23 Билет

ЖЭО-ның жылу балансын айтыңыз.

Атом электрстанциялары (АЭС).

Энергетикалық баланс (energy balance) – энергияның түзілу процесін және оны тұрғындарға үнемдеп беру процесін сипаттайтын, біржағынан қаншы энергия тұтынылғанын, ал екінші жағынантиімді энергия суммасымен, оның шығынын көрсететін көрсеткіш жүйесі.

қазіргі заманғы жылу мен электр энергиясын бір қондарғыдаөндіру КЭА- те электрэнергиясын және қазандықтарда жылуды жеке өндірудегі жанатын отынды 25% -ға үнемдеуге көмектеседі.

АЭС

24 Билет

Реактор типі ВВЭР АЭС – ң қағидалы технологиялық сұлбасы

ГЭС-ың қарапайым схемасын сызып, оның жұмыс жасау тәсілін түсіндіріп, сипаттама беріңіз.

Условная схема энергоблока с водо-водяным реактором. 1 — реактор, 2 — топливо, 3 — регулирующие стержни, 4 — приводы СУЗ, 5 — компенсатор давления, 6 — теплообменные трубки парогенератора, 7 — подача питательной воды в парогенератор, 8 — цилиндр высокого давления турбины, 9 — цилиндр низкого давления турбины, 10 — генератор, 11 — возбудитель, 12 — конденсатор, 13 — система охлаждения конденсаторов турбины, 14 — подогреватели, 15 — турбопитательный насос, 16 — конденсатный насос, 17 — главный циркуляционный насос, 18 — подключение генератора к сети, 19 — подача пара на турбину, 20 — гермооболочо

25 Билет

СуЭС қуаты қалай анықталады, оның техника-экономикалық көрсеткіштері жайлы не білесіз?

Реактор типі БН АЭС – ң қағидалы технологиялық сұлбасы.

26 Билет

Атом электрстанцияларының технологиялық сұлбасы

Уран атомы ыдырағанда энергия қандай заңдылық негізінде бөлінеді?

Жылдам нейтрондармен жұмыс жасайтын реакторлы АЭС схемасы 3.21 суретте көрсетілген. Ол екі немесе үш контурлы болады. Жылу таратқыш ретінде сұйық метал қолданылады.

Жалпы жылдам нейтрондарды тікелей пайдаланудың үлкен қиыншылықтары бар: нейтрондардың бойындағы энергияны және олардың қозғалу жылдамдығын сақтау кажет; сонымен бірге осы күшті нейтрон ағынына «үйрену» керек. Miнe, осындай талаптарға орай, олар жүретін жерде, оларды бойына сіңіретін немесе олардың энергиясын азайтатын заттардың болмағаны дұрыс. Жақсы салқындатқыш болғанмен, нейтрондардың жылдамдығына әсер етуіне байланысты, қалыпты суды нейтрондарды бойына өте аз сіңіретін және олардың жылдамдығына да әсер етпейтін сұйық натриймен алмастырудың тиімділігі дәлелденіп отыр.

Күшті нейтрон ағынына «үйрену» дегеніміз, ең алдымен материалдарға қойылатын талаптарды қанағаттандыру керек деген сөз. Күшті нейтрон ағынында жұмыс жасаған уақытта, онда қолданылатын конструкциялық материалдардың төзімділігі азаяды. Жылдам нейтрон сәулелері материалдардың атомдарын өздерінің кристалды торда бекітілген жерлерінен «ұрып» шығарады. Осыған байланысты күшті нейтрон ағынына төзімді жаңа материалдар жасау керек.

Тек ғылыми-техникалық тұрғыдан ғана емес, экономикалық тұрғыдан да шешуді қажет ететін, жоғарыда айтылған мәселелерден күрделірек, біраз мәселелер бар. Мысалы, 238 U-нан алынған плутонийді реакцияға түспеген 238 U-нан, нептуний және басқа да жоғары радиоактивті бөліну өнімдерінен ажыратып алу қажет.

Тағы бір жай, жылдам нейтрондармен жұмыс жасайтын ядролық реакторлар кен қолдау тапқан уақытта, ядролық отынды қайта өңдеу негізінде, жеткілікті мөлшерде плутоний өндіретін заводтар салынуы керек. Ал мұндай өндіріс орындары оларда аса жоғары радиоактивті материалдар болуына байланысты мол каржы жұмсауды қажет етеді.

Жалпы отын өндіру коэффициенті, егер де ядролық отын ретінде 235U емес 239Ри пайдаланылса, жоғары болады. Оның себебі 239Ри ядросы бөлінген уақытта орта есеппен 3 нейтрон, ал 235U ядросы белінген уақытта орта есеппен 2,46 нейтрон бөлінеді. Бұл жылдам нейтрондармен жұмыс жасайтын ядролық реакторда табиғи уранмен бірге плутонийді де пайдаланған тиімді болатынын байқатады.

Жылдам нейтрондарда жұмыс жасайтын ядролық реактор — жоғары кернеулі қондырғы. Оның 1 л көлемінің өзіндік жылу бөлу энергиясы 1000 кВт мөлшерінде. Бұл, әрине, өз тарапынан жаңа мәселелерді туғызады. Жалпы айтқанда, жылдам нейтрондарды тікелей атом реакторларында пайдаланудың тиімділігі мен келешегі мол.

Атом техникасында «ядролық реактордың реактивтігі» деген түсінік бар. Ол реакторда жүріп жаткан процестің жағдайын — ядролық реакция өсіп келе ме (бұл уақытта реактордың қуаты артады) немесе керісінше, азая ма (бұл уақытта реактордың қуаты азаяды)—көрсетеді. Бірінші жағдайда реактордың реактивтігі — оң, ал екінші жағдайда — теріс деп айтылады. Оң реактивті жағдайда, пайда болып жатқан нейтрондардың мөлшері тиімді түрде жұмсалынып жатқан, не басқа бір жолдармен жоғалып жатқан барлық нейтрондардың мөлшерінен көп, ал теріс реактивті жағдайда аз болады.

Пайда болып жатқан нейтрондардың мөлшері барлық жұмсалып жатқан нейтрондардың мөлшеріндей болса, онда реактордың қуаты өзгермейді, ол бір қалыпты жағдайда жұмыс жасайды. Бұл жоғарыда айтылған реттегіш өзектердің көмегімен іске асырылады

2 ,,

Дүниені дүр сілкіндіріп Чернобыль апаты келді (1986 жыл). Чернобыль АЭС-ның төртінші блогында үлкен жарылыс болып, реакторда бар радиоактивті заттың 4%-і коршаған ортаға тарады. Осы апаттың әсерін сезіну үшін оны Хиросимадағы атом бомбасының жарылысымен салыстырып көрейік. Егер онда бомба жарылғанда 740 г радиоактивті зат бөлінген болса, Чернобыльда 600 кг-нан аса радиоактивті зат бөлініп, көп адам шығын болды. Радиусы 30 км жердей 93 мың адам көшірілді.

Бұл апат дүние жүзі ғалымдарын, барлық халықтарды қатты ойландырды. Әйтсе де, тек Швеция үкіметі ғана елдегі атом реакторларын салу жұмыстарын толық тоқтатып, алдағы уакытта, жоспарлы түрде, қазіргі жұмыс жасап тұрған реакторлардың да жұмысын доғару туралы шешім қабылдады. Ал Франция мен Ұлыбританияда, АҚШ пен Жапонияда атом-энергетикалық жоспарлар толық орындалуда және жаңа станциялар салу жоспарлары жасалуда.

Енді осы апат жайымен егжей-тегжейлі танысайық. Чернобыль АЭС-ына кәдуілгі сумен салқындатылатын уран-графит каналды реакторлары орнатылған. Бұдан отыз жылдан аса уақыт бұрын іске қосылған Обнинск қаласындағы дүние жүзіндегі алғашқы АЭС-да да осы негізде жұмыс жасайтын реакторлар қойылған еді. Кейінірек мұндай кондырғылар Белоярск АЭС-сында сынақтан өтті.

Ұзақ жылдар нәтижелі жұмыс жасауына байланысты аса қуатты қондырғылар шығарыла бастады. Қуаты 1 млн. кВт (1000 МВт) болатын алғашқы РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный — зор қуатты каналды реактор) реакторы Санкт-Петербург АЭС-сында 1973 жылы іске қосылды. Ұзақ жылдар бойы сенімді жұмыс жасаған бұл реакторға да, басқа да осындай реакторларға да мамандар ешбір айып тақпады.

Енді кысқа ғана техникалық анықтама берейік. Мың меговатт — бұл ядролық энергетикалық қондырғының электрлік қуаты, ал жылулық қуаты бұдан әлдеқайда артық (3200 МВт) болады. Реактор қайнаған сумен бір контурлы схема негізінде салқындатылады. Оның ретінде нашар байытылған уранның қос тотығы пайдаланылады. Оның әрбір тоннасының құрамында 20 кг ядролық отын бар. Реакторға бірден 180 т уран салынып, бәсеңдеткіш ретінде графит пайдаланылады. Турбинаға берілетін будың температурасы 280°С-ка, ал қысымы 65*10⁵ Па-ға жетеді.

Бұрын ешуақытта да болуы мүмкін емес деп тұжырымдаған апат қалай болды?

Мұндай реакторлы қондырғыны жасаушылар техникалық кауіпсіздендіру құралдары бірінің артынан бірі әдейі ажыратылған жағдайда және реактор дұрыс жұмыс жасамаған уақытта іске қосылатын қауіпсіздендіру жүйесін жасауды ойластырмаған, себебі, олар мұндай жағдайлардың қатар болуы мүмкін емес деп есептеген. Станция еңбеккерлері реакторды тексеру жұмыстарының жоспарын жасағанда, тексеру жұмыстарын ұйымдастырып, оны жүргізген уақытта, дайындық және басқа да жұмыстарды жүргізгенде, олардың жүргізілу тәртібін дөрекі бұзып, үлкен қателіктер жіберген. Жіберілген қателіктер апаттың түпкі себебі болған.

Алдағы уақытта мұндай реакторлар салынады ма? Алдағы уақытта мұндай реакторлармен жабдықталған АЭС салынбайды, бірақ салынып жатқан Смоленск станцнясына үшінші және төртінші блоктар, Игналинск станциясына үшінші блок, Курск станциясына бесінші және алтыншы блоктар орнатылатын болады. Мұндай реакторлардың жаңа станцияларға қойылмауының басты себебі — олардың сенімсіздігі емес, су-сулы реакторлардың экономикалық жағынан тиімд іболуында. Су-сулы реакторлар өз жұмысын өздігінен реттей алады: егер олардың температурасы шекті шамадан асып кететiн болса, реакция бірден тоқтай бастайды.

Атом энергетиктері Чернобыль апатынан нақтылы қорытындылар шығарып, ТМД-дағы барлық атом станцияларының сенімді жұмыс жасауын қамтамасыз ету мақсатында көптеген косымша шаралар жасады. Әсіресе, оларда еңбек ететін адамдардың білім деңгейіне айрықша талаптар қойылды. Атом энергетикасы жалпы энергетиканың дамуында өз орнын алатын болады.