Trancat bërthamore. Termocentralet bërthamore të Ukrainës. Termocentralet bërthamore në Rusi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Nevojat moderne për energji të njerëzimit po rriten me një ritëm gjigant. Konsumi i tij për ndriçimin e qyteteve, për nevoja industriale dhe të tjera të ekonomisë kombëtare është në rritje. Prandaj, gjithnjë e më shumë blozë nga djegia e qymyrit dhe karburantit emetohet në atmosferë, dhe efekti serë rritet. Përveç kësaj, vitet e fundit po flitet gjithnjë e më shumë për futjen e automjeteve elektrike, të cilat do të kontribuojnë edhe në rritjen e konsumit të energjisë elektrike.

Fatkeqësisht, HEC-et miqësore me mjedisin nuk janë në gjendje të mbulojnë nevoja të tilla gjigante dhe një rritje e mëtejshme e numrit të termocentraleve dhe termocentraleve thjesht nuk është e këshillueshme. Çfarë duhet bërë në këtë rast? Dhe nuk ka shumë për të zgjedhur: termocentralet bërthamore, nëse funksionojnë siç duhet, janë një mënyrë e shkëlqyer për të dalë nga ngërçi energjetik.

Pavarësisht asaj që ndodhi në Çernobil, madjeDuke qenë të vetëdijshëm për dështimet e fundit të japonezëve, shkencëtarët në mbarë botën pranojnë se atomi paqësor është zgjidhja e vetme për krizën energjetike që po afrohet sot. Burimet alternative të energjisë të reklamuara gjerësisht nuk ofrojnë as një të qindtën e sasisë së energjisë elektrike që i nevojitet botës çdo ditë.

Përveç kësaj, edhe shpërthimi i termocentralit bërthamor në Çernobil nuk shkaktoi as një të qindtën e dëmit në mjedis, gjë që vihet re qoftë edhe me një katastrofë në një platformë nafte. Incidenti i BP është një konfirmim i qartë i kësaj.

Parimi i funksionimit të një reaktori bërthamor

Burimi i nxehtësisë janë elementët e karburantit - TVEL. Në fakt, këto janë tuba të bërë nga aliazh zirkoniumi, i cili i nënshtrohet pak degjenerimit edhe në zonën e ndarjes aktive të atomeve. Brenda vendosen tableta të dioksidit të uraniumit ose kokrra të një lidhjeje uraniumi dhe molibdeni. Brenda reaktorit, këta tuba janë mbledhur në montime, secila prej të cilave përmban 18 elementë karburanti.

Në total mund të ketë gati dy mijë montime dhe ato vendosen në kanale brenda muraturës së grafitit. Nxehtësia e lëshuar mblidhet me anë të një ftohës, dhe në termocentralet moderne bërthamore ekzistojnë dy qarqe qarkullimi. Në të dytin prej tyre, uji nuk ndërvepron në asnjë mënyrë me bërthamën e reaktorit, gjë që rrit ndjeshëm sigurinë e strukturës në tërësi. Vetë reaktori ndodhet në një bosht dhe është krijuar një kapsulë e veçantë për muraturën e grafit nga e njëjta aliazh zirkoniumi (30 mm e trashë).

E gjithë struktura mbështetet në një bazë jashtëzakonisht masive prej betoni me rezistencë të lartë, nën të cilën ndodhet pishina. Shërben për të ftohur bërthamënkarburant në rast aksidenti.

Parimi i funksionimit është i thjeshtë: elementët e karburantit nxehen, nxehtësia prej tyre transferohet në ftohësin primar (natriumi i lëngshëm, deuteriumi), pas së cilës energjia transferohet në qarkun sekondar, brenda të cilit uji qarkullon nën presion të madh. Menjëherë vlon dhe avulli rrotullon turbinat e gjeneratorëve. Pas kësaj, avulli hyn në pajisjet e kondensimit, përsëri kthehet në gjendje të lëngshme, pas së cilës dërgohet përsëri në qarkun dytësor.

Historia e Krijimit

Në gjysmën e dytë të viteve 1940, në BRSS u bënë çdo përpjekje për të krijuar projekte që përfshinin përdorimin paqësor të energjisë atomike. Akademiku i famshëm Kurchatov, duke folur në një mbledhje të rregullt të Komitetit Qendror të CPSU, paraqiti një propozim për të përdorur energjinë atomike për të prodhuar energji elektrike, për të cilën vendi, duke u rikuperuar nga një luftë e tmerrshme, kishte shumë nevojë.

Në vitin 1950 filloi ndërtimi i një termocentrali bërthamor (i pari në botë, meqë ra fjala), i cili u vendos në fshatin Obninskoye, në rajonin e Kaluga. Katër vjet më vonë, ky stacion, i cili kishte një kapacitet prej 5 MW, u lëshua me sukses. E veçanta e ngjarjes qëndron edhe në faktin se vendi ynë u bë shteti i parë në botë që arriti të përdorë në mënyrë efektive atomin ekskluzivisht për qëllime paqësore.

Vazhdo punën

Tashmë në vitin 1958, filloi puna për projektimin e NPP-së Siberiane. Kapaciteti projektues u rrit menjëherë me 20 herë, duke arritur në 100 MW. Por veçantia e situatës nuk është as në këtë. Kur stacioni u dorëzua, kthimi i tij ishte 600 MW. Shkencëtarët në vetëm një çiftvite kanë arritur ta përmirësojnë projektin aq shumë, dhe së fundmi një performancë e tillë dukej krejtësisht e pamundur.

Megjithatë, termocentralet bërthamore në hapësirat e Bashkimit atëherë nuk u rritën më keq se kërpudhat. Pra, disa vjet pas termocentralit bërthamor të Siberisë, u lançua termocentrali bërthamor Beloyarsk. Së shpejti një stacion u ndërtua në Voronezh. Në vitin 1976 u vu në punë termocentrali bërthamor Kursk, reaktorët e të cilit u modernizuan seriozisht në 2004.

Në përgjithësi, termocentralet bërthamore u ndërtuan në mënyrë të planifikuar gjatë gjithë periudhës së pasluftës. Vetëm fatkeqësia e Çernobilit mund ta ngadalësonte këtë proces.

Si ishin gjërat jashtë vendit

Nuk duhet supozuar se zhvillime të tilla janë kryer ekskluzivisht në vendin tonë. Britanikët ishin të vetëdijshëm se sa të rëndësishëm mund të ishin termocentralet bërthamore, dhe për këtë arsye punuan në mënyrë aktive në këtë drejtim. Pra, tashmë në vitin 1952, ata filluan projektin e tyre për zhvillimin dhe ndërtimin e termocentraleve bërthamore. Katër vjet më vonë, qyteti i Calder Hall u bë qyteti i parë bërthamor anglez me termocentralin e tij 46 MW. Në vitin 1955, një termocentral bërthamor u vu në punë solemnisht në qytetin amerikan të Shippingport. Fuqia e tij ishte e barabartë me 60 MW. Që atëherë, termocentralet bërthamore kanë filluar marshimin e tyre triumfal në mbarë botën.

Kërcënime për atomin paqësor

Euforia e parë nga zbutja e atomit u zëvendësua shpejt nga ankthi dhe frika. Natyrisht, centrali bërthamor i Çernobilit ishte fatkeqësia më e rëndë, por aty ishte centrali Mayak, aksidente me reaktorët bërthamorë në nëndetëse bërthamore, si dhe incidente të tjera, shumë prej të cilave ndoshta nuk do t'i dimë kurrë. Pasojat e këtyre aksidentevei detyroi njerëzit të mendojnë për ngritjen e nivelit të kulturës në përdorimin e energjisë atomike. Përveç kësaj, njerëzimi e kuptoi edhe një herë se ata nuk ishin në gjendje t'i rezistonin forcave elementare të natyrës.

Shumë kore të shkencës botërore kanë diskutuar për një kohë të gjatë se si t'i bëjnë centralet bërthamore më të sigurta. Në Moskë në 1989, u mblodh një asamble botërore, bazuar në rezultatet e takimit, u nxorën përfundime në lidhje me nevojën për të forcuar rrënjësisht kontrollin mbi energjinë bërthamore.

Sot, komunitetet globale po monitorojnë nga afër se si respektohen të gjitha këto marrëveshje. Sidoqoftë, asnjë sasi vëzhgimi dhe kontrolli nuk mund të shpëtojë nga fatkeqësitë natyrore ose marrëzitë banale. Këtë e konfirmoi edhe një herë aksidenti në Fukushima-1, si pasojë e të cilit qindra milionë tonë ujë radioaktiv janë derdhur në Oqeanin Paqësor. Në përgjithësi, Japonia, në të cilën termocentrali bërthamor është mjeti i vetëm për të siguruar nevojat gjigante të industrisë dhe të popullsisë me energji elektrike, nuk e ka braktisur programin e ndërtimit të centralit bërthamor.

Klasifikimi

Të gjithë termocentralet bërthamore mund të klasifikohen sipas llojit të energjisë së prodhuar, si dhe sipas modelit të reaktorit të tyre. Gjithashtu merren parasysh shkalla e sigurisë, lloji i konstruksionit, si dhe parametra të tjerë të rëndësishëm.

Kështu klasifikohen sipas llojit të energjisë së prodhuar:

• Trancat bërthamore. E vetmja energji që prodhojnë është energjia elektrike.
• Termocentralet bërthamore. Përveç energjisë elektrike, këto objekte prodhojnë edhe nxehtësi, gjë që i bën ato veçanërisht të vlefshme për vendosjen në qytetet veriore. Atje, funksionimi i një termocentrali bërthamorlejon të reduktohet ndjeshëm varësia e rajonit nga furnizimet me karburant nga rajone të tjera.

Karburanti i përdorur dhe karakteristika të tjera

Më të zakonshmet janë reaktorët bërthamorë që përdorin uranium të pasuruar si lëndë djegëse. Ftohësi është ujë i lehtë. Reaktorë të tillë quhen reaktorë të ujit të lehtë dhe ekzistojnë dy lloje të tyre. Në rastin e parë, avulli që përdoret për rrotullimin e turbinave formohet në bërthamën e reaktorit.

Për formimin e avullit në rastin e dytë, përdoret një sistem ftohës, për shkak të të cilit uji nuk hyn në bërthamë. Nga rruga, zhvillimi i këtij sistemi filloi tashmë në vitet '50 të shekullit të kaluar, dhe zhvillimet ushtarake amerikane shërbyen si bazë për të. Në të njëjtën kohë, BRSS zhvilloi një reaktor të tipit të parë, por me një sistem moderator, në rolin e të cilit përdoreshin shufra grafiti.

Kështu u shfaq reaktori i ftohur me gaz, i cili përdoret nga shumë termocentrale bërthamore në Rusi. Përshpejtimi i shpejtë i ndërtimit të stacioneve të këtij modeli të veçantë ishte për faktin se reaktorët prodhonin plutonium të shkallës së armëve si një nënprodukt. Përveç kësaj, edhe uraniumi natyror i zakonshëm, depozitat e të cilit në vendin tonë janë shumë të mëdha, është i përshtatshëm si lëndë djegëse për këtë varietet.

Një lloj tjetër reaktori që është mjaft i përhapur në mbarë botën është modeli i ujit të rëndë i ushqyer nga uraniumi natyror. Në fillim, modele të tilla u krijuan nga pothuajse të gjitha vendet që kishin akses në reaktorët bërthamorë, porsot, vetëm Kanadaja është ndër shfrytëzuesit e tyre, në zorrët e së cilës gjenden depozitat më të pasura të uraniumit natyror.

Si janë përmirësuar reaktorët?

Së pari, çeliku i zakonshëm u përdor për prodhimin e veshjeve të shufrave të karburantit dhe kanaleve të qarkullimit. Në atë kohë, nuk dihej ende për lidhjet e zirkonit, të cilat janë shumë më të përshtatshme për qëllime të tilla. Reaktori u ftoh me ujë të furnizuar nën presion prej 10 atmosferash.

Avulli i lëshuar në të njëjtën kohë kishte një temperaturë prej 280 gradë. Të gjitha kanalet në të cilat ndodheshin shufrat e karburantit u bënë të lëvizshme, pasi ato duhej të zëvendësoheshin relativisht shpesh. Fakti është se në zonën e aktivitetit të karburantit bërthamor, materialet i nënshtrohen mjaft shpejt deformimit dhe shkatërrimit. Në fakt, elementët strukturorë në bërthamë janë projektuar për 30 vjet, por në raste të tilla, optimizmi është i papranueshëm.

Shufra karburanti

Në këtë rast, shkencëtarët vendosën të përdorin një variant me ftohje tubulare të njëanshme. Ky dizajn redukton në mënyrë dramatike shanset e futjes së produkteve të ndarjes në qarkun e shkëmbimit të nxehtësisë edhe në rast të dëmtimit të elementit të karburantit. E njëjta lëndë djegëse bërthamore është një lidhje e uraniumit dhe molibdenit. Kjo zgjidhje bëri të mundur krijimin e pajisjeve relativisht të lira dhe të besueshme që mund të funksionojnë në mënyrë të qëndrueshme edhe në temperatura shumë të larta.

Çernobil

Sado e çuditshme mund të duket, por Çernobili famëkeq, termocentrali bërthamor i të cilit u bë simbol i fatkeqësive të bëra nga njeriu të shekullit të kaluar, ishte një triumf i vërtetë i shkencës. Në atë kohë, në ndërtimin dhe projektimin e tij përdoreshin teknologjitë më të avancuara. Vetëm fuqia e reaktorit arriti në 3200 MW. Karburanti ishte gjithashtu i ri: dioksidi i uraniumit natyror i pasuruar u përdor për herë të parë në termocentralin bërthamor të Çernobilit. Një ton karburant i tillë përmban vetëm 20 kilogramë uranium-235. Në total, 180 ton dioksid uraniumi u ngarkuan në reaktor. Ende nuk dihet saktësisht se kush dhe për çfarë qëllimi vendosi të kryente një eksperiment në stacion që binte ndesh me të gjitha rregullat e mundshme të sigurisë.

Centralet bërthamore në Rusi

Nëse nuk do të ishte fatkeqësia e Çernobilit, në vendin tonë (me shumë mundësi) do të vazhdonte ende programi për ndërtimin më të gjerë dhe më të përhapur të centraleve bërthamore. Në çdo rast, kjo ishte qasja e planifikuar në BRSS.

Në përgjithësi, menjëherë pas Çernobilit, shumë programe filluan të kufizohen masivisht, gjë që çoi menjëherë në një rritje të çmimeve për shumë lloje "miqësore ndaj mjedisit" të transportuesve të nxehtësisë. Në shumë zona, ata u detyruan t'i riktheheshin ndërtimit të termocentraleve, të cilët (përfshirë) madje punojnë me qymyr, duke vazhduar të ndotin në mënyrë monstruoze atmosferën e qyteteve të mëdha.

Në mesin e viteve 2000, qeveria megjithatë kuptoi nevojën për të zhvilluar programin bërthamor, pasi pa të do të ishte thjesht e pamundur të siguronte shumë rajone të vendit tonë me sasinë e nevojshme të energjisë.

Sa termocentrale bërthamore kemi sot në vendin tonë? Vetëm dhjetë. Po, këto janë të gjitha termocentrale bërthamore ruse. Por edhe ky numër gjeneron më shumë se 16% të energjisë që konsumohetqytetarët tanë. Kapaciteti i të 33 njësive të energjisë që funksionojnë si pjesë e këtyre centraleve bërthamore është 25.2 GW. Pothuajse 37% e nevojave për energji elektrike të rajoneve tona veriore mbulohen nga termocentralet bërthamore.

Një nga më të famshmit është termocentrali bërthamor i Leningradit, i ndërtuar në vitin 1973. Aktualisht, është duke u zhvilluar intensivisht ndërtimi i fazës së dytë, i cili do të lejojë rritjen e kapacitetit të prodhimit (4 mijë MW) të paktën dy herë.

NPP ukrainase

Bashkimi Sovjetik bëri shumë, duke përfshirë zhvillimin e energjisë në republikat e bashkimit. Kështu, Lituania në një kohë mori jo vetëm një infrastrukturë të shkëlqyeshme dhe shumë ndërmarrje industriale, por edhe NPP Ignalina, e cila deri në vitin 2005 ishte një "pulë me pockmarked" e vërtetë, duke siguruar pothuajse të gjithë rajonin e Balltikut me çmim të lirë (dhe të vetin!). Energjia.

Por dhurata kryesore iu bë Ukrainës, e cila mori katër termocentrale njëherësh. NPP Zaporozhye është përgjithësisht më i fuqishmi në Evropë, duke dhënë 6 GW energji menjëherë. Në përgjithësi, termocentralet bërthamore të Ukrainës i japin asaj mundësinë që në mënyrë të pavarur të sigurojë energji elektrike, me të cilën Lituania nuk mund të mburret më.

Tani po funksionojnë të njëjtat katër stacione: Zaporozhye, Rivne, jug-ukrainas dhe Khmelnitsky. Në kundërshtim me besimin popullor, blloku i tretë i termocentralit bërthamor të Çernobilit vazhdoi të funksionojë deri në vitin 2000, duke furnizuar rregullisht rajonin me energji elektrike. Për momentin, 46% e të gjithë energjisë elektrike të Ukrainës prodhohet nga termocentralet bërthamore të Ukrainës.

Ambiciet e çuditshme politike të autoriteteve në vend çuan në faktin se në vitin 2011 ishteu mor një vendim për zëvendësimin e elementeve të karburantit rusë me ato amerikane. Eksperimenti dështoi plotësisht dhe pothuajse 200 milionë dollarë dëme iu shkaktuan industrisë ukrainase.

Perspektivat

Sot, përfitimet e atomit paqësor kujtohen përsëri në të gjithë botën. Një qytet i tërë mund të furnizohet me energji nga një termocentral i vogël dhe primitiv bërthamor, i cili harxhon rreth 2 tonë karburant në vit. Sa gaz ose qymyr do të duhet të digjet gjatë së njëjtës periudhë? Pra, perspektivat për teknologjinë janë të mëdha: llojet tradicionale të energjisë janë vazhdimisht në rritje në çmim dhe numri i tyre po zvogëlohet.