Другие разделы курса Атомная энергетика. Ядерные реакторы АЭС. Атомный флот

Характеристика Ленинградской АЭС

ЛАЭС самая большая и одна из самых старых атомных электростанций в Балтийском и Баренц экологических регионах.

Карта южного берега Финского залива с опасными объектами

Карта южного берега Финского залива с опасными объектами
Она расположена на южном берегу Финского залива Балтийского моря, в 80 км к западу от центра Санкт-Петербурга, 70 км из Эстонии и 100 км из Финляндии.
Первый энергоблок ЛАЭС с Реактором Большой Мощности, Канальным электрической мощностью 1000 МВт (РБМК-1000), был запущен 22 декабря 1973 года. Это был первый в мире энергоблок поколения атомных реакторов, получивших впоследствии называние "чернобыльской" серии.

Следующие энергоблоки такого же типа начали производить электроэнергию на ЛАЭС в 1975, 1979 и 1981 годах. Реакторы этого типа строились только на территории бывшего СССР: на Украине и в Литве.

На АЭС эксплуатируются 4 энергоблока электрической мощностью 1000 МВт каждый. 

Расчетный срок службы первого блока оценивается до 2018 года, второй — до 2020 года, а третий и четвертый — до 2025 года.

Также ведётся сооружение замещающих мощностей действующей атомной станции: строятся два энергоблока типа ВВЭР-1200. Заказчик-застройщик проекта - АО «Концерн Росэнергоатом»; генеральный проектировщик - АО «АТОМПРОЕКТ», генеральный подрядчик - АО «КОНЦЕРН ТИТАН-2».

ЛАЭС 1: Реактор РБМК-1000ЛАЭС 1: Реактор РБМК-1000

1. Активная зона реактора
3. Тракты технологических каналов
5. Главный циркуляционный насос (ГЦН)
7. Барабан - сепаратор (БС)
9. Нижняя биологическая защита
11. Нижние водяные коммуникации
13. Верхнее перекрытие

2. Опорная металлоконструкция
4. Водяная защита
6. Разгрузочно-разгрузочная машина (РЗМ)
8. Верхняя биологическая защита
10. Боковая биологическая защита
12. Пароводяные коммуникации
14. Плитный настил

Реактор размещен в железобетонной шахте на опорной конструкции и окружен со всех сторон биологической защитой, которая защищает все живое от смертельного излучения.

Внутриреакторное пространство заполнено графитовыми блоками с вертикальными цилиндрическими отверстиями. В них вставлены трубы - технологические каналы (ТК) в которых размещены тепловыделяющие сборки (ТВС) с топливом в виде таблеток двуокиси урана с начальным обогащением 2.4% по U235. Стержни управления и защиты (СУЗ) реактора также расположены в ТК.

Опыт эксплуатации реакторов РБМК-1000 показал, что в случае необходимости возможна замена ТК и каналов СУЗ на остановленном и расхоложенном реакторе.
Замена отработавших тепловыделяющих сборок (сгоревшего ядерного топлива) может производиться без остановки реактора. Это считается преимуществом реакторов РБМК-1000 перед реакторами с водой под давлением (типа ВВЭР), где такие операции возможны только на остановленном и расхоложенном реакторе.
Отработавшее топливо в момент изъятия из реактора имеет очень высокий уровень излучения, поэтому эта операция проводится с помощью специальной разгрузочно-загрузочной машины (РЗМ).

Быстрые нейтроны, возникающие в реакторе в результате ядерной реакции, благодаря замедлителю-графиту, становятся тепловыми нейтронами. При их взаимодействии с урановым топливом в ТВС происходит выделение тепла.

Обессоленная вода (теплоноситель), движущаяся снизу вверх внутри ТК охлаждает ТВС, снимая выделяемую тепловую энергию. По мере продвижения вода прогревается и частично превращается в пар в верхней части ТК.

Графит в реакторе тоже нуждается в охлаждении. Оно обеспечивается циркуляцией смеси гелия и азота в зазоре между внешней стороной ТК и графитовой кладкой.
Каждый из четырех энергоблоков ЛАЭС состоит из следующего оборудования:
Реактор РБМК-1000,

Реактор РБМК-1000, содержащий около 1700 ТК, в которых содержатся 190 тонн уранового топлива.

Два турбины конденсационные типа K-500 - 65/3000 мощностью 500 МВт каждая.

Два турбогенератора типа TВ В-500 мощностью 500 МВт каждый.

Пароводяная смесь, после выхода из реактора попадает в барабан-сепаратор, откуда выделенный пар и поступает на турбину, а вода вновь поступает в реактор.
Пар поступает на турбину, где отдает часть энергии, вращая турбинные лопатки. Отработанный пар поступает в конденсатор и превращается в воду благодаря охлаждению через теплообменник морской водой из Балтийского моря.
После очистки, подогрева и деаэрирования этот конденсат смешивается с питательной водой в барабан-сепараторе и с помощью главного циркуляционного насоса снова поступает в технологические каналы в нижней части реактора. На выходе из реактора пароводяная смесь имеет температуру 270°C и содержит 14.5% пара.
Турбинный зал первой очереди ЛАЭСТурбинный зал первой очереди ЛАЭС
Четыре энергоблока ЛАЭС объединены попарно в так называемые первую и вторую очередь. Каждая (очередь) пара энергоблоков имеет свой заборный и сбросной каналы морской воды для охлаждения конденсаторов турбин.
Все реакторы ЛАЭС расположены в отдельных зданиях. А четыре турбины с турбогенераторами, которые работают с реакторами первой очереди станции, расположены в одном здании на берегу Финского залива.
Для охлаждения конденсаторов турбин первой очереди ЛАЭС требуется 100 м3/сек воды из Балтийского моря.

Вторая очередь ЛАЭС, имеющая некоторые технические усовершенствования по сравнению с первой очередью станции также состоит из двух реакторов РБМК-1000 и четырех турбин. Вторая очередь станции расположена в 2 км к западу от первой очереди.

Проектная выработка энергии на ЛАЭС - 28 миллиардов киловатт-часов в год. Это примерно третья часть электричества производимого в Санкт-Петербурге и области.

ПОЧЕМУ СЧИТАЛОСЬ ВЫГОДНЫМ СТРОИТЬ РЕАКТОРЫ РБМК:

Создание реактора РБМК было относительно дешево. Не требовалось очень прочного и дорогого корпуса как у реакторов с водой под давлением типа ВВЭР или (PWR). Кроме того, для создания реактора РБМК можно было использовать научный и технологический опыт создателей военных реакторов для наработки плутония для атомного оружия. Ведь это реакторы одного типа! Таким образом, не надо было вкладывать деньги в дополнительные научные исследования и конструкторские эксперименты.

Реакторы РБМК могут быть использованы для производства оружейного плутония. Кроме того, в технологических каналах активной зоны реактора можно дозировано облучать различные материалы, которые могут приобретать новые полезные свойства. Это расширяет технологические возможности использования этих реакторов.

НЕДОСТАТКИ ЭНЕРГОБЛОКОВ С РЕАКТОРАМИ РБМК:

Отсутствие системы локализации аварий и быстродействующей подсистемы аварийного охлаждения активной зоны реакторов РБМК-1000 первого поколения (1-й и 2-й энергоблоки первой очереди ЛАЭС). Эта система на реакторах следующего поколения (на второй очереди ЛАЭС) позволяет проливать на активную зону охлаждающую воду в случае ее разрушения и утраты штатной системы охлаждения.

Отсутствие прочного внешнего колпака (контаймента), как у реакторов ВВЭР.

Строительные конструкции помещений, где расположен реактор рассчитаны на внутренне избыточное давление 0.4 кг/см2. Из-за этого, радиоактивность, вышедшая при аварии из реактора не локализуется внутри контаймента и может попадать в окружающую среду. Кроме того, эти конструкции не могут защитить реактор от разрушения при падении современного тяжелого самолета, как это было, например, в Нью-Йорке 11 сентября 2000 года.

Конструктивная особенность (неустранимый недостаток) реактора - замедлителем нейтронов является графит, а не вода, как в реакторах ВВЭР. Поэтому при аварии с потерей теплоносителя (охлаждающей воды) в любом из 1693 технологическом каналах реактора реакция с выделением тепла в топливе продолжится. Это может привести разрушению топливной сборки и выбросу в окружающую среду очень опасных радиоактивных элементов. Такие аварии неоднократно случались на реакторах этого типа.

Не существует технологии переработки или надежной изоляции высокоактивных ядерных отходов - отработавшего ядерного топлива, которое будет представлять опасность многие тысячи лет. В настоящее время за 30 лет работы ЛАЭС уже скопилось в бассейнах в 90 м от Балтийского моря около 4.000 тонн высокоактивных отходов, что эквивалентно радиоактивности примерно 50 чернобыльских катастроф.
Дешевизна, возможность относительно быстрой реализации проекта и упомянутые выгоды энергоблоков с реактором РБМК-1000 были главными мотивами выбора реакторов этого типа. Проблема ядерной и радиационной безопасности в то время не воспринимались как значимые. Энергоблоки с реакторами этого типа строились только в Советском Союзе. Так, в России было построено 11 энергоблоков (Ленинградская АЭС - 4, Курская АЭС - 4, Смоленская АЭС - 3), в Украине - 4 энергоблока Чернобыльской АЭС и в Литве - 2 энергоблока РБМК-1500 на Игналинской АЭС.

На главную