Ремонт оборудования АЭС с реактором РБМК-1000

Комитет образования и науки Курской области

Курчатовский филиал Областного бюджетного образовательного учреждения среднего профессионального образования

 «Курский государственный  политехнический колледж»

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

На тему:  «Ремонт оборудования АЭС с реактором РБМК-1000»

по дисциплине «Ремонт оборудования АЭС»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         2014

Курчатов 2014

Содержание:

Глава 1. Ремонт оборудования АЭС с реактором РБМК-1000

Введение………….……………………………………..…………………3

Тип ядерного реактора...………………………………………………….9

Плюсы и минусы атомной    энергетики………………………………. 10

Энергетическая база России…………………………………………..…12 

АЭС России……………………………………………………………….14

Ремонт на АЭС……………………………………………………………16

Реактор РБМК…………………………….…………………………..…..18

Основное оборудование…………………………….…………………....24

Глава 2. Ремонт насосного оборудования

Насосы. Общие сведения………………………………………………..

Классификация насосов…………………………………………………

Питательный электронасос……………………………………………..

Неисправности питательных насосов………………………………….

Вывод в ремонт неисправное оборудование…………………………..

Испытание насосных агрегатов………………………………………...

Меры безопасности……………………………………………………...

Заключение………………………………………………………………

Список сокращений……………………………………………………..

Список использованной литературы…………………………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В советских научных центрах, и прежде всего связанных с ядерной физикой, интерес к радиохимическим исследованиям ядра атома вспыхнул после сообщений об открытии деления ядер урана в Германии в начале 1939 г. Уже первая информация о теории процесса позволяла сделать фантастические выводы: новая форма ядерной реакции высвобождает огромное количество энергии.

Впечатляющие исследования, связанные с проблемой атома, проводились в РИАН (Радиевый институт Академии наук). РИАН ставил задачей изучение явлений природной и искусственной радиоактивности. Запущенный в те далекие годы первый в СССР и Европе циклотрон на энергию 4 МэВ позволил получить результаты по взаимодействию нейтронов почти со всеми элементами периодической системы.

И. В. Курчатов, работая над проблемой ядра атома, отлично сознавал, что сооружаемый в РИАН циклотрон является идеальной установкой для получения интенсивных потоков нейтронов, но И. В. Курчатов хорошо понимал, что нужен циклотрон на еще большее количество энергии, и получил согласие на сооружение к 1 января 1942 г. циклотрона на 12 МэВ в специально построенном для него новом здании ЛФТИ (Ленинградский физико-технический институт). Однако его запуску помешала война, и он был введен в эксплуатацию уже после войны, в 1949 г.

В ЛФТИ были получены сообщения, что сотрудник Калифорнийского университета У. Либби пытался наблюдать вылет вторичных нейтронов в процессе спонтанного деления ядер урана, но потерпел неудачу. Чувствительность его метода была такой, что он мог бы обнаружить спонтанное деление, если бы период полураспада не превосходил 1014 лет. Поручив решить эту задачу своим ученикам Г. Н. Флерову и К. А. Петржаку, Курчатов возглавил работу в целом. После длительных и упорных исследований он понял, что надо избавиться от окружающего фона путем защиты экспериментальной установки, камеры, толстым слоем вещества. Самое простое, что пришло ему в голову, - это погрузиться с аппаратурой на подводной лодке в глубины моря. Но оказалось, что вблизи Ленинграда Балтийское море мелкое - 20-30 м. Такого слоя воды было явно недостаточно для эффективной защиты от проникающего космического излучения. Тогда Курчатов договорился с руководством Московского метрополитена о том, чтобы ему разрешили провести этот эксперимент на одной из глубокозаложенных шахт станции метро.

Аппаратуру разместили на станции метро «Динамо». По ночам, когда движение поездов метро прекращалось, на глубине 60 м проводились измерения. Эффект получился постоянный, без помех. Через месяц работы Курчатов пришел к заключению, что вся совокупность экспериментальных данных служит бесспорным доказательством существования нового вида радиоактивности - спонтанного, самопроизвольного деления урана. Курчатов потребовал, чтобы Флеров и Петржак подготовили сообщение об этом открытии для опубликования в печати. Короткое сообщение А. Ф. Иоффе направил по трансатлантическому кабелю - каблограммой - в американский журнал «Physical Review», и в июне 1940 г. она была опубликована.

Дни и месяцы предвоенного 1940 г. неуклонно вели ученых к высвобождению внутриядерной энергии, скрытой в недрах атомов. Приближение этого волнующего события чувствовал каждый, кто стремился ускорить его осуществление.

В печати, не только научной, все чаще появлялись сообщения о скором появлении нового, невиданного никогда ранее источника энергии. 26 июня 1940 г. в газете «Известия» сообщалось в одной из статей: «В последнее время советскими и зарубежными физиками установлено, что деление ядер урана происходит только под действием медленных нейтронов. Это дает возможность регулировать процесс деления атомов урана и тем самым использовать огромное количество внутриатомной энергии. По приблизительным подсчетам одна весовая единица урана может дать в два с лишним миллиона раз больше энергии, чем такое же количество угля. Уран,

таким образом, становится драгоценным источником энергии...». Овладение ядерной энергией, ее высвобождение из недр атомов становилось реальным уже к середине 1941 г. Но все упиралось в отсутствие отечественного урана и в необходимость огромных материальных затрат для создания мощной, очень крупной и специализированной ядерной индустрии.

Советские ученые были близки к освоению ядерной энергии, но война и первые месяцы поражений надолго остановили работы, связанные с освоением ядерной энергии в СССР. Практически все работы этого направления были заморожены.

Тем временем, в США, Англии и Германии работы, связанные с освоением ядерной энергии развивались в полную силу. Этому способствовала, как основная причина, ее военная привлекательность. Перспектива раньше всех создать оружие, устрашающее своей разрушительной мощью, побуждала правительства этих стран финансировать разработки в сфере ядерной физики.

Результатом этих усилий явился первый исследовательский атомный реактор, пущенный 2 декабря 1942 года в Соединенных Штатах под руководством итальянского ученого Энрико Ферми. Дальнейшие разработки в этом направлении привели к беспримерной по своей разрушительной силе атомной бомбардировке японских городов Хиросима и Нагасаки, ознаменовавшей начало ядерной эры.

Испытания, связанные с расщеплением атомного ядра, в Советском Союзе возобновились лишь в середине 1943 года, но уже в декабре 1946 г. в Москве на территории Института атомной энергии (носящего сейчас имя его основателя И. В. Курчатова) был введен в действие первый в Европе и Азии исследовательский ядерный реактор. В августе 1949 г. было проведено испытание атомной бомбы, а в августе 1953 г. -- водородной. Советские ученые овладели тайнами ядерной энергии, лишив США монополии на ядерное оружие.

Но создавая ядерное оружие, советские специалисты думали и об использовании ядерной энергии в интересах народного хозяйства, промышленности, науки, медицины и других областей человеческой деятельности. В декабре 1946 г. в СССР был пущен первый в Европе ядерный реактор. В июне 1954 г. вошла в строй первая в мире атомная электростанция в подмосковном городе Обнинске. Первым примером мирового применения ядерной энергии на флоте явился советский атомный ледокол «Ленин», который позволял СССР зимой использовать Северный морской путь. С 1959 по 1966 г. ледокол «Ленин» работал с 3-мя реакторами, а с 1970 г. перешёл на 2 модернизированных реактора. За период 1962-1970 гг. на американском атомоходе «Саванна» был накоплен небольшой опыт эксплуатации, однако из-за неэкономичности судна его использование было прекращено.

В США также велись разработки в области атомной энергетики. Первое экспериментальное получение электрической энергии от атомного реактора было осуществлено в 1956 г., когда в Аргоннской национальной лаборатории (штат Иллинойс) был запущен энергетический кипящий атомный реактор. В следующем году атомный реактор с охлаждением водой под давлением, запущенный в Шиппингпорте (штат Пенсильвания), начал выдавать 60 МВт электрической энергии. Мощности новых атомных электростанций быстро росли по мере накопления опыта. В 1963г. несколько атомных электростанций (АЭС) уже вырабатывали 200 МВт электрической энергии, и было начато строительство ещё более крупных станций - Ойстер-Крик (штат Нью-Джерси) и Найн-Майл-Пойнт (штат Нью-Йорк). Атомная мощность каждой из этих стран достигла 600 МВт. Атомная энергетика встала на ноги.

Быстрое увеличение числа АЭС началось в 1965г., когда было выдано семь заказов на строительство АЭС; в следующем году число заказов поднялось до 20, а в 1967г. - до 30. В дальнейшем рост заказова АЭС стал

колебаться, но в семидесятые годы существенно увеличился. В середине семидесятых годов уже велось строительство почти 240 АЭС, и большинство строящихся новых АЭС должно было вырабатывать 1000 и более мегаватт электрической энергии. Новый способ производства развивался с поразительной быстротой.

Однако с 1974 по 1978 г. в США было размещено всего 13 новых заказов на ядерные реакторы, и только два заказа на реакторы было сделано в 1978 г. С тех пор США не зарегистрировало ни одного заказа на реакторы для производства атомной энергии. Более того, в 1978 г. аннулировано 13 заказов; 8 заказов аннулировано в 1979 г., 16 - в 1980, 6-в 1981,9 - в 1982, 6 - в 1983 и 8-в 1984. В общей сложности за преиод с 1978 по 1984 г. было аннулировано 66 заказов на реакторы. Бурный прилив в атомной энергетике сменился не менее сильным отливом.

Развитие атомной энергетике существенно замедлилось, прежде всего вследствие жарких дебатов в научных кругах и в Конгрессе относительно допустимых уровней радиации от АЭС. Учёные также бурно обсуждали проблемы безопасности, имея в виду возможность предотвращения случайных выбросов радиоактивных веществ. Продолжались дисскусии о том, может ли плутоний заменить уран в качестве ядерного топлива (что в принципе привело бы к существенному расширению запасов ядерного топлива), поскольку плутоний можно похитить и использовать для изготовления атомных бомб. Что поставило под вопрос безопасность использования атомных реакторов. Уже в 1986 г. выработка электроэнергии на АЭС мира достигала 15% от общего количества энергии, производимой всеми электростанциями, а в ряде стран ее доля составила 30% (Швеция, Швейцария), 50% (Бельгия) и даже 65-70% (Франция). Достаточно успешно атомная энергетика развивалась и на территории бывшего Советского Союза: строились АЭС, наращивалась минерально-сырьевая урановая база.

Изложенный материал наглядно подтверждает, что всё же первые шаги в атомной энергетике были сделаны всилу военной привлекательности ядерного оружия. Позднее, убедившись в колоссальной разрушительной силе созданного ими ядерного оружия специалисты задумались над использованием ядерной энергии в интересах народного хозяйства, промышленности, науки, медицины и других областей человеческой деятельности. Однако вслед за интенсивным ростом числа АЭС последовало и «заморожение» разработок; это было вызвано в первую очередь жаркими дебатами по вопросам экологической безопасности АЭС, также под сомнением оказалась и оправданность огромных денежных инвестиций в эту область. Экологический вопрос не был закрыт, но стало очевидно, что ядерное топливо всё же является самым дешёвым, и его запасов хватит не менее, чем на 100 лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Типы ядерных энергетических реакторов.

РБМК - основной тип кипящего реактора, использующийся в странах, образовавшихся на пространстве СНГ. Побудительным мотивом разработки РБМК явилось желание использовать в атомной энергетике накопленный в СССР большой опыт промышленных канальных реакторов т расширить производственную базу атомной энергетики благодаря отказу от сложных в изготовлении и дорогих корпусов реакторов и парогенераторов.

На самом деле сложно выделить какой-либо более или менее безопасный реактор, всё зависит от правильности эксплуатации реактора, от своевременной замены отработавших механизмов и главное - от надёжного захоронения облучённого ядерного топлива (ОЯТ); однако некоторые учёные однозначно считают высокотемпеpатуpный газоохлаждаемый реактор самым безопасным т.к. безопасность его работы обеспечивается пассивно: без прямых действий операторов или электрической либо механической системы защиты.

Также ведутся разработки гибридного реактора, который сможет вырабатывать электрическую энергию, но главное его назначение - сделать более безопасными для природы уже существующие ядерные реакторы на АЭС. Говоря об экономической выгоде, стоит упомянуть термоядерные реакторы, однако они находятся лишь на стадии введения в эксплуатацию. Поэтому отметим наиболее часто встречающиеся реакторы на быстрых нейтронах, которые выгодно отличаются от реакторов на тепловых нейтронах тем, что они работают на более дешевом сырье. Кроме того, в их замкнутом топливном цикле происходит расширенное воспроизводство ядерного топлива (уран превращается в плутоний, который также используется в качестве ядерного топлива). Именно поэтому реакторы этого типа считаются самым экономически выгодным и перспективным направлением дальнейшего развития ядерной энергетики.

Плюсы и минусы атомной энергетики.

За 40 лет развития атомной энергетики в мире построено около 400 энергоблоков в 26 странах мира с суммарной энергетической модностью около 300 млн. кВт. Основными преимуществами атомной энергетики являются высокая конечная рентабельность и отсутствие выбросов в атмосферу продуктов сгорания (с этой точки зрения она может рассматриваться как экологически чистая), основными недостатками потенциальная опасность радиоактивного заражения окружающей среды продуктами деления ядерного топлива при аварии (типа Чернобыльской или на американской станции Тримайл Айленд) и проблема переработки использованного ядерного топлива. 
Остановимся сначала на преимуществах. Рентабельность атомной энергетики складывается из нескольких составляющих. Одна из них независимость от транспортировки топлива. Если для электростанции мощностью 1 млн. кВт требуется в год около 2 млн. т.у.т. (или около 5 млн. низкосортного угля), то для блока ВВЭР-1000 понадобится доставить не более 30 т. обогащенного урана, что практически сводит к нулю расходы на перевозку топлива (на угольных станциях эти расходы составляют до 50% себестоимости). Использование ядерного топлива для производства энергии не требует кислорода и не сопровождается постоянным выбросом продуктов сгорания, что, соответственно, не потребует строительства сооружений для очистки выбросов в атмосферу. Города, находящиеся вблизи атомных станций, являются в основном экологически чистыми зелеными городами во всех странах мира, а если это не так, то это происходит из-за влияния других производств и объектов, расположенных на этой же территории. В этом отношении ТЭС дают совсем иную картину. Анализ экологической ситуации в России показывает, что на долю ТЭС приходится более 25% всех вредных выбросов в атмосферу. Около 60% выбросов ТЭС приходится на европейскую часть и Урал, где экологическая нагрузка существенно превышает п сложилась в Уральском, Центральном и Поволжском районах, где нагрузки, создаваемые выпадением серы и азота, в некоторых местах превышают критические в 2-2,5 раза. 
К недостаткам ядерной энергетики следует отнести потенциальную опасность радиоактивного заражения окружающей среды при тяжелых авариях типа Чернобыльской. Сейчас на АЭС, использующих реакторы типа Чернобыльского (РБМК), приняты меры дополнительной безопасности, которые, по заключению МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергии), полностью исключают аварию подобной тяжести: по мере выработки проектного ресурса такие реакторы должны быть заменены реакторами нового поколения повышенной безопасности. Тем не менее в общественном мнении перелом по отношению к безопасному использованию атомной энергии произойдет, по-видимому, не скоро. Проблема утилизации радиоактивных отходов стоит очень остро для всего мирового сообщества. Сейчас уже существуют методы остекловывания, битумирования и цементирования радиоактивных отходов АЭС, но требуются территории для сооружения могильников, куда будут помещаться эти отходы на вечное хранение. Страны с малой территорией и большой плотностью населения испытывают серьезные трудности при решении этой проблемы.