Nuclearcentrale electrice, articol în revista „Tânăr om de știință”
Categoria: Științe inginerie
Descriere bibliografică:
O centrală nucleară (CNP) este o centrală electrică în care energia nucleară (nucleară) este convertită în energie electrică. Generatorul de energie dintr-o centrală nucleară este un reactor nuclear. Căldura care este eliberată în reactor ca urmare a unei reacții în lanț de fisiune nucleară a unor elemente grele, apoi, la fel ca în centralele termice convenționale (TPP), este transformată în energie electrică. Spre deosebire de centralele termice care funcționează pe combustibili fosili, centralele nucleare funcționează cu combustibil nuclear (pe baza 233 U, 235 U, 239 Pu). S-a stabilit că resursele energetice mondiale de combustibil nuclear (uraniu, plutoniu etc.) depășesc semnificativ resursele energetice ale rezervelor naturale de combustibili fosili (petrol, cărbune, gaze naturale etc.). Acest lucru deschide perspective largi pentru satisfacerea cererii de combustibil în creștere rapidă. În plus, este necesar să se țină cont de consumul tot mai mare de cărbune și petrol pentru scopurile tehnologice ale industriei chimice globale, care devine un concurent serios al centralelor termice. În ciuda descoperirii de noi zăcăminte de combustibil organic și a îmbunătățirii metodelor de extracție a acestuia, lumea tinde să crească relativ costul său. Acest lucru creează cele mai dificile condiții pentru țările cu rezerve limitate de combustibili fosili. Există o nevoie evidentă de dezvoltare rapidă a energiei nucleare, care ocupă deja un loc proeminent în balanța energetică a unui număr de țări industriale ale lumii [1].
I. Centrale nucleare
1.1. Tipuri de centrale nucleare
La centralele nucleare, precum și la centralele care funcționează cu combustibili fosili (TPP), se efectuează un procestransformarea energiei conţinute în mediul de lucru (aburul) în energie electrică. Diferența dintre procesele care au loc la centralele nucleare și la centralele termice este doar că, într-un caz, se folosește energia eliberată în timpul degradarii elementelor grele (utilizate ca combustibil), iar în celălalt caz, în timpul arderii combustibilului organic .
Centralele nucleare pot fi centrale în condensare (AKES) și centrale termice și electrice combinate (ATES). Ele formează baza marii majorități a centralelor nucleare care funcționează în prezent în țările fostei URSS. Energia nucleară poate fi folosită și numai în scopuri de furnizare de căldură: centrale nucleare de alimentare cu căldură industrială (ASTP). Astfel de stații există deja într-un număr de țări din străinătate. Dezvoltarea ASTP în timpul existenței URSS a fost o etapă foarte specifică în dezvoltarea energiei nucleare, deoarece a fost implementată o abordare fundamental nouă în asigurarea securității centralelor nucleare.
Combustibilul pentru centralele nucleare este combustibilul nuclear conținut în barele de combustibil, care sunt ansambluri de combustibil (FA). Pentru reactoarele moderne puternice, încărcarea variază de la 40 la 190 de tone. Particularitatea procesului este că masa ansamblurilor de combustibil descărcate după o anumită perioadă de timp este aceeași cu masa celor proaspăt încărcate. Există doar o înlocuire parțială a combustibilului nuclear cu produse de fisiune. Combustibilul descărcat din reactor este încă de o valoare semnificativă. Prin urmare, pentru centralele nucleare, consumul de combustibil nuclear nu este o valoare caracteristică, iar gradul de utilizare a energiei intranucleare este caracterizat de adâncimea de ardere [2].
În principiu, sunt posibile numeroase tipuri de reactoare nucleare. Cu toate acestea, nu există multe modele practic utile. Tabelul 1 prezintă combinații rezonabile (+) și nerezonabile (-) de moderator și lichid de răcire.