Меню

Какое напряжение выдает генератор аэс

Мощь ядерной реакции. Откуда берется электричество?

Уже писал про физику реактора, про управление им, даже были некоторые байки из жизни АЭС. Пришло время рассказать вам про то, как всё же огромная мощь, высвобождаемая при делении ядер топлива, превращается в электричество в ваших розетках.
Сразу скажу — ничего особо удивительного не будет. Энергоблок АЭС — это огромный кипятильник, который кипятит много воды, та превращается в пар и затем вращает турбогенератор. Турбогенератор, с какой-то точки зрения, тоже можно рассматривать как простой вентилятор с динамо-машинкой. Энергия пара преобразовывается в движение ротора турбогенератора, а затем — в электроэнергию. Но дьявол кроется в мелочах, о них, пожалуй, и поговорим.

РБМК

В графитовой активной зоне этого реактора находятся 1693/1661 (в зависимости от модификации) каналов, в которых ядерное топливо греет воду. Вода подается снизу, расход в каждом канале примерно от 10 до 30 тонн воды в час. В целом по реактору прокачивается около 40000 тонн воды в час. Сорок. Тысяч. Тонн. Воды. В час.
Так, ладно, хватит восхищаться цифрами. Вода, поступающая в канал, омывает топливные стержни и нагревается с 270 до 284 градусов Цельсия. Казалось бы, всего лишь 14 градусов, но этот небольшой подогрев позволяет вырабатывать нам достаточно пара для вращения турбин. Сначала, впрочем, пар этот надо отделить от воды.
Смесь воды и пара из канала поднимается вверх, по специальным коммуникациям поступает в барабан-сепараторы, коих четыре — по два на каждую половину реактора. В них вода отделяется от пара. Пар уходит дальше, на турбины, а вода смешивается с поступающей более холодной, питательной, и уходит обратно в реактор. Всегда соблюдается баланс — расход пара должен быть равен расходу питательной воды, иначе воды в реакторе станет слишком мало, либо слишком много, а это не очень хорошо для стабильной работы.
Тем временем пар приходит на турбины. Турбин на РБМК две — во времена проектирования и строительства этого реактора, насколько я знаю, не умели делать одновременно мощные (1000 МВт) и надежные турбины . Модель турбины, кому интересно, К-500-65/3000. У подобных турбин один цилиндр — высокого давления и четыре — низкого. Пар сначала поступает в цилиндр высокого давления, откуда поступает в сепараторы-пароперегреватели (там он осушается и перегревается) и затем уходит в цилиндры низкого давления.
После прохождения всех цилиндров пар поступает в конденсаторы, где и благополучно «схлопывается» до состояния жидкой воды. Потом конденсат очищается и, в качестве питательной воды, поступает в барабан-сепараторы. Круг замкнулся. Вода постоянно циркулирует по реактору, при этом пар, отделяющийся от воды, вращает турбину, а затем возвращается в контур циркуляции.
Турбина при этом вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту, или же 50 оборотов в секунду. Ничего не напоминает? Частота в нашей энергосети 50 Герц, или те же самые 50 колебаний тока за секунду.
Да, атомные станции — это кипятильники. Но кипятильники высокотехнологичные, очень мощные и долгоиграющие — ресурс нового энергоблока ВВЭР-ТОИ составляет 60 лет. При этом стоимость урана, затрачиваемого на подобное преобразование энергии, сравнительно невелика. На том стоим и стоять будем.

Читайте также:  Защита минимального напряжения для чего нужна

Источник



От АЭС до розетки. Как электричество попадает в воронежские дома

Современный человек не мыслит жизни без электричества. Если электроснабжение прекратится даже на несколько часов, жизнь мегаполиса парализуется. Более 90% электроэнергии в Воронежской области вырабатывает Нововоронежская атомная электростанция. Корреспонденты РИА «Воронеж» побывали на НВ АЭС и выяснили, как атомная энергия превращается в электричество.

Когда появилась первая атомная электростанция?

В 1898 году известные ученые Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри обнаружили, что настуран – минерал урана – радиоактивен, а в 1933 году американский физик Лео Силард впервые выдвинул идею цепной ядерной реакции – принцип, который после его осуществления на практике открыл дорогу для создания ядерного оружия. Первоначально энергия атома использовалась в военных целях. Впервые атом в мирных целях начали использовать в СССР. Первую в мире экспериментальную атомную электростанцию мощность всего 5 МВт запустили в 1954 году в городе Обнинске Калужской области. Работа первой экспериментальной АЭС показала свою перспективность и безопасность. При ее работе отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду, в отличие от тепловых станций не требуется большого количества органического топлива. Сегодня АЭС – одни из самых экологически чистых источников энергии.

Когда построили Нововоронежскую АЭС?

Строительство первого промышленного блока НВ АЭС

Впервые промышленное использование атомной энергии в Советском союзе началось на Нововоронежской АЭС. В сентябре 1964 года был запущен первый энергоблок НВАЭС с водо-водяным реактором (ВВЭР), его мощность составляла 210 МВт – почти в 40 раз больше, чем у первой экспериментальной атомной станции. Такая модель реактора считается одной из самых технически совершенных и безопасных в мире. Прототипами ВВЭР для АЭС послужили реакторы подводных лодок. Во время строительства первого энергоблока Нововоронежской АЭС не было учебных центров подготовки специалистов, способных эксплуатировать реакторы. Первых атомщиков набирали из бывших подводников.

На Нововоронежской АЭС было построено и введено в эксплуатацию пять энергоблоков, на сегодня работают три из них, ведется строительство и подготовка к пуску еще двух новых. Все энергоблоки на НВАЭС с реакторами ВВЭР.

Читайте также:  Какое бывает напряжение батареек

Сколько энергии вырабатывает атомная станция?

Мощность энергоблока может составлять от нескольких единиц до нескольких тысяч МВт. Промышленные атомные электростанции очень мощные. Нововоронежская АЭС обеспечивает около 90 % потребности Воронежской области в электрической энергии и почти 90 % – потребности Нововоронежа в тепле. Суммарная мощность энергоблоков Новоронежской АЭС составляет 1800 МВт. Годового объема вырабатываемой на АЭС электроэнергии достаточно, чтобы обеспечить воронежскому авиазаводу 191 год бесперебойной работы или осветить 650 стандартных девятиэтажных домов. После запуска шестого и седьмого энергоблоков суммарная мощность Нововоронежской АЭС вырастет в 2,23 раза. Тогда годового объема энергии, вырабатываемой атомной станцией, хватит, чтобы обеспечить работу Российских железных дорог более чем на 8 месяцев.

Как устроена АЭС?

Энергоблок № 5 НВ АЭС

Энергия на атомной станции вырабатывается в реакторе. Топливом для него служит искусственно обогащенный уран в виде таблеток диаметром несколько миллиметров. Урановые таблетки помещают в тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) – это герметичные полые трубки из жаропрочного циркония. Из ТВЭЛов собирают тепловыделяющие сборки (ТВС). В активной зоне ВВЭР находится несколько сотен ТВС – в них происходят процессы деления ядер урана. Именно ТВС осуществляют передачу энергии, нагревая теплоноситель первого контура. Плотность нейтронов в реакторе и есть мощность реактора, и регулируется она количеством вводимого в активную зону поглотителя нейтронов-борсодержащих элементов (как тормоз на автомобиле). Для производства электричества на энергоблоках АЭС, как и на тепловых блоках, используется менее половины выделяемого тепла (закон физики), оставшееся тепло отработавшего в турбине пара отводится в окружающую среду. На первых блоках Новоронежской АЭС для отвода тепла использовали воду из реки Дон. Для охлаждения третьего и четвертого энергоблоков используют градирни — конструкции из железа и алюминия высотой около 91 метра и массой 920 тонн, где нагретая циркуляционная вода охлаждается потоком воздуха. Для охлаждения пятого энергоблока построен пруд-охладитель, заполненный циркуляционной водой, и его поверхность используется для отдачи тепла в окружающую среду. Эта вода не соприкасается с водой первого контура и совершенно безопасна. Пруд-охладитель настолько чистый, что в 2010 году на нем проводились всероссийские соревнования по рыбной ловле. Для охлаждения циркуляционной воды 6 и 7 блоков построены самые высокие в России градирни высотой 173 м. С самого верха градирни хорошо видны окраины г. Воронежа.

Как атомная энергия превращается в электричество?

В активной зоне ВВЭР происходят процессы деления ядер урана. При этом выделяется огромное количество энергии, которая нагревает воду (теплоноситель) первого контура до температуры около 300 °C. Вода при этом не кипит, так как находится под высоким давлением (принцип скороварки). Теплоноситель первого контура радиоактивен, поэтому не покидает пределов контура. Далее он подается в парогенераторы, где вода второго контура нагревается и превращается в пар, и уже он в турбине преобразует свою энергию в электрическую.

Читайте также:  Импульсный преобразователь напряжения микроконтроллер

Как электричество попадает к нам в квартиры?

Электрический ток – упорядоченное некомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц-электронов под воздействием электрического поля. От атомной электростанции по проводам уходит колоссальное количество мощности напряжением 220 или 500 тыс. вольт. Такое высокое напряжение необходимо для снижения потерь при передачах на большие расстояния. Однако потребителю такое напряжение не требуется и очень опасно. Перед тем, как электрический ток попадет в дома, напряжение снижают с помощью трансформаторов до привычных 220 вольт. Вставляя в розетку вилку электроприбора, вы подключаете его к электрической сети.

Насколько безопасна атомная энергетика?

Пруд-охладитель НВ АЭС

При правильной эксплуатации атомная станция совершенно безопасна. Радиационный фон в зоне 30 км вокруг Новоронежской АЭС контролируют 20 автоматических постов. Они работают в режиме непрерывного измерения. За всю историю работы станции радиационный фон ни разу не превысил естественных фоновых значений. Но атомная энергетика имеет потенциальную опасность. Поэтому с каждым годом системы безопасности на АЭС становятся все более совершенными. Если для первых поколений АЭС (1,2 энергоблоки) основные системы безопасности были активными, то есть запустить их должен был человек или автоматика, то при проектировании блоков поколения 3+ (6-й и 7-й энергоблоки Нововоронежской АЭС) основную ставку делают на пассивные системы безопасности. В случае потенциально опасной ситуации они сработают сами, подчиняясь не человеку или автоматике, а законам физики. Например, при обесточивании на атомной станции защитные органы под действием силы тяжести самопроизвольно упадут в активную зону и заглушат реактор.

Персонал атомной станции регулярно тренируется справляться с разного рода ЧП. Аварийные ситуации моделируются на специальных полномасштабных тренажерах – компьютеризированных устройствах внешне не отличимых от блочных щитов управления. Оперативный персонал управляющий реактором, каждые 5 лет получает в Ростехнадзоре лицензию на право ведения технологического процесса (управления блоком АС). Процедура схожа с получением водительских прав. Специалист сдает теоретические экзамены и демонстрирует практические навыки на тренажере. Только имея лицензию и сдав экзамены на АЭС, персонал допускается к эксплуатации реактора.

На правах рекламы.

* Новости из таких источников показываются на сайте Яндекс.Новостей выше других

Источник