Obninsk NPP - تاريخ أول محطة للطاقة النووية في العالم

في 27 يونيو 1954 ، بالقرب من موسكو ، في مدينة أوبنينسك ، تم تشغيل أول محطة للطاقة النووية في العالم (NPP-1) بطاقة مفيدة تبلغ 5000 كيلو وات.

تم اكتشاف أورانوس في عام 1789 من قبل الكيميائي الألماني مارتن كلابروث وسمي على اسم كوكب أورانوس. بعد عقود ، في ديسمبر 1951 ، في مفاعل التوليد التجريبي EBR-I في أركو ، أيداهو ، الولايات المتحدة الأمريكية ، أنتجت الطاقة النووية الكهرباء لأول مرة - لتشغيل أربع مصابيح كهربائية. ومع ذلك ، فإن EBR-I غير مصمم لتوليد الكهرباء.

NPP-1 في Obninsk هي أول محطة للطاقة النووية في العالم تنتج الكهرباء للاستخدام التجاري.

أول محطة للطاقة النووية في العالم

في خلق الأول في العالم محطة للطاقة النووية شاركت المعاهد الرائدة ومكاتب التصميم والمصانع في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. يتم تنفيذ الإدارة العلمية للمشكلة من قبل معهد الطاقة الذرية (IAE) وشخصياً بواسطة الأكاديمي I.V. Kurchatov. منذ عام 1951 ، عُهد بالإدارة العلمية والتقنية إلى معهد الفيزياء والطاقة ومديره الأستاذ د. إ. بلوهينتسيف.

أ. ك.كراسين هو النائب الأول للمدير. قاد تطوير عناصر الوقود (قضبان الوقود) V.A. Malykh. تم تنفيذ تصميم المفاعل من قبل فريق بقيادة الأكاديمي ن. أ. دوليزال ومساعده المقرب P.I. تم تطوير أحد أهم الأنظمة - نظام التحكم في المفاعل والحماية - تحت قيادة I. Ya Emelyanov ، وهو عضو مناظر في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

بناء محطة الطاقة النووية Obnisk في الخمسينيات

في فبراير 1950 ، اقترح العلماء بناء مفاعل تجريبي في منطقة موسكو لتوليد 30 ألف كيلوواط من الحرارة و 5000 كيلوواط من الكهرباء. وافق مجلس وزراء الاتحاد السوفياتي على المشروع في مايو 1950.

في نهاية ديسمبر 1950 ، تم إطلاق تصميم المفاعل ومحطة الطاقة الحرارية ، وفي نهاية العام التالي ، بدأ التصميم التفصيلي وإنتاج المعدات. بدأ البناء في يوليو 1951.

تم اختيار مفاعل قناة الماء الجرافيت لأول محطة للطاقة النووية. في ذلك ، الوسيط هو الجرافيت ، ويعمل الماء على إزالة الحرارة المنبعثة في عناصر الوقود (بالمناسبة ، يشارك أيضًا في اعتدال النيوترونات).

اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. منطقة كالوغا. أوبنينسك. مفاعل أول محطة للطاقة النووية في العالم. تصوير تاس / فالنتين كونوف

الهيكل الأساسي لمفاعل القدرة - هيكل تقني معقد ومكلف - بسيط للغاية.

تتكون مفاعلات قنوات الجرافيت المائي ، وهي سلف أول محطة للطاقة النووية ، من كومة من كتل الجرافيت مثقوبة بفتحات عمودية. الثقوب تشكل شبكة موحدة. تحتوي على قنوات وقود مع عناصر وقود وأجهزة تحكم وحماية (CPS).

يتم وضع حزمة الجرافيت في مساحة مفاعل محكمة الغلق مملوءة بغاز خامل. يتكون حيز المفاعل من صفيحة سفلية يرتكز عليها البناء ، وسترة جانبية ولوحة علوية مع فتحات مقابلة للفتحات الموجودة في البناء.

لإزالة الحرارة المنبعثة من عناصر الوقود لمحطة الطاقة النووية الأولى ، تم توفير دائرتين دائرتين.

الدائرة الأولى مختومة. في ذلك ، يتم تغذية الماء (المبرد) من أعلى إلى كل قناة وقود ، حيث يتم تسخينه ، ثم يدخل في مبادل حراري - مولد بخار ، بعد التبريد ، حيث تعيده المضخات إلى المفاعل.

في الدائرة الثانية ، في مولد البخار ، يتم توليد البخار الذي يحرك التوربينات التقليدية ، وبالتالي ، يحل مفاعل الطاقة محل المرجل البخاري لمحطة الطاقة الحرارية. لهذا السبب ، يطلق عليها غالبًا محطة توليد الطاقة النووية المولدة للبخار.

رسم تخطيطي هيكلي لمفاعل أول محطة للطاقة النووية

الآن يبدو جهاز أول محطة للطاقة النووية بسيطًا وعاديًا. خاصة للمتخصصين. ولكن منذ ما يقرب من 70 عامًا ، عندما تم إنشاؤه ، لم يكن هناك نظير أو نموذج أو مقعد للتحقق من نتائج الحسابات.

وكان هناك العديد من الأسئلة. كيف توزع المياه من الدائرة الأولية إلى جميع قنوات الوقود الـ 128 وأربع خلايا وقود أخرى من كل قناة ، وكيف سيتغير هذا التوزيع عندما تتغير طاقة القناة (أمر لا مفر منه أثناء التشغيل)؟

كيف سيتصرف المفاعل عندما يكون هناك مرة أخرى تغيير حتمي في كثافة الماء في القناة ، خاصة أثناء إحماءه أثناء بدء التشغيل والتبريد أثناء الإغلاق ، عندما ينتقل المفاعل من تغذية إلى أخرى ، إلخ؟

مع بدء تشغيل أول محطة للطاقة النووية ، تم تلقي إجابات على هذه الأسئلة والعديد من الأسئلة الأخرى ، والتي أكدت تمامًا توقعات العلماء ومطوري محطات الطاقة.

اتضح أن الحلول التي تم تضمينها في تصميم أول محطة للطاقة النووية كانت ناجحة جدًا لدرجة أنه حتى الآن ، بعد أربعين عامًا من التشغيل ، لا يزال يتم استخدامها بنجاح في التجارب العلمية والتقنية.

في عام 1956 ، تم توصيل Calder Hall 1 ، أول محطة طاقة نووية تجارية ، بالشبكة الوطنية البريطانية. في عام 1958 ، تم افتتاح أول محطة طاقة نووية تجارية في الولايات المتحدة ، محطة شيبورت للطاقة النووية. في عام 1964 ، كان أول مفاعل طاقة فرنسي EDF1 يعمل في تشينون على نهر لوار.

لمدة 4 سنوات تقريبًا ، قبل افتتاح محطة الطاقة النووية في سيبيريا في تومسك ، ظل Obninsk المفاعل النووي الوحيد في الاتحاد السوفيتي. كانت محطة الطاقة النووية السوفيتية التالية التي سيتم توصيلها بشبكتها هي محطة توليد الطاقة بيلويارسك 100 ميجاوات رقم 1 في عام 1964 (انظر - محطات الطاقة النووية في روسيا).

كانت مفاعلات المرحلة الأولى من Beloyar NPP و Bilibin NPP الأقرب إلى المفاعل في Obninsk. لكن هناك أيضًا اختلافات جوهرية. في Beloyarsk NPP ، تم استخدام التسخين النووي للبخار لأول مرة في الممارسة العالمية.

مكنت تجربة إنشاء مفاعلات القناة وعقد من تشغيلها من تطوير مشروع لمفاعل الطاقة التسلسلي RBMK (مفاعل الغليان عالي الطاقة). مخططها الحراري هو نفس مخطط المفاعلات ذات قنوات الجرافيت المائي ، لكن عناصر الوقود ليست أنبوبية ، بل على شكل قضيب ، مع بطانة من سبيكة الزركونيوم ، التي تمتص النيوترونات بشكل ضعيف.

يتم دمج 18 من قضبان الوقود هذه في مجموعة وقود ، يتم تثبيتها في الأعلى في أنبوب من الزركونيوم ، لتشكيل قناة وقود. تعمل أجهزة الحماية والتحكم في نفس الأنابيب.

يتيح تصميم قنوات الوقود إمكانية إعادة تحميل الوقود (باستخدام آلة خاصة) دون إغلاق المفاعل ، وهو أمر لا مفر منه لجميع أنواع المفاعلات الأخرى تقريبًا. يتم زيادة وقت تشغيل المفاعل عند الطاقة وزيادة كفاءة استخدام اليورانيوم بشكل كبير.

مخطط هيكلي لمفاعل قناة الجرافيت المائي RBMK

تم تركيب أول RBMK بسعة كهربائية 1000 ميجاوات في محطة لينينغراد للطاقة النووية ، والتي تم تشغيلها في عام 1973. تم تركيب نفس المفاعلات في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية.

في نهاية عام 1983 ، تم تشغيل أول RBMK-1500 في Ignalina NPP. وهكذا ، في أقل من 30 عامًا ، زادت طاقة وحدة المفاعلات 300 مرة. واحد RBMK-1500 له نفس السعة مثل جميع محطات الطاقة التي تم إنشاؤها في إطار خطة GOELRO. كان مفاعل Ignalina هو الأقوى في العالم لعدة سنوات.

وفقًا للوكالة الدولية للطاقة الذرية ، يوجد حاليًا 443 مفاعلًا نوويًا مدنيًا تعمل في العالم ، بالإضافة إلى 51 مفاعلًا آخر قيد الإنشاء.

لوحة التحكم الرئيسية لـ Obninsk NPP

تم إغلاق Obninsk NPP وإيقاف تشغيلها في أبريل 2002 ، أي أنها تعمل لمدة 48 عامًا دون وقوع حوادث ، أي أطول بـ 18 عامًا مما كان مخططًا له في الأصل ، وخلال ذلك الوقت كان للمحطة إصلاح واحد فقط.

لا يمكن المبالغة في تقدير أهمية أول محطة للطاقة النووية.دورها كبير في تطوير الطاقة النووية ، في تبرير الحلول التقنية المدرجة في مشاريع المحطات القادمة ، في تدريب الكوادر المؤهلة تأهيلا عاليا.

في عام 2009 ، تم إنشاء متحف للطاقة النووية على أساس Obninsk NPP.