Атомніелектростанції, Стаття у журналі «Молодий ученый»
Рубрика: Технічні науки
Бібліографічний опис:
Атомна електростанція (АЕС) - електростанція, в якій атомна (ядерна) енергія перетворюється на електричну. Генератором енергії на АЕС є атомний реактор. Тепло, яке виділяється в реакторі в результаті ланцюгової реакції поділу ядер деяких важких елементів, потім так само, як і на звичайних теплових електростанціях (ТЕС), перетворюється на електроенергію. На відміну від ТЕС, що працюють на органічному паливі, АЕС працює на ядерному паливі (в основі 233 U, 235 U, 239 Pu). Встановлено, що світові енергетичні ресурси ядерного пального (уран, плутоній та ін.) суттєво перевищують енергоресурси природних запасів органічного палива (нафта, вугілля, природний газ та ін.). Це відкриває широкі перспективи задоволення швидко зростаючих потреб у паливі. Крім того, необхідно враховувати обсяг споживання вугілля і нафти, що все збільшується, для технологічних цілей світової хімічної промисловості, яка стає серйозним конкурентом теплових електростанцій. Незважаючи на відкриття нових родовищ органічного палива та вдосконалення способів його видобутку, у світі спостерігається тенденція до відносного збільшення його вартості. Це створює найважчі умови для країн, які мають обмежені запаси палива органічного походження. Очевидною є необхідність найшвидшого розвитку атомної енергетики, яка вже займає помітне місце в енергетичному балансі низки промислових країн світу [1].
I. Атомні електростанції
1.1. Типи атомних електростанцій
На атомних електростанціях, як і і на електростанціях, що працюють на органічному паливі (ТЕС), здійснюється процесперетворення енергії, що міститься в робочому середовищі (парі), на електричне. Відмінність між процесами, що відбуваються на АЕС і ТЕС, полягає лише в тому, що в одному випадку використовується енергія, що виділяється при розпаді важких елементів (які застосовують як паливо), а в іншому — при горінні органічного палива.
Атомні станції можуть бути конденсаційними електростанціями (АКЕС) та теплоелектроцентралями (АТЕЦ). Вони становлять основу переважної більшості чинних АЕС у країнах колишнього СРСР. Атомна енергія може використовуватися також і для цілей теплопостачання: атомні станції промислового теплопостачання (АСТП). Такі станції вже є у низці країн далекого зарубіжжя. Розробка АСТП у період існування СРСР стало досить специфічним етапом у розвитку ядерної енергетики, оскільки було здійснено принципово новий підхід у забезпеченні безпеки АЕС.
Паливом для АЕС є ядерне паливо, що міститься в твелах, що являють собою тепловиділяючі зборки (ТВЗ). Для потужних сучасних реакторів завантаження складає від 40 до 190 тонн. Особливість процесу у тому, що маса вивантажуваних після відпрацювання певного терміну ТВС така сама, як і маса свежезагружаемых. Відбувається лише часткова заміна ядерного палива на продукти розподілу. Паливо, що вивантажується з реактора, має все ще значну цінність. Тому для АЕС витрата ядерного пального не є характерною величиною, а рівень використання внутрішньоядерної енергії характеризується глибиною вигоряння [2].
Важливо можливі численні типи ядерних реакторів. Однак практично доцільних конструкцій не так багато. У таблиці 1 показані доцільні (+) та недоцільні (-) поєднання сповільнювача та теплоносія.