Атомная энергетика - триумф или фиаско?

Триумф или фиаско-

Для Европейской части России, как и для Великобритании, ядерная энергетика является наиболее доступным крупномасштабным источником энергии, поэтому проблемы, которые возникали на атомных станциях, имеют первостепенное значение.

И в российских и в британских уран-графитовых реакторах «возникли проблемы с графитом». Через три десятилетия эксплуатации из-за агрессивности нейтронного потока на графитовых блоках стали появляться трещины. На стадиях разработки и проектирования УГР о возникновении такой проблемы никто не предполагал.

В Великобритании, на родине первой коммерческой АЭС, находятся в эксплуатации уран-графитовые реакторы с текущей установленной мощностью 16.5 ГВт. Британские атомные электростанции частные, - принадлежат кампании Électricité de France Energy (EDF), которая владеет и эксплуатирует семь АЭС, каждая с двумя газоохлаждаемыми уран-графитовыми реакторами AGR. Строительство атомных станций было приоритетным и стратегическим для страны. Неудивительно, что Королева Великобритании, которая пользуется безусловным уважением со стороны своих подданных, присутствовала при пуске первой коммерческой атомной станции.

Улучшенный реактор с газовым охлаждением AGR (Advanced gas-cooled reactor) работает на обогащенной окиси урана (2,3% U-235). В качестве теплоносителя используется двуокись углерода под высоким давлением. В предварительно усиленной герметичной бетонной оболочке располагается и активная зона реактора, и паровые теплообменники. Она же выступает в качестве конструктива реактора. Стены оболочки имеют различную толщину - от 3,8 до 6 метров. Оболочка высокого давления изготовлена из предварительно напряженного железобетона и должна эксплуатироваться при температуре, не превышающей 100 0С. В нормальных рабочих условиях это достигается с помощью системы расположенных в стенках корпуса трубок, по которым циркулирует охлаждающая вода.

На одном из реакторов АЭС Hartlepool в графитовых стержнях (сборках) впервые были обнаружены трещины. Наличие трещин сегодня подтверждают и в шести других реакторах AGR: на АЭС Heysham , Hinkley Point, в Hunterston. Исследования показывают, что трещины в графитовых стержнях на АЭС Hinkley Point, Hunterston B, Heysham 1, Hartlepool могут изменить геометрию и расположение отверстий в графитовых стержнях активной зоне реактора.

Изменение размеров графитовых стержней происходит из-за усадки графита. При усадке графитовых стержней возможно замятие топливных сборок, что может привести к прекращению циркуляции вокруг топливной сборки охлаждающего газа, и в кончном итоге - к перегреву топливных стержней, их расплавлению и выбросу радиации непосредственно в бетонный корпус, окружающий активную зону реактора. Изменение геометрии каналов активной зоны, в которых перемещаются регулирующие стержни реактора, может привести к их заклиниванию в каналах, что создаст аварийную ситуацию на энергоблоке АЭС.

Когда реактор находится в работе, происходит взаимодействие нейтронов с графитом, и это приводит к старению, т.е. к изменению его физических и механических характеристик. Старению графита также же способствует термоциклирование и химическое взаимодействие графита с углекислым газом.

При воздействии нейтронов происходит изменение свойств графитовых стержней:
· Изменение модуля упругости - величины, характеризующей упругие свойства графитовых стержней .
· Изменение коэффициента термического расширения - размеры графитовых стержней меняются с изменением температуры.
· Изменение теплопроводности - способности графитовых стержней к проводимости потоков тепла через них.
· Изменение электрического сопротивления графитовых стержней (блоков).
· В результате длительного к воздействия нейтронного облучения возникает явление ползучести графитовых стержне .

Компания Électricité de France Energy сделала заявление, что растрескивание графитовых стержней является следствием нейтронной бомбардировки графита, и что она работает над решением задачи контроля состояния графита в активной зоне реактора. EDF также заявила, что состояние графита в реакторах будет контролироваться каждые три года. Поэтому срок эксплуатации ректора планируют ограничить 35 годами. Ключевые решения, касающиеся дальнейшей эксплуатации реактора, принимаются, как правило, после периодических отключений реактора и после завершения оценки состояния графита национальным органом по безопасности АЭС.

В октябре 1957 г. в Великобритании на заводе по наработке оружейного плутония из-за недостаточно изученных физических проблем графита, а именно, проблемы выделения графитом накопленной при облучении нейтронами энергии - энергии Вигнера, возник пожар. Загорелся уран-графитовый реактор, а затем в результате использования воды для тушения, произошёл крупный выброс радиоактивных веществ. Катастрофа обошла Великобритания избежала катастрофы - реактор не взорвался и не разрушился, удалось потушить пожар. Эта авария стала крупнейшей в истории страны и соответствовала 5-му уровню опасности. А по своему влиянию на окружающую среду она была сравнима с Чернобыльской катастрофой для СССР.

Électricité de France Energy информирует, что из четырнадцатиь существующих реакторов второго поколения ректоров AGR, расположенных в Великобритании на АЭС Dungeness, Hartlepool, Heysham, Хинкли-Пойнт, Hunterston, Sizewell и Torness, последние планируется закрыть к концу 2023 года.

Правительство Великобритании в октябре 2013 уже разрешило компании EDF построить на АЭС Хинкли-Пойнт на замену уран-графитовым блокам два современных водо-водяных реактора мощностью 1600 МВт - ЕPR-1600 французской фирмы AREVA NP.

Национальный орган Великобритании по безопасности ONR постоянно проводит мониторинг состояния графита на энергоблоках АЭС силами исследовательских центров университетов. В 2004 году им был сформирован независимый консультативный комитет, состоящий из ученых и других признанных экспертов в области ядерных технологий с применением графита.

В России, на родине первой АЭС, находятся в эксплуатации уран-графитовые реакторы с текущей установленной мощностью 11 ГВт. Все РБМК ( Реактор Большой Мощности Канальный - графито-водный, кипящего типа, на тепловых нейтронах) работают в европейской части России на трех атомных электростанциях - Ленинградской Курской, и Смоленской. Скажем прямо. что графитоводные реакторы (LWGR - light water graphite reactor) - это был вынужденный и неудачный гибрид, сочетающий различные проектные решения по мирному использованию ядерной энергии. Действующие электростанции этого типа сегодня остались только в России.

На реакторах РМБК-1000 не предусмотрена, как реакторах AGR железобетонная напряженная защитная оболочка, которая в случае аварии смогла бы удержать выбросы радиации. Из-за отсутствия защитной оболочки зона радиационного заражения при аварии на Чернобыльской АЭС распространилась на сотни километров.

Государственная корпорация РОСАТОМ заявила, что она будет принимать меры, чтобы продлить до 45 лет срок эксплуатации российских реакторов РБМК-1000, построенных в советский период. Тогда конструкторы и проектировщики полагали, что эксплуатацию таких реакторов следует прекращать через 30 лет. Однако первый энергоблок ЛАЭС к настоящему времени проработал уже 40 лет.

Ленинградская АЭС была флагманом советской атомной энергетики. Она была реальным воплощением политической воли по «электрификации всей страны», которую провозгласили ы свое время основатели СССР. Из-за наличия трещин в графитовой кладке активной зоны первый энергоблок ЛАЭС был остановлен. На нем было обнаружено изменение геометрии графитовой кладки.

Концерн «РОСЭНЕРГОАТОМ» поставил задачу по разработке технологии исправления графитовых сборок. В активной зоне реактора были проведены крупномасштабные исследования состояния графитовой кладки и технологических каналов, а именно;


· Целостности графитовых блоков и определение прочности и физических характеристик графита
· Величины телескопического соединения трактов
· Величины газового зазора «технологический канал - графитовый блок»
· Величины кривизны технологических каналов и каналов системы управления и защиты (СУЗ)
· Определение прочности элементов металлоконструкции реактора
· Определение прочности циркониевых труб технологических каналов.


Эти исследования были важны для оценки состояния активной зоны первого блока ЛАЭС и для выработки инженерных решений, которые можно было бы применить на аналогичных реакторах, т.к. следует ожидать возникновения тех же проблем и с десятью другими РБМК, еще три из которых установлены на ЛАЭС, четыре - на Курской и три - на Смоленской станциях.

В 2013 года была осуществлена дорогостоящая программа глубокой модернизации активной зоны реактора первого блока ЛАЭС . Согласно программе по восстановлению ресурсных характеристик блока, заменено демонтировано и восстановлено более 300 технологических каналов в активной зоне. Выполненные исследования и представленные отчеты позволили национальному надзорному органу - Ростехнадзору - принять решение о дальнейшей судьбе первого ЛАЭС.

Ростехнадзор в конечном итоге выдал новую лицензию на дальнейшую эксплуатацию первого блока ЛАЭС. Однако, намерение Росатома продлить на 15 лет дополнительно к расчетному сроку эксплуатации, работу самого старого блока ЛАЭС, не оснащенного защитной оболочкой и имеющего один канал управления и защиты, скажем прямо, не вызвало « особого восторга» у жителей Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Невозможно сегодня вывести из эксплуатации «проблемные» реакторы РБМК-1000 в Европейской части России, поскольку строительство новых более безопасных водо-водяных реакторов под давлением ВВЭР-1200 на ЛАЭС-2 и НВАЭС -2 задерживается, а на площадках Курской и Смоленской АЭС, можно сказать, еще и не начиналось. На ЛАЭС-1 планировалось закончить строительство в 2014 - 2015 году, но судя на темпу строительства, реальным сроком ввода первого блока ЛАЭС -2 в промышленную эксплуатацию, по видимому, будет 2018 год - год окончательного снятия с эксплуатации первого блока ЛАЭС-1.

Что же происходит в мире с уран-графитовыми реакторами-

В Великобритании сняты с эксплуатации 11 ‘энергоблоков АЭС с газоохлаждаемыми уран-графитовыми реакторами первого поколения Magnox. Сегодня там работает только один блок с реактором Magnox на АЭС Wylfa, которая принадлежит компании Magnox Ltd. Реактор № 2 на АЭС Wylfa прекратил работу в 2012. Реактор № 1 этой станции будет остановлен в 2014 году. Кроме того, были остановлены реакторы типа Magnox , которые экспортировались на АЭС T

Newsland.ru

Похожие новости:
Представлена сочетающая ветряную и солнечную энергию российская установка
Российские изобретатели Валерий Перевалов и Леонид Примак провели на международном Конгрессе REENCON-ХХІ «Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность» презентацию разработки «П2-ротор», которая объединяет ветроротор и солнечную панель и использует их совместную работу для повышения уровня эффективности ..
2016-10-18 13932 0 Технология
0
Атомная энергия: дорога к краху или к жизни?
Атомная энергия незаслуженно страдает из-за клейма, согласно которому  она приносит лишь смерть и разрушения. Но в реальности атомная энергия является чистым, надежным, доступным источником базисной энергии, вопреки вымыслам о том, что шахтеры излучают неоновый свет, а рыбы ..
2014-02-09 1637 0 Технология
0
Будущее альтернативной электроэнергетики
По мнение экспертов, слово «альтернативный» в отношении солнечной и ветровой электроэнергетики вскоре должно исчезнуть. И с 2013 года энергия возобновляемых источников энергии станет более «привычной». Ветровые электростанции уже обеспечивают 2% электроэнергии в мире, и их способность удваивается каждые три года. Если этот ..
2013-06-2 3363 0 Технология
0
Коста-Рика 75 дней получает только зеленую энергию
Некоторые страны продвинулись в вопросе использования возобновляемых источников энергии дальше, чем другие. К примеру, Коста-Рика уже 75 дней использует только «зеленую» энергию, получаемую из возобновляемых источников.  Это стало возможным благодаря большому количеству осадков, в результате чего ГЭС страны работают ..
2015-04-01 1811 0 Технология
0
Росатом к 2015 году подготовит образцы сверхпроводников
Госкорпорация "Росатом" к 2015 году планирует завершить проект "Инновационная энергетика.Сверхпроводниковая индустрия", в результате реализации которого будут созданы опытные образцы оборудования с использованием новых технологий. "Мы ожидаем, что к 2015 году мы создадим абсолютно по всем направлениям опытные образцы, ..
2012-09-25 1732 0 Технология
0
Германия: ветряная и солнечная энергетика
В Германии, где к 2020 году более 30 проц электроэнергии предполагают производить на базе альтернативных источников, в ближайшие годы запланировано строительство до 30 тепловых электростанций, работающих на природном газе. Ориентированная на "зеленые" технологии электроэнергетика страны отдает предпочтение солнечным и ветряным электростанциям. ..
2011-10-23 4653 0 Технология
0
Использование атомной энергии к 2030 году вырастет на 100%
Генеральный директор Международного агентства по атомной энергии Юкия Амано заявил, что при благоприятном стечении обстоятельств к 2030 году использование атомной энергии в мире вырастет в два раза. Юкия Амано побывал с официальным визитом в Москве, где встретился со студентами МГИМО, ознакомился с работой ..
2013-05-21 1443 0 Технология
0
Искусственный фотосинтез стал эффективным
На химфаке Королевского технического института в Швеции сумели создать искусственный механизм фотосинтеза, который по скорости химической реакции не уступает фотосинтезу растений. По словам самих исследователей, это открывает новые перспективы в альтернативной энергетике. Раньше многие пытались воспроизвести часть ..
2012-04-13 3934 0 Технология
0
ООН вновь призывает истользовать ВИЭ
Генеральный секретарь ООН Пан Ги Мун призвал участников встречи по возобновляемым источникам энергии обеспечить всех жителей Земли чистой энергией будущего, подчеркнув преимущества возобновляемых источников энергии для общин, экономического роста и планеты в целом. "Сейчас более чем когда-либо мир нуждается в смелом лидерстве ..
2012-01-20 1492 0 Технология
0
Водородная энергетика в сфере интересов Росатома
Стратегию развития энергетического бизнеса атомной отрасли России планируется окончательно детализировать в 2012 году, сообщил журналистам генеральный директор концерна “Росэнергоатом” Владимир Романов. Документ был утвержден правлением Росатома в начале декабря 2011 года. “У руководства Росатома есть ..
2012-01-18 1701 0 Технология
0
Солнечная энергия становится дешевле угольной
Согласно Соглашению о приобретении электроэнергии, заключённым между El Paso Electric Company и First Solar, электричество, добытое тонкоплёночными фоточувствительными элементами, будет продаваться компании El Paso Electric Company за 5,8 центов за киловатт-час (кВт-час). Это на 4-8 цента дешевле, чем угольная энергия, стоимость ..
2013-02-11 1904 0 Технология
0
В РФ запустили плазменную переработку отходов на АЭС
Первый российский комплекс плазменно-пиролитической переработки твёрдых отходов атомных электростанций был установлен в Нововоронежской АЭС. Возможности комплекса - это около 250 килограмм радиоактивных отходов в час и более месяца безостановочной работы. Первые планы в «Росатоме» по установке такого комплекса появились в 2007 году. ..
2015-05-26 2678 0 Технология
0
4 революционные технологии в энергетике
Мировая энергетика уже никогда не будет прежней: все изменила сланцевая революция. В этом уверены аналитики Goldman Sachs. Они выбрали наиболее привлекательные для инвестиций тренды в энергетике, и сланец расположился на почетном первом месте. Предлагаем вашему вниманию список: 1. Сланцевая революция Мир ..
2014-04-11 2314 0 Технология
0
Ускоритель частиц испытали как аннигилятор радиоактивных отходов
Европейская исследовательская команда сделала на этой неделе важный шаг на пути к разработке технологий утилизации высокорадиоактивных и долгоживущих ядерных отходов с применением необычной комбинации ядерного реактора и ускорителя частиц. Вчера команда сообщила об успешном испытании исследовательского реактора Гиневра ..
2012-01-23 2107 0 Технология
0
Объем российского рынка инноваций составит 40 млрд рублей
«Только предприятия, созданные при участии «Роснано», до конца 2011 года произведут продукции более чем на 20 млрд рублей, а с учётом независимых производителей объём нового рынка составит около 40 млрд рублей», – сообщил вице-премьер РФ Сергей Иванов, выступая сегодня на IV Международном форуме ..
2011-10-27 2092 0 Технология
0