадку было задействовано порядка 200 грузовых машин. Данная турбина К-1200–7-3000 была изготовлена на Ленинградском металлическом заводе и это первая в России быстроходная (3000 оборотов в минуту) турбина мощностью 1200 МВт. Данная инновац

fishki.net

Как устроена атомная электростанция - Как это сделано, как это работает, как это устроено

Многие ли из вас видели атомную электростанцию хотя бы издалека? С учетом того, что в России действующих АЭС всего десять и охраняются они будь здоров, думаю, ответ в большинстве случаев отрицательный. Впрочем, в ЖЖ народ, как известно, бывалый. Окей, а многие ли тогда видели АЭС изнутри? Ну, например, щупали собственной рукой корпус ядерного реактора? Никто. Я угадал?

Ну что же, сегодня у всех подписчиков этого фотоблога есть возможность увидеть все эти высокие технологии максимально близко. Понимаю, в живую это интереснее в разы, но давайте начинать с малого. В будущем, возможно, я смогу несколько человек взять с собой, а пока изучаем матчасть!

02. Итак, мы в сорока пяти километрах от Воронежа неподалёку от строительной площадки 4 очереди Нововоронежской АЭС. Неподалёку от действующей АЭС (первый энергоблок был запущен ещё в шестидесятых годах прошлого века) ведётся сооружение двух современных энергоблоков общей мощностью 2400 МВт. Строительство ведётся по новому проекту "АЭС-2006", который предусматривает использование реакторов ВВЭР-1200. Но о самих реакторах чуть позже.

03. Именно тот факт, что строительство еще не завершено, и дает нам редкий шанс увидеть всё своими глазами. Даже реакторный зал, которой в будущем будет герметично закрыт и открываться для обслуживания только один раз в год.

04. Как видно на предыдущем фото, купол наружной защитной оболочки седьмого энергоблока еще на стадии бетонирования, а вот здание реактора энергоблока №6 выглядит уже интереснее (смотрим фото ниже). В общей сложности на бетонирование этого купола потребовалось более 2000 кубометров бетона. Диаметр купола в основании составляет 44 м, толщина – 1,2 м. Обратите внимание на зеленые трубы и объемный металлический цилиндр (вес – 180 т, диаметр – около 25 м, высота – 13 м) – это элементы системы пассивного отвода тепла (СПОТ). На российской АЭС они монтируются впервые. В случае полного обесточивания всех систем АЭС (как это случилось на "Фукусиме"), СПОТ способна обеспечить длительный отвод тепла от активной зоны реактора.

05. Безусловно самым масштабным элементом АЭС являются башенные градирни. Кроме того, это одно из наиболее эффективных устройств для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения. Высокая башня создает ту самую тягу воздуха, которая необходима для эффективного охлаждения циркулирующей воды. Благодаря высокой башне одна часть испарений возвращается в цикл, а другая уносится ветром.

06. Высота оболочки башенной градирни энергоблока №6 – 171 метр. Это около 60 этажей. Сейчас это сооружение является самым высоким среди аналогичных, когда либо возводимых в России. Её предшественники не превышали 150 м высоты (на Калининской АЭС). На возведение конструкции ушло более 10 тысяч кубометров бетона.

07. В основании градирни (диаметр составляет 134 м) расположена так называемыя чаша бассейна. Его верхняя часть "вымощена" оросительными блоками. Ороситель – это основной конструктивный элемент градирни такого типа, предназначенный для того, чтобы раздробить стекающий по нему поток воды и обеспечить ему длительное время и максимальную площадь контакта с охлаждающим воздухом. По сути своей, это решётчатые модули из современных полимерных материалов.

08. Естественно, мне захотелось сделать эпичный кадр верх, но уже смонтированный ороситель помешал мне это сделать. Поэтому перемещаемся в градирню энергоблока №7. Увы, ночью был морозец и с поездкой на лифте на самый верх мы обломались. Он замёрз.

09. Ладно, может еще довёдется как-нибудь прокатиться на такую верхотуру, а пока кадр монтируемой системы орошения.

10. Подумал тут... А может нас просто не пустили на верх из соображений безопасности?

11. Вся территория стройплощадки пестрит предупреждающими, запрещающими и просто агитационными плакатами и табличками.

12. Ладно. Телепортируемся в здание центрального щита управления (ЦЩУ).Ну, естественно, в наше время всё управление ведётся с помощью компьютеров.

13. Огромная комната, залитая светом, буквально напичкана стройными рядами шкафов с автоматическими системами релейной защиты.

14. Релейная защита осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и/или ненормальных режимов. При возникновении повреждений система защиты должна выявить конкретный повреждённый участок и отключить его, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания или замыкания на землю).

15. Вдоль каждой стены расставлены огнетушители. Автоматические, конечно.

16. Далее перемещаемся в здание комплектного распределительного устройства на 220 кВ (КРУЭ-220). Одно из самых фотогеничных мест на всей АЭС, на мой взгляд. Есть еще КРУЭ-500, но его нам не показали. КРУЭ-220 входит в состав общестанционного электротехнического оборудования и предназначено для приема мощности с внешних линий электропередачи и распределения его на площадке строящейся станции. То есть пока энергоблоки строятся, с помощью КРУЭ-220 электроэнергией обеспечиваются непосредственно строящиеся объекты.

17. В проекте "АЭС-2006", по которому сооружаются шестой и седьмой энергоблоки, в схеме выдачи мощности на распределительных подстанциях впервые применены комплектные распредустройства 220/500кВ закрытого типа с элегазовой изоляцией. По сравнению с открытыми распредустройствами, которые до сих пор применялись в атомной энергетике, площадь закрытого - в несколько раз меньше. Для понимания масштаба здания, рекомендую вернуться к титульному фото.

18. Естественно, после ввода новых энергоблоков в эксплуатацию оборудование КРУЭ-220 будет задействовано для передачи в Единую энергосистему электроэнергии, произведенной на Нововоронежской АЭС. Обратите внимание на ящики возле опор ЛЭП. Большинство электрооборудования, применяемого в строительстве, произведено компанией Siemens.

19. Но не только. Вот, к примеру, автотрансформатор Hyundai.Вес этого агрегата 350 тонн, а предназначен он для преобразования электроэнергии с 500 кВ до 220 кВ.

20. Есть (что приятно) и наши решения. Вот, например, повышающий транформатор производства ОАО "Электрозавод". Созданный в 1928 году первый отечественный трансформаторный завод сыграл колоссальную роль в индустриализации страны и в развитии отечественной энергетики. Оборудование с маркой "Электрозавод" работает более чем в 60 странах мира.

21. На всякий случай, поясню немного по трансформаторам. В общем, схема выдачи мощности (после завершения строительства и запуска в эсплуатацию, естественно) предусматривает производство электроэнергии напряжением двух классов – 220 кВ и 500 кВ. При этом, турбина (о ней позже), вырабатывает всего 24 кВ, которые по токопроводу поступают на блочный трансформатор, где и повышаются уже до 500 кВ. После чего часть энергомощности через КРУЭ-500 передается в Единую энергосистему. Другая часть – на автотрансформаторы (те самые "хюндаи"), где понижается с 500 кВ до 220 кВ и через КРУЭ-220 (смотрим выше) также поступает в энергосистему. Дык вот в качестве упомянутого блочного трансформатора используется три однофазных повышающих "электрозаводских" трансформатора (мощность каждого – 533 МВт, вес – 340 тонн).

22. Если понятно, переходим к паротурбинной установке энергоблока №6. Вы уж простите, повествование моё идёт как бы от конца к началу (если исходить из процесса производства электроэнергии), но примерно в такой последовательности мы и гуляли по стройплощадке. Так что прошу пардона.

23. Итак, турбина и генератор спрятаны под кожухом. Поэтому поясняю. Собственно, турбина – это агрегат, в котором тепловая энергия пара (температурой около 300 градусов и давлением 6,8 МПа) преобразуется в механическую энергию вращения ротора, и уже на генераторе – в нужную нам электрическую энергию. Вес машины в собранном состоянии – более 2600 тонн, длина – 52 метра, состоит она из более чем 500 комплектующих. Для транспортировки данного оборудования на строительную площадку было задействовано порядка 200 грузовых машин. Данная турбина К-1200–7-3000 была изготовлена на Ленинградском металлическом заводе и это первая в России быстроходная (3000 оборотов в минуту) турбина мощностью 1200 МВт. Данная инновационная разработка создана специально для атомных энергоблоков нового поколения, которые сооружаются по проекту "АЭС-2006". На фото общий вид турбинного цеха. Или машзала, если хотите. Турбину олдскульные атомщики называют машиной.

24. Этажом ниже расположены конденсаторы турбины. Конденсаторная группа относится к основному технологическому оборудованию машинного зала и, как все уже догадались, предназначена для превращения в жидкость отработанного в турбине пара. Образовавшийся конденсат после необходимой регенерации вновь возвращается в парогенератор. Вес оборудования конденсационной установки, куда входят 4 конденсатора и система трубопроводов, составляет более 2000 тонн. Внутри конденсаторов располагается порядка 80 тысяч титановых трубок, которые образуют теплопередающую поверхность общей площадью 100 тысяч квадратных метров.

25. Разобрались? Вот вам здание машзала практически в разрезе и идем дальше. На самом верху мостовой кран.

26. Перемещаемся в блочный пульт управления энергоблоком №6.Предназначение, думаю, понятно без пояснений. Выражаясь фигурально, это мозг атомной электростанции.

27. Элементы БПУ.

28. Ну и наконец-то, мы отправляемся посмотреть помещения реакторного отделения! Собственно, это место, где расположен ядерный реактор, первый контур и их вспомогательное оборудование. Естественно, в обозримом будущем оно станет герметичным и недоступным.

29. И самым естественным образом, при попадании внутрь, первым делом задираешь голову и поражаешься размерам купола гермооболочки. Ну и полярным краном заодно. Мостовой кран кругового действия (полярный кран) грузоподъемностью 360 тонн предназначен для монтажа крупногабаритного и тяжеловесного оборудования гермозоны (корпуса реактора, парогенераторов, компенсатора давления и др.). После ввода атомной станции в эксплуатацию кран будет испольоваться при проведении ремонтных работ и транспортировке ядерного топлива.

30. Далее, конечно, я устремляюсь к реактору и зачарованно наблюдаю его верхнюю часть, еще не подозревая, что ситуация обстоит аналогичная с айсбергами. Так вот ты какой, северный олень. Выражаясь фигурально, это сердце атомной электростанции.

31. Фланец корпуса реактора. Позже на него убудет установлен верхний блок с приводами СУЗ (система управления и защиты реактора), обеспечивающий уплотнение главного разъема.

32. Неподалёку наблюдаем бассейн выдержки. Его внутренняя поверхность представляет собой сварную конструкцию из листовой нержавеющей стали. Он предназначен для временного хранения отработавшего ядерного топлива, выгружаемого из реактора. После снижения остаточного тепловыделения использованное топливо вывозится из бассейна выдержки на предприятие атомной отрасли, занимающейся переработкой и регенерацией топлива (хранением, захоронением или переработкой).

33. А это вдоль стеночки стоят гидроёмкости системы пассивного залива активной зоны. Они относятся к пассивным системам безопасности, то есть функционирует без привлечения персонала и использования внешних источников энергоснабжения. Упрощая, это гигантские бочки, заполненные водным раствором борной кислоты. В случае возникновения чрезвычайной ситуации, когда давление в первом контуре падает ниже определенного уровня, происходит подача жидкости в реактор и охлаждение активной зоны. Таким образом ядерная реакция гасится большим количеством борсодержащей воды, поглощающей нейтроны. Стоит отметить, что в проекте "АЭС-2006", по которому сооружается четвертая очередь Нововоронежской АЭС, впервые предусмотрена дополнительная, вторая, ступень защиты – гидроемкости пассивного залива активной зоны (8 из 12 емкостей), каждая - объемом 120 кубометров.

34. При проведении будущих планово-предупредительных ремонтов и замены ядерного топлива попасть внутрь реакторного отделения можно будет через транспортный шлюз. Он представляет собой 14-ти метровую цилиндрическую камеру диаметром свыше 9 метров, герметично запираемую с двух сторон полотнами ворот, которые открываются поочередно. Общий вес шлюза составляет порядка 230 тонн.

35. С наружней стороны шлюза открывается обзорный вид на всю стройплощадку в целом и энергоблок №7 в частности.

36. Ну, а мы глотнув свежего воздуха, спускаемся ниже, чтобы увидеть, собственно, цилиндрический корпус реактора. Но покуда нам попадаются только технологические трубопроводы. Большая зелёная труба - это один из контуров, так что мы уже совсем близко.

37. А вот и он. Водо-водяной корпусной энергетический ядерный реактор с водой под давлением модели ВВЭР-1200. Не буду углубляться в дебри деления ядра и цепной ядерной реакции (поди уже и так читаете по диагонали), добавлю только, что внутри реактора расположено множество тепловыделяющих элементов (т.н. твэлы) в виде набора герметичных трубок из специальных сплавов диаметром 9,1–13,5 мм и длиной несколько метров, заполненных таблетками ядерного топлива, а так же управляющие стержни, которые дистанционно с пульта управления можно перемещать по всей высоте активной зоны. Эти стержни изготавливаются из веществ, поглощающих нейтроны – например, из бора или кадмия. При глубоком введении стержней цепная реакция становится невозможной, поскольку нейтроны сильно поглощаются и выводятся из зоны реакции. Таким способом регулируется мощность реактора. Теперь понятно для чего в верхней части реактора столько отверстий?

38. Да, чуть не забыл про главный циркуляционный насос (ГЦН). Он тоже относится к основному технологическому оборудованию здания реактора и предназначен для создания циркуляции теплоносителя в первом контуре. В течение часа агрегат перекачивает более 25 тысяч кубометров воды. Также ГЦН обеспечивает охлаждение активной зоны во всех режимах работы реакторной установки. В состав установки входит четыре ГЦН.

39. Ну и для закрепления пройденного материала, смотрим на самую простую схему работы АЭС. Всё же просто, разве нет? В особо запущенных случаях перечитываем пост еще раз, хе-хе))

40. Вот в целом как-то так. Но для тех, кому тема близка, подкину еще несколько карточек с людьми. Согласитесь, в репортаже их не так и много, а между тем, с 2008 года здесь потрудились многие тысячи специалистов различного профиля.

41. Кто-то внизу...

42. А кто-то вверху... Хоть вы их и не видите, но они есть.

43. А это один из самых заслуженных строителей Нововоронежской АЭС – гусеничный самоходный кран DEMAG. Именно он поднимал и устанавливал эти многотонные элементы реакторного и машинного залов (грузоподъемность – 1250 тонн). Дядька-монтажник и грузовик для понимания масштаба, а во весь рост (115 метров) смотрите красавца на фото 03 и 04.

И в качестве заключения. С марта этого года, по неведомым мне причинам, действующую Нововоронежскую АЭС и строящуюся Нововоронежскую АЭС-2 объединили. То, что мы с вами посетили и то, что привыкли называть НВАЭС-2, теперь называется четвертой очередью НВАЭС, а строящиеся энергоблоки из первого и второго превратились, соответственно, в шестой и седьмой. Инфа 110%. Желающие могут сразу же отправиться переписывать статьи в википедии, а я благодарю сотрудников отдела по связям со строящимися энергоблоками НВАЭС и особенно Татьяну, без которой бы эта экскурсия, скорее всего, не состоялась. Так же мои благодарности за ликбез по устройству атомных станций начальнику смены Роману Владимировичу Гридневу, а так же Владимиру vmulder - за приятную компанию.

Любое воспроизведение данных фотографий и текста ЗАПРЕЩЕНО без предварительного согласования со мной.

kak-eto-sdelano.livejournal.com

11 Получение электроэнергии на атомных электростанциях

Первая в мире промышленная атомная электростанция мощностью % МВт была запущена 27 июня 1954 в г. Обнинск Калужской области. В 1958 г. была введена в эксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 МВт впоследствии мощность была доведена до 600 МВт. В 1964 году генератор первой очереди Белоярской АЭС дал ток потребителю, в том же году был пущен 1-й блок Нововоронежской АЭС мощностью 210 МВт, второй блок мощностью 350 МВт запущен в декабре 1969г, а в 1973 г. запущена Ленинградская АЭС.

Ускоренными темпами были сооружены энергоблоки мощностью 1 млн. кВт на АЭС – Чернобыльская и Курская . В 1985 г закончились пусконала-дочные работы на Хмельницкой, Крымской, Ростовской, Ровенской, Костромской, Башкирской и Белоярской АЭС на быстрых нейтронах.

На АЭС энергия, получаемая в результате деления ядер урана на осколки, превращается в тепловую энергию пара или газа, затем в электрическую. Установка, в которой происходит управляемая цепная ядерная реакция деления, называется ядерным реактором. Общий вид атомной АЭС показан на рис.3.

Рис.3.- Общий вид АЭС

1-хранилища топлива; 2- реакторные здания; 3- машинный зал; 4- электри-ческая подстанция; 5 – хранилище жидких отходов.

Основной элемент станции – ядерный реактор . В рабочие каналы активной зоны помещают ядерное топливо в виде урановых или плутонии-евых стержней, покрытых герметичной металлической оболочкой. В этих стержнях и происходит ядерная реакция, сопровождающаяся выделением большого количества тепла. Стержни с ядерным топливом называются тепловыделяющими элементами или сокращенно твелами.

Теплоноситель с помощью принудительной циркуляции омывает в рабочих каналах поверхности твелов, нагревается и уносит теплоту для дальнейшего использования.

В качестве теплоносителя используется обычная вода, тяжелая вода, водяной пар, жидкие металлы, некоторые инертные газы.

Теплота, выделяемая в реакторе, может передаваться рабочему телу турбины по одноконтурной (рис.4), двухконтурной (рис.5) и трехконтурной (рис.6) схемам

Рис.4. - Одноконтурная схема работы АЭС

1- реактор с первичной биологической защитой; 2 – вторичная биологическая защита; 3 – турбина; 4- генератор; 5 – конденсатор: 6 – насос; 7 - регенеративный теплообменник.

Через активную зону реактора прокачивается теплоноситель, который уносит теплоту к турбине. Тепловая энергия деления атомов преобразуется в механическую энергию вращения турбины, механическая энергия вращения турбины с помощь. Генератора преобразуется в электрическую энергию.

Первый контур радиоактивен и поэтому целиком находится внутри биологической защиты.

Биологическая защита выполняет функции изоляции реактора от окружающего пространства, т.е. от проникновения за пределы реактора мощных потоков нейтронов ά-, β-, γ- лучей. Защита реактора выполняется в виде толстого слоя ( до нескольких метров) бетона с внутренними каналами, по которым циркулирует вода или воздух для отвода тепла.

Защита должна ограничивать уровни излучений, не превышающих допустимых доз как при работе реактора, так и при его останове. Биологическая защита, в первую очередь, предназначена для создания безопасных условий работы обслуживающего персонала. Поэтому все излучающие устройства (первый контур) помещается внутри защитной оболочки.

На рис.5 приведена схема работы атомной электростанции с двухконтурным водным энергетическим реактором. Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передается теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в теплообменник (парогенератор , (где нагревает до кипения воду второго 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

Рис.5 – Двухконтурная схема работы АЭС

1 – реактор с первым контуром биологической защиты; 2 – вторичная биологическая защита; 3 – турбина; 4 – генератор; 5 – конденсатор; 6 – кон-денсатный насос; 7 – регенеративный теплообменник; 8 – циркуляционный насос; 9 – парогенератор.

Выбор числа контуров определяется в зависимости от типа реакторов и свойств теплоносителя, характеризующих его пригодность для использования в качестве рабочего тела в турбине.

Общее число контуров может меняться для различных реакторов, схемы на рис. 4,5,6 приведены для реакторов типа ВВЭР ( Водо-Водяной Энергетический Реактор. Такие реакторы выпускаются мощностью 440МВт и 1000 МВт.

Реакторы типа РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный) исполь-зуют один водяной контур, реакторы БН ( Реактор на Быстрых Нейтронах) – два натриевых и один водяной контуры, перспективные проекты реакторных установок СВБР-100 и БРЕСТ предполагают двухконтурную схему, с тяжелым теплоносителем в первом контуре и водяной во втором.

Рис.6. – Трехконтурная схема работы АЭС

studfiles.net

7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ДЕЙСТВУЮЩИХ АЭС

На рис. 7.1 представлена главная электрическая схема Балаковской АЭС.

Рис.7.1. Главная схема Балаковской АЭС

На станции установлено четыре блока с реакторами ВВЭР-1000и турбогенераторамиТВВ-1000-4У3.Структурная схема блока включает в себя: генератор, генераторный выключатель нагрузки, два рабочих трансформатора собственных нужд и два блочных трансформатора мощностью 630 МВ А каждый. Выдача мощности АЭС осуществляется на двух повышенных напряжениях 220 и 500 кВ.

ОРУ 500 кВ выполнено по схеме "4/3" (четыре выключателя на три присоединения) с чередованием присоединений. Блочные трансформаторы боков 1, 2 и 3 включены параллельно и подключены к ОРУ 500 кВ как одно присоединение. Для компенсации реактивной мощности установлено два компенсирующих реактора, один из которых подключен к шинам первой секции, а второй к одной из отходящих линий электропередачи.

ОРУ 220 кВ выполнено по схеме две системы сборных шин с обходной системой шин. Два блочных трансформатора генератора №1 подключаются к ОРУ 220 кВ как два самостоятельных присоединения.

Связь между ОРУ 500 и ОРУ 220 кВ осуществляется посредством автотрансформатора.

На АЭС установлено две группы (по два трансформатора) резервных трансформаторов собственных нужд. Одна из групп трансформаторов подключена к ОРУ 200 кВ как самостоятельное присоединение, а вторая – через отдельный выключатель к ячейке 220 кВ автотрансформатора связи.

На рис. 7.2 представлена главная электрическая схема Смоленской АЭС.

Рис. 7.2. Главная схема Смоленской АЭС.

На станции установлено три энергоблока с реакторами РБМК-1000.

В состав двух из них, работающих на сеть напряжением 500 кВ, входят по два турбогенератора ТВВ-500-2У3каждый со своим повышающим трехфазным двухобмоточным трансформатором (каждый из блоков). Связь трансформаторов выполнена на стороне высшего напряжения с последующим единичным подключением к шинам распределительного устройства напряжением 500 кВ. Между генераторами и трансформаторами последовательно установлено два воздушных выключателя, между которыми подключены рабочие трансформаторы собственных нужд.

Третий блок, работающий на сеть напряжением 750 кВ, выполнен аналогично первым двум, за исключением того, что в качестве повышающего трансформатора используется группа однофазных трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения.

ОРУ 500 и 750 кВ выполнены по схеме "3/2", электрическая связь между которыми осуществляется посредством двух автотрансформаторов. Кроме того, на станции имеется ОРУ 330 кВ, выполненное по схеме "трансформатор-шины",от которого осуществляется электроснабжение близлежащего района и резерв-

ное питание собственных нужд станции. Связь ОРУ 330 и 500 кВ также осуществляется посредством двух автотрансформаторов.

На рис. 7.3. представлена главная электрическая схема Курской АЭС.

Рис. 7.3. Главная схема Курской АЭС

На станции установлено четыре энергоблока с реакторами РБМК-1000.

В состав двух из них, работающих на сеть напряжением 330 кВ, входят по два турбогенератора ТВВ-500-2У3каждый со своим повышающим трехфазным двухобмоточным трансформатором (каждый из блоков). Между генераторами и трансформаторами подключены рабочие трансформаторы собственных нужд.

Два других блока, работающих на сеть напряжением 750 кВ, выполнены аналогично первым двум, за исключением того, что в качестве повышающего трансформатора используется группа однофазных трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения. Между генераторами и трансформаторами последовательно установлено два воздушных выключателя, между которыми

подключены рабочие трансформаторы собственных нужд. Резервное питание собственных нужд станции осуществляется от ОРУ 330 кВ.

ОРУ 330 и 750 кВ выполнено по схеме "3/2". Связь ОРУ 330 и 750 кВ осуществляется посредством двух автотрансформаторов.

studfiles.net


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта