Ядерные энергетические реакторы

Перечень материалов

Курс лекций по учебной дисциплине, тематика и материалы для проведения практических занятий и курсового проектирования, вопросы к экзамену, учебная программа, учебно-методические, справочные и нормативные материалы.

Пояснительная записка

Цели ЭУМК:

повышение эффективности и качества образовательных услуг за счет обеспечения студентов комплектом учебных и учебно-методических материалов, позволяющим углубленно или самостоятельно изучать дисциплину «Ядерные энергетические реакторы». ЭУМК также может быть использован преподавателями сходных дисциплин для подготовки к лекционным и практическим занятиям, организации курсового проектирования.

Особенности структурирования и подачи учебного материала:

ЭУМК включает следующие разделы: теоретический (курс лекций по учебной дисциплине), практический (тематика и материалы для проведения практических занятий и курсового проектирования), контроля знаний (вопросы к экзамену) и вспомогательный (учебная программа по дисциплине, рекомендуемые учебно-методические, справочные и нормативные материалы.

Рекомендации по организации работы с УМК:

рекомендуется последовательно изучать материалы теоретического раздела с последующим закреплением полученных знаний в ходе решения задач на практических занятиях, а затем переходить к разработке курсового проекта.

2

2.1.5.Системы безопасности ЯЭУ для действующих АЭС с ВВЭР 1000 68

2.1.6.Отличительные особенности ЯЭУ с ВВЭР 1200 по проекту АЭС

9.2 Расчет основных геометрических характеристик канала и активной зоны

9.3.3Определение координаты точки начала поверхностного кипения . 154

9.4Определение координаты точки начала развитого объемного кипения

6

ВВЕДЕНИЕ

Электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК) разработан в соответствии с учебным планом специальности 1-43 01 08 «Паротурбинные установки атомных электрический станций станции» и предназначен для самостоятельного изучения дисциплины «Ядерные энергетические реакторы» студентами указанной специальности дневной. ЭУМК также может быть использован преподавателями сходных дисциплин для подготовки к лекциям и организации практических занятий.

Цель изучения курса – освоение фундаментальных законов и методик расчета ядерных энергетических реакторов (ЯЭР). Задача освоения курса – дать будущему инженеру теплоэнергетику общие представления о ядерных энергетических реакторах (ЯЭР), рассмотреть основные понятия и определения характеристик и элементов ЯЭР, объяснить основные физические процессы, происходящие в ЯЭР, рассмотреть особенности работы ядерного реактора, а также познакомить с современными тенденциями в развитии ЯЭР.

Настоящий курс связан с другими дисциплинами. Для изучения курса необходимы знания, полученные в общенаучных и общеинженерных дисциплинах учебного плана, а также желательны знания о специальных курсах «Парогенераторы АЭС», «Турбины АЭС», «Вспомогательное оборудование АЭС» и «Кинетика ядерных реакторов». В свою очередь сведения, полученные при изучении дисциплины, используются в курсе «Атомные электрические станции» и при дипломном проектировании.

В результате освоения дисциплины «Ядерные энергетические реакторы» студент должен знать:

–основные источники научно-технической информации по материалам конструирования современных ядерных энергетических реакторов;

–принцип работы, состав, принципиальную компоновку современного энергетического ядерного реактора и физические особенности различных типов реакторов;

–виды ядерного топлива, используемого для загрузки активных зон реакторов различных типов, особенности топливных загрузок, эффекты реактивности;

и уметь:

самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчёта энергетических реакторов и применять их для решения поставленной задачи;

использовать программные комплексы для тепло-гидравлических расчётов энергетических ядерных реакторов;

7

осуществлять поиск, анализировать научно-техническую информацию и выбирать оптимальный вариант реактора для ядерного энергоблока;

выбирать конструкционные материалы для изготовления основных элементов ядерного энергоблока;

анализировать информацию о новых конструкциях энергетических ядерных энергоблоков и технологиях изготовления активных зон реакторов;

владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике;

терминологией в области конструирования современных ядерных энергоблоков;

навыками поиска информации о методиках расчёта современного ядерного энергоблока;

информацией о технических параметрах оборудования в целях его использования при конструировании новых ядерных энергоблоков;

навыками применения полученной информации при проектировании современных ядерных энергоблоков.

Изучение дисциплины «Ядерные энергетические реакторы» предполагает формирование у студентов базовых теоретических знаний и практических навыков по организации и оптимизации монтажных и ремонтных работ на АЭС с целью поддержания высокого уровня надежности и экономичности энергетического производства.

Знание курса «Ядерные энергетические реакторы» поможет студентам при прохождении производственной и преддипломной практики, написании и защите курсовой работы по дисциплине и дипломного проекта по специальности.

8

КУРС ЛЕКЦИЙ

Раздел I. ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ

ВВЕДЕНИЕ. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

По данным Международного агентства ООН по атомной энергии (МАГАТЭ), более 18% электроэнергии, вырабатываемой в мире, производится на ядерных реакторах. В отличие от электростанций, работающих на органическом топливе, АЭС не выбрасывают в атмосферу загрязняющих веществ, которые негативно влияют на здоровье людей, являются причиной образования смога и разрушительно воздействуют на озоновый слой. Стоимость электричества, произведенного на АЭС, ниже, чем на большинстве электростанций иных типов.

В мире насчитывается около 440 ядерных реакторов общей мощностью свыше 365 тыс. МВт, которые расположены более чем в 30 странах. Только в 2000–2005 гг. в строй введено 30 новых реакторов. В настоящее время в 12 странах строится 29 реакторов общей мощностью около 25 тыс. МВт. По экспертным оценкам МАГАТЭ, предполагается строительство к 2020 году до 130 новых энергоблоков.

Двухблочная АЭС с реакторами ВВЭР 1200 строится в Беларуси. Собственная АЭС позволит решить ряд стратегически важных задач:

1.Обеспечить дополнительные гарантии укрепления государственной независимости и экономической самостоятельности Беларуси (возведение атомной электростанции позволит снизить потребность государства в импортных энергоносителях почти на треть);

2.Снизить уровень использования природного газа в качестве энергоресурса (ввод в действие АЭС в Беларуси позволит уйти от однобокой

зависимости нашей экономики от поставок российского газа и приведет к экономии около 4,5 млн. м3 газа в год);

3.Строительство АЭС в Беларуси рассматривается как вариант диверсификации поставщиков и видов топлива в топливно-энергетическом балансе страны;

4.Атомная энергетика открывает новые возможности для развития национальной экономики;

5.Строительство АЭС будет способствовать экономическому и социальному развитию региона размещения АЭС;

6.Опыт, приобретенный при строительстве АЭС, в перспективе позволит использовать промышленный и кадровый потенциал страны при возведении объектов ядерной энергетики как в республике, так и за рубежом;

9

7. Введение в энергобаланс АЭС позволит снизить выбросы парниковых газов в атмосферу.

Организует и координирует деятельность по строительству белорусской атомной электростанции Министерство энергетики Республики Беларусь. Надзор за соблюдением безопасности осуществляет Госатомнадзор Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь. Научное сопровождение работ по строительству АЭС ведет ГНУ «Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны» НАН Беларуси. Основой законодательной базы атомной энергетики является закон Республики Беларусь от 30 июля 2008 года №426-З «Об использовании атомной энергии».

Строительство атомной электростанции в Беларуси проходит в тесном взаимодействии с Международным агентством по атомной энергии. МАГАТЭ создано в 1957 году по решению Генеральной Ассамблеи ООН в целях развития международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии. Республика Беларусь является одним из государств – основателей МАГАТЭ. Штаб-квартира Агентства находится в г. Вене (Австрия). В организацию входит 144 государства. Основной уставной целью МАГАТЭ является стремление к достижению более скорого и широкого использования атомной энергии для поддержания мира, здоровья и благосостояния во всем мире.

31 января 2008 г. Президент Республики Беларусь подписал постановление Совета Безопасности № 1 «О развитии атомной энергетики в Республике Беларусь». В соответствии с принятым решением в стране осуществляется строительство атомной электростанции. Одновременно активно идет разработка национальной законодательной базы, которая будет регламентировать работу АЭС.

В общественном мнении Беларуси набирает силу тенденция к росту поддержки развития атомной энергетики. 54,8% респондентов проведенного в республике исследования на вопрос «Должна ли Беларусь иметь и развивать ядерную энергетику?» ответили положительно, 23% – отрицательно.

Площадка для АЭС

Указом Президента Республики Беларусь от 2 ноября 2013 г. № 499 определено место строительства станции на Островецкой площадке в Гродненской области.

Тип станции и ее надежность

Основу (70 процентов) мировой атомной энергетики составляют АЭС с водо-водяными реакторами (LWR). Их технология хорошо отработана и многократно проверена на практике. К этому типу относится водо-водяной энергетический реактор ВВЭР производства РФ. Для Беларуси такой тип

10