119k
11 лет назад · 36 фото · 25358 просмотров · 61 комментарий
Как устроена атомная электростанция (36 фото)
Многие ли из вас видели атомную электростанцию хотя бы издалека? С учетом того, что в России действующих АЭС всего десять и охраняются они будь здоров, думаю, ответ в большинстве случаев отрицательный. Впрочем, в ЖЖ народ, как известно, бывалый. Окей, а многие ли тогда видели АЭС изнутри? Ну, например, щупали собственной рукой корпус ядерного реактора? Никто. Я угадал?
Ну что же, сегодня у всех подписчиков этого фотоблога есть возможность увидеть все эти высокие технологии максимально близко. Понимаю, в живую это интереснее в разы, но давайте начинать с малого. В будущем, возможно, я смогу несколько человек взять с собой, а пока изучаем матчасть!
Итак, мы в сорока пяти километрах от Воронежа неподалёку от строительной площадки 4 очереди Нововоронежской АЭС. Неподалёку от действующей АЭС (первый энергоблок был запущен ещё в шестидесятых годах прошлого века) ведётся сооружение двух современных энергоблоков общей мощностью 2400 МВт. Строительство ведётся по новому проекту "АЭС-2006", который предусматривает использование реакторов ВВЭР-1200. Но о самих реакторах чуть позже.
Именно тот факт, что строительство еще не завершено, и дает нам редкий шанс увидеть всё своими глазами. Даже реакторный зал, которой в будущем будет герметично закрыт и открываться для обслуживания только один раз в год.
Как видно на предыдущем фото, купол наружной защитной оболочки седьмого энергоблока еще на стадии бетонирования, а вот здание реактора энергоблока №6 выглядит уже интереснее (смотрим фото ниже). В общей сложности на бетонирование этого купола потребовалось более 2000 кубометров бетона. Диаметр купола в основании составляет 44 м, толщина – 1,2 м. Обратите внимание на зеленые трубы и объемный металлический цилиндр (вес – 180 т, диаметр – около 25 м, высота – 13 м) – это элементы системы пассивного отвода тепла (СПОТ). На российской АЭС они монтируются впервые. В случае полного обесточивания всех систем АЭС (как это случилось на "Фукусиме"), СПОТ способна обеспечить длительный отвод тепла от активной зоны реактора.
Безусловно самым масштабным элементом АЭС являются башенные градирни. Кроме того, это одно из наиболее эффективных устройств для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения. Высокая башня создает ту самую тягу воздуха, которая необходима для эффективного охлаждения циркулирующей воды. Благодаря высокой башне одна часть испарений возвращается в цикл, а другая уносится ветром.
Высота оболочки башенной градирни энергоблока №6 – 171 метр. Это около 60 этажей. Сейчас это сооружение является самым высоким среди аналогичных, когда либо возводимых в России. Её предшественники не превышали 150 м высоты (на Калининской АЭС). На возведение конструкции ушло более 10 тысяч кубометров бетона.
В основании градирни (диаметр составляет 134 м) расположена так называемыя чаша бассейна. Его верхняя часть "вымощена" оросительными блоками. Ороситель – это основной конструктивный элемент градирни такого типа, предназначенный для того, чтобы раздробить стекающий по нему поток воды и обеспечить ему длительное время и максимальную площадь контакта с охлаждающим воздухом. По сути своей, это решётчатые модули из современных полимерных материалов.
Естественно, мне захотелось сделать эпичный кадр верх, но уже смонтированный ороситель помешал мне это сделать. Поэтому перемещаемся в градирню энергоблока №7. Увы, ночью был морозец и с поездкой на лифте на самый верх мы обломались. Он замёрз.
Ладно, может еще довёдется как-нибудь прокатиться на такую верхотуру, а пока кадр монтируемой системы орошения.
Подумал тут... А может нас просто не пустили на верх из соображений безопасности?
Вся территория стройплощадки пестрит предупреждающими, запрещающими и просто агитационными плакатами и табличками.
Ладно. Телепортируемся в здание центрального щита управления (ЦЩУ).
Ну, естественно, в наше время всё управление ведётся с помощью компьютеров.
Ну, естественно, в наше время всё управление ведётся с помощью компьютеров.
Огромная комната, залитая светом, буквально напичкана стройными рядами шкафов с автоматическими системами релейной защиты.
Релейная защита осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и/или ненормальных режимов. При возникновении повреждений система защиты должна выявить конкретный повреждённый участок и отключить его, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания или замыкания на землю).
Вдоль каждой стены расставлены огнетушители. Автоматические, конечно.
Далее перемещаемся в здание комплектного распределительного устройства на 220 кВ (КРУЭ-220). Одно из самых фотогеничных мест на всей АЭС, на мой взгляд. Есть еще КРУЭ-500, но его нам не показали. КРУЭ-220 входит в состав общестанционного электротехнического оборудования и предназначено для приема мощности с внешних линий электропередачи и распределения его на площадке строящейся станции. То есть пока энергоблоки строятся, с помощью КРУЭ-220 электроэнергией обеспечиваются непосредственно строящиеся объекты.
В проекте "АЭС-2006", по которому сооружаются шестой и седьмой энергоблоки, в схеме выдачи мощности на распределительных подстанциях впервые применены комплектные распредустройства 220/500кВ закрытого типа с элегазовой изоляцией. По сравнению с открытыми распредустройствами, которые до сих пор применялись в атомной энергетике, площадь закрытого - в несколько раз меньше. Для понимания масштаба здания, рекомендую вернуться к титульному фото.
Естественно, после ввода новых энергоблоков в эксплуатацию оборудование КРУЭ-220 будет задействовано для передачи в Единую энергосистему электроэнергии, произведенной на Нововоронежской АЭС. Обратите внимание на ящики возле опор ЛЭП. Большинство электрооборудования, применяемого в строительстве, произведено компанией Siemens.
Но не только. Вот, к примеру, автотрансформатор Hyundai.
Вес этого агрегата 350 тонн, а предназначен он для преобразования электроэнергии с 500 кВ до 220 кВ.
Вес этого агрегата 350 тонн, а предназначен он для преобразования электроэнергии с 500 кВ до 220 кВ.
Есть (что приятно) и наши решения. Вот, например, повышающий транформатор производства ОАО "Электрозавод". Созданный в 1928 году первый отечественный трансформаторный завод сыграл колоссальную роль в индустриализации страны и в развитии отечественной энергетики. Оборудование с маркой "Электрозавод" работает более чем в 60 странах мира.
На всякий случай, поясню немного по трансформаторам. В общем, схема выдачи мощности (после завершения строительства и запуска в эсплуатацию, естественно) предусматривает производство электроэнергии напряжением двух классов – 220 кВ и 500 кВ. При этом, турбина (о ней позже), вырабатывает всего 24 кВ, которые по токопроводу поступают на блочный трансформатор, где и повышаются уже до 500 кВ. После чего часть энергомощности через КРУЭ-500 передается в Единую энергосистему. Другая часть – на автотрансформаторы (те самые "хюндаи"), где понижается с 500 кВ до 220 кВ и через КРУЭ-220 (смотрим выше) также поступает в энергосистему. Дык вот в качестве упомянутого блочного трансформатора используется три однофазных повышающих "электрозаводских" трансформатора (мощность каждого – 533 МВт, вес – 340 тонн).
Если понятно, переходим к паротурбинной установке энергоблока №6. Вы уж простите, повествование моё идёт как бы от конца к началу (если исходить из процесса производства электроэнергии), но примерно в такой последовательности мы и гуляли по стройплощадке. Так что прошу пардона.
Итак, турбина и генератор спрятаны под кожухом. Поэтому поясняю. Собственно, турбина – это агрегат, в котором тепловая энергия пара (температурой около 300 градусов и давлением 6,8 МПа) преобразуется в механическую энергию вращения ротора, и уже на генераторе – в нужную нам электрическую энергию. Вес машины в собранном состоянии – более 2600 тонн, длина – 52 метра, состоит она из более чем 500 комплектующих. Для транспортировки данного оборудования на строительную площадку было задействовано порядка 200 грузовых машин. Данная турбина К-1200–7-3000 была изготовлена на Ленинградском металлическом заводе и это первая в России быстроходная (3000 оборотов в минуту) турбина мощностью 1200 МВт. Данная инновационная разработка создана специально для атомных энергоблоков нового поколения, которые сооружаются по проекту "АЭС-2006". На фото общий вид турбинного цеха. Или машзала, если хотите. Турбину олдскульные атомщики называют машиной.
Этажом ниже расположены конденсаторы турбины. Конденсаторная группа относится к основному технологическому оборудованию машинного зала и, как все уже догадались, предназначена для превращения в жидкость отработанного в турбине пара. Образовавшийся конденсат после необходимой регенерации вновь возвращается в парогенератор. Вес оборудования конденсационной установки, куда входят 4 конденсатора и система трубопроводов, составляет более 2000 тонн. Внутри конденсаторов располагается порядка 80 тысяч титановых трубок, которые образуют теплопередающую поверхность общей площадью 100 тысяч квадратных метров.
Разобрались? Вот вам здание машзала практически в разрезе и идем дальше. На самом верху мостовой кран.
Перемещаемся в блочный пульт управления энергоблоком №6.
Предназначение, думаю, понятно без пояснений. Выражаясь фигурально, это мозг атомной электростанции.
Предназначение, думаю, понятно без пояснений. Выражаясь фигурально, это мозг атомной электростанции.
Элементы БПУ.
Ну и наконец-то, мы отправляемся посмотреть помещения реакторного отделения! Собственно, это место, где расположен ядерный реактор, первый контур и их вспомогательное оборудование. Естественно, в обозримом будущем оно станет герметичным и недоступным.
И самым естественным образом, при попадании внутрь, первым делом задираешь голову и поражаешься размерам купола гермооболочки. Ну и полярным краном заодно. Мостовой кран кругового действия (полярный кран) грузоподъемностью 360 тонн предназначен для монтажа крупногабаритного и тяжеловесного оборудования гермозоны (корпуса реактора, парогенераторов, компенсатора давления и др.). После ввода атомной станции в эксплуатацию кран будет испольоваться при проведении ремонтных работ и транспортировке ядерного топлива.
Далее, конечно, я устремляюсь к реактору и зачарованно наблюдаю его верхнюю часть, еще не подозревая, что ситуация обстоит аналогичная с айсбергами. Так вот ты какой, северный олень. Выражаясь фигурально, это сердце атомной электростанции.
Неподалёку наблюдаем бассейн выдержки. Его внутренняя поверхность представляет собой сварную конструкцию из листовой нержавеющей стали. Он предназначен для временного хранения отработавшего ядерного топлива, выгружаемого из реактора. После снижения остаточного тепловыделения использованное топливо вывозится из бассейна выдержки на предприятие атомной отрасли, занимающейся переработкой и регенерацией топлива (хранением, захоронением или переработкой).
При проведении будущих планово-предупредительных ремонтов и замены ядерного топлива попасть внутрь реакторного отделения можно будет через транспортный шлюз. Он представляет собой 14-ти метровую цилиндрическую камеру диаметром свыше 9 метров, герметично запираемую с двух сторон полотнами ворот, которые открываются поочередно. Общий вес шлюза составляет порядка 230 тонн.
А вот и он. Водо-водяной корпусной энергетический ядерный реактор с водой под давлением модели ВВЭР-1200. Не буду углубляться в дебри деления ядра и цепной ядерной реакции (поди уже и так читаете по диагонали), добавлю только, что внутри реактора расположено множество тепловыделяющих элементов (т.н. твэлы) в виде набора герметичных трубок из специальных сплавов диаметром 9,1–13,5 мм и длиной несколько метров, заполненных таблетками ядерного топлива, а так же управляющие стержни, которые дистанционно с пульта управления можно перемещать по всей высоте активной зоны. Эти стержни изготавливаются из веществ, поглощающих нейтроны – например, из бора или кадмия. При глубоком введении стержней цепная реакция становится невозможной, поскольку нейтроны сильно поглощаются и выводятся из зоны реакции. Таким способом регулируется мощность реактора. Теперь понятно для чего в верхней части реактора столько отверстий?
Ну и для закрепления пройденного материала, смотрим на самую простую схему работы АЭС. Всё же просто, разве нет? В особо запущенных случаях перечитываем пост еще раз, хе-хе))
Вот в целом как-то так. Но для тех, кому тема близка, подкину еще несколько карточек с людьми. Согласитесь, в репортаже их не так и много, а между тем, с 2006 года здесь потрудились многие тысячи специалистов различного профиля.
А кто-то вверху... Хоть вы их и не видите, но они есть.
И в качестве заключения. С марта этого года, по неведомым мне причинам, действующую Нововоронежскую АЭС и строящуюся Нововоронежскую АЭС-2 объединили. То, что мы с вами посетили и то, что привыкли называть НВАЭС-2, теперь называется четвертой очередью НВАЭС, а строящиеся энергоблоки из первого и второго превратились, соответственно, в шестой и седьмой. Инфа 110%. Желающие могут сразу же отправиться переписывать статьи в википедии, а я благодарю сотрудников отдела по связям со строящимися энергоблоками НВАЭС и особенно Татьяну, без которой бы эта экскурсия, скорее всего, не состоялась. Так же мои благодарности за ликбез по устройству атомных станций начальнику смены Роману Владимировичу Гридневу, а так же Владимиру vmulder - за приятную компанию.
Я раньше все думал, как же устроена АЭС. Оказывается просто, как китайский утюг. Шутка...
Симпсонов смотреть надо было!..
Каюсь! Пропустил я этот шедевр, атомную станцию строил...
АЭС по сути - паровой двигатель на дровах (в смысле на тяжелом топливе).
Жаль "золой" от такого кипятильника огород удобрить не получится...
Не забудьте освятить. Без этого атом не расщепляется.
когда был маленьким, знал, что все трубы (котельные проч.) загрязняют воздух,
а ЭТИ огромные ТРУБЫ (градирни) вообще по черному коптят, типа зло из всех зол )))
это теперь я могу сказать, что АЭС это самое безопасное место работы, самое менее радиоактивное.
на АЭС чистота и порядок как в операционной, всё работает как часики.
у меня друг работает на АЭС, завидую по человечески ему, хоть он и облысел еще в свои 23, но это не от АЭС, у него генетика такая.
сам я инженер систем управления и защиты реакторов АЭС. Эта тлеющая термоядерная бомба безопасна пока человек-мудак своими ручками опыты ставить не соберется. Штатный режим будет поспокойнее даже чем на тепловых ГРЭС.
Да и радиации при штатном режиме меньше чем при сжигании угля.
Это вы про аварию ЧАЭС?
Мой дед всю жизнь простые ТЭС и ГЭС строил. Так вот по его словам, даже на простенькой городской ТЭЦ никому и в голову не придёт эксперементировать с отключением уровней защиты.
Спасибо за пост!
Додго пытался разобрать, что на верхней схеме написано... Оказалось, это стоянка...
Схему срисовал. Надо будет в выходные на даче построить, а то, надоело уже за электричество платить. Дешевле уран покупать, наверно...
И, если кто-нить из этих 100500 строителей сопрёт какую-нить гайку (строители же "наши"! ) или, хотя бы, у мышки в компьютерном контрольном пульте сядет батарейка, будет Чернобыть?
А если релейная защита почует неисправность в релейной защите, она ее отключит?
ЗЫ
Не воспринимайте всерьез, не забывайте, на каком ресурсе находимся!
вот вам и террористам все карты в руки!)...
Скока кнопачек
Если правильно помню, то второй контур теплоносителя, который идёт через турбину, после неё идёт в градирню, а потом возвращается к парогенератору.
Тут же нарисован третий контур, который просто охлажадает теплоноситель второго контура.
Да, то, что нарисовано под турбиной - это конденсатор, охлпждаемый "третьим контуром"
Тогда таки да, просто не подписали.
АЭС относятся к стратегическим объектам, я понимаю чоо многим может быть интерсна атомка, но фоткать там запрещено.
c какого бодуна ты решил, что фоткать там запрещено? и что там такого стратегического в плане секретности?
Во первых я бываю на таких объектах, во вторых в случаии вывода из строя ЭС, не говоря уже об атомных, можно лишить электрофикации не только города, но и регион полностью.
Ну увидят на фотках помещения и тд, что дальше? Это же не документация\ПО и тп., чем как раз таки занимается отдел гос.тайны. Да и иностранных специалистов там до попы побывало. Если по вашей логике, то с учетом кол-ва фоток энергетики на моем смарте, мне светит пара пожизненных.
По первой картинке так и понял, что про НВАЭС.
Вы бы знали, КАКИЕ там бабки....
ну а теперь к этим бабкам прибавьте срок службы реактора (30 лет) и вообще офигеете...
А вот мне кажется, что одна турбина на реактор - конструкторский промах. Ведь любой отказ турбины, или, даже, отказ по электрической части, приведёт к аварийному останову энергоблока. А вот если бы турбин было 2 или 3, то отказ турбины привёл бы лишь к снижению мощности, а не к останову. Конечно, в этом варианте больше коммуникаций, трубопроводов, персонала. Ну и что? Зато надёжность - выше!
Забавно слышать. Я думаю конструкторы явно вас умнее. Диванных теоретиков.
чем меньше элементов в системе - тем надежнее система. первый закон теории надежности.
больше генераторов - больше обслуги и разных систем синхронизации.
Думаю, что цена турбины такая, что проще поставить еще одну АЭС с турбиной.
и цена, и КПД лучше, когда ОДНА турбина. Надежность, понятно, выше, когда турбин больше, чем одна. Но она, надежность, и так ОЧЕНЬ высокая, потому и ставят одну.
Интересно. Только один вопрос остался. Зачем с 24 кВ повышать до 500 и потом снова снижать до 220 кВ? Не проще с 24 поднять до 220 и выдать в сеть?
Скорее всего вопрос экономики или надёжности.
давайте вы прочитаете паспорт этого атдцтн и не будете требовать от меня ссылки, могу выложить копию диплома инженера по электроснабжению
Я не требую , просто попросил. Что я смогу увидеть в паспорте, то что он запрещен? Или я не так Вас понял?
вы увидите что ат предназначен для преобразования ВН в СН, а НН, это так, допсервис для всяких ку или местных потребителей
Ок, на работе лежал паспорт на атдцтн. 250/220/110/10, завтра гляну
Спасибо, интересный пост. Можно вопрос?
1) А как работает первый контур? Ведь вода в нём, судя по схеме, зациклена без контакта со вторым контуром, значит она не участвует в парообразовании,только несёт тепло от реактора к парообразователю, а что же тогда нагревает воду второго контура до парообразования? Вода воду греет что -ли? Не понятно.
2) Всё электрооборудование сделано фирмами Сименс, Хундай и т.д. Это значит, если санкции коснутся этого оборудования, то Росатом не сможет построить ни одной АЭС?
Спасибо.
Дык. И Атоммаш в Волгодонске в своё время пытались развалить. В 90-х его выкупил какой-то бизнесмен из Германии. Что там только не делали - разве что варенье в банки не закручивали. Но несколько лет назад (точно не скажу, вроде как в 2009) завод вновь вернули к Росатому. Как выяснилось - станки и уникальное оборудование по сути уничтожили (специально нанесли невосстановимый урон). Но ничего - на сколько знаю, теперь там всё полностью новое оборудование, и по работе на несколько лет вперёд загружены.
В тексте написано, что вода. И отдельно написано же, что тип реактора вода/вода
Есть все и наше, только загружены так, что не успевают делать. Т.е. можно и на нашем, только ждать долго.
~60 атмосфер