NPP : 과거에서 현재까지
원자력 발전소는 전기 에너지 생성을위한 장비와 설비가 결합 된 기업입니다. 이 설치의 특수성은 열을 얻는 방법에 있습니다. 전기를 발생시키는 데 필요한 온도는 원자의 붕괴 과정에서 발생합니다.
원자력 발전소 연료의 역할은 235 (235U)의 질량을 가진 우라늄에 의해 가장 자주 수행됩니다. 이 방사성 원소는 핵 연쇄 반응을 지원할 수 있기 때문에 원자력 발전소에서 사용되고 핵무기에도 사용됩니다.
원자력 발전소 수가 가장 많은 국가
오늘날 전 세계 31 개국에서 192 개의 원자력 발전소가 운영되고 있으며, 총 용량은 394GW 인 원자력 발전소 451기를 사용하고 있습니다. 대다수의 원자력 발전소는 유럽, 북미, 극동 아시아 및 구 소련의 영토에 위치하며 아프리카에는 거의 존재하지 않으며 호주 및 오세아니아에는 전혀 존재하지 않습니다. 또 다른 41 기의 원자로는 1.5 년에서 20 년 사이 전기를 생산하지 못했고 그 중 40 기는 일본에 있었다.
지난 10 년 동안 47 개의 발전소가 세계에 위탁되었으며, 거의 모두 아시아 (26 개 중국) 또는 동유럽에 위치합니다. 현재 건설중인 원자로의 3 분의 2가 중국, 인도 및 러시아에있다. 중국은 새로운 원자력 발전소 건설을 위해 가장 야심 찬 계획을 추진하고 있으며 전세계의 12 개국이 원자력 발전소를 건설 중이거나 건설을위한 프로젝트를 개발 중이다.
미국 이외에 원자력 분야의 최첨단 국가 목록은 다음과 같습니다.
- 프랑스;
- 일본;
- 러시아;
- 한국.
2007 년에 러시아는 세계 최초의 부유 식 원자력 발전소 건설에 착수하여 러시아 연안의 에너지 부족 문제를 해결할 수있게되었습니다.[12]. 시공 지연. 다양한 추정에 따르면, 최초의 부 동 원자력 발전소는 2018-2019 년에 작동 할 것입니다.
미국, 일본, 한국, 러시아, 아르헨티나를 비롯한 여러 국가들이 개별 산업, 주거 단지 및 향후 개별 주택의 열 및 전력 공급을 목적으로 약 10-20MW 용량의 소형 원자력 발전소를 개발하고있다. 핵 물질의 누출 가능성을 반복적으로 줄이는 안전한 기술을 사용하여 소형 원자로 (예 : Hyperion NPP 참조)를 만들 수 있다고 가정합니다[13]. 아르헨티나에서 소형 CAREM25 원자로 1 기의 건설이 진행 중이다. 소형 원자력 발전소를 사용한 최초의 경험은 소련 (Bilibino NPP)에 의해 획득되었습니다.
원자력 발전소 운영 원칙
원자력 발전소의 작동 원리는 핵 (원자라고도 함) 원자로의 가동에 기반을두고 있습니다. 원자로 분리는 원자의 분출이 에너지의 방출과 함께 일어나는 특수한 대량 설계입니다.
원자로에는 여러 유형이 있습니다.
- PHWR ( "가압 중수로"라고도 함)는 주로 캐나다와 인도 도시에서 사용됩니다. 그것은 물을 기반으로하며 그 공식은 D2O입니다. 그것은 냉각수와 중성자 감속재의 기능을 수행합니다. 효율성은 29 %에 가까워지고 있습니다.
- VVER (수냉식 발전 설비). 현재 WWER는 CIS, 특히 VVER-100 모델에서만 작동합니다. 반응기는 33 %의 효율을 갖는다;
- GCR, AGR (흑연 물). 이러한 반응기에 함유 된 액체는 냉각제로서 작용한다. 이 디자인에서 중성자 감속재는 흑연이며, 따라서 이름입니다. 효율은 약 40 %입니다.
장치의 원리에 따르면, 반응기는 또한 다음과 같이 나뉘어진다 :
- PWR (가압 수형 원자로) - 일정한 압력 하에서 물이 반응을 지연시키고 열을 공급하도록 설계되었습니다.
- BWR (증기와 물이 수도 회로없이 장치의 주요 부분에있는 방식으로 설계됨);
- RBMK (특히 큰 용량을 갖는 채널 반응기);
- BN (중성자의 빠른 교환으로 시스템이 작동 함).
원자력 발전소의 구조와 구조. 원자력 발전소는 어떻게 작동합니까?
일반적인 원자력 발전소는 블록으로 구성되며, 각 블록에는 다양한 기술 장치가 배치됩니다. 이 장치 중 가장 중요한 것은 원자로 홀이있는 복합체로 NPP 전체의 조작성을 보장합니다. 이 장치는 다음 장치로 구성됩니다.
- 반응기;
- 분지 (핵 연료에 저장 됨);
- 연료 적재 기계;
- 제어실 (제어반은 블록으로, 운영자는 핵분열 과정을 관찰 할 수 있음).
이 건물 뒤에는 홀이 있습니다. 증기 발생기가 장착되어 있으며 주 터빈입니다. 그 바로 뒤에는 영토의 경계를 넘어선 전기 전송 라인뿐만 아니라 커패시터가있다.
무엇보다도 사용 후 핵연료가 들어있는 유닛과 냉각을 위해 설계된 특수 유닛 (냉각 타워라고 함)이 있습니다. 또한 스프레이 풀 및 자연 저장소가 냉각에 사용됩니다.
원자력 발전소 운영 원칙
예외없이 모든 원자력 발전소에는 3 단계의 전기 에너지 변환이 있습니다.
- 열로의 전환과 함께 핵;
- 기계적으로 변하는 열;
- 기계적, 전기로 변환.
우라늄은 중성자를 포기하고 열을 대량으로 방출합니다. 원자로에서 나오는 뜨거운 물은 증기 발생기를 통해 펌프를 통해 펌프로 공급되어 일부 열을 방출하고 다시 반응기로 돌아옵니다. 이 물은 고압 상태이기 때문에 액체 상태로 유지됩니다 (330 V에서 약 160 기압의 현대 VVER 원자로에서)[7]). 증기 발생기에서이 열은 훨씬 낮은 압력 (1 차 회로의 절반 압력 이하)에있는 2 차 회로의 물로 전달되므로 끓게됩니다. 생성 된 증기는 증기 터빈으로 들어가서 발전기를 회전시킨 다음 응축기로 들어가서 증기가 냉각되면 응축되어 다시 증기 발생기로 들어갑니다. 응축기는 외부 개방 소스 (예 : 냉각 연못)의 물로 냉각됩니다.
제 1 및 제 2 회로는 모두 폐쇄되어, 방사선 누설의 가능성을 감소시킨다. 1 차 회로 구조의 치수가 최소화되어 방사선 위험도 감소시킵니다. 증기 터빈과 응축기는 1 차 회로의 물과 상호 작용하지 않으므로 수리가 쉬워지고 스테이션 해체시 방사성 폐기물의 양이 줄어 듭니다.
NPP 보호 메커니즘
모든 원자력 발전소에는 통합 보안 시스템이 필수적으로 설치되어 있습니다 (예 :
- 현지화 - 방사능을 방출하는 사고가 발생할 경우 유해 물질의 확산을 제한합니다.
- 제공 - 시스템의 안정적인 작동을 위해 일정량의 에너지를 공급합니다.
- 관리자 - 모든 보호 시스템이 정상적으로 기능하도록 보장합니다.
또한 응급 상황에서 원자로가 충돌 할 수 있습니다. 이 경우 반응기의 온도가 계속 상승하면 자동 보호 기능이 연쇄 반응을 방해합니다. 이 법안은 원자로를 다시 가동시키기 위해 심각한 복구 작업을 필요로합니다.
위험한 사고가 체르노빌 NPP에서 발생한 후 원인이 불완전한 원자로 설계로 밝혀지면서 보호 조치에 더 많은주의를 기울이기 시작했으며 원자로의 신뢰성을 높이기위한 설계 작업을 수행했습니다.
XXI 세기 재앙과 그 결과
2011 년 3 월 일본 북동부 지진으로 쓰나미가 발생하여 결국 Fukushima-1 원자력 발전소의 6 기의 원자로 중 4 기가 손상되었습니다.
비극이 발생한 지 2 년이 채 지나지 않았을 때 공식 사망자는 1500 명을 돌파했으며 2 만 명은 아직 조사되지 않은 상태이며 30 만 명의 주민들은 강제로 집을 나와야 만했다.
엄청난 양의 방사선 때문에 현장을 떠날 수없는 희생자가있었습니다. 즉각적인 대피가 2 일 동안 지속되었다.
그럼에도 불구하고 매년 원자력 발전소에서 사고를 예방하는 방법과 비상 사태의 중화가 개선되고 있습니다. 과학은 꾸준히 발전하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 미래는 명확하게 전기를 생산하는 대체 방법의 전성기가 될 것입니다. 특히 혁신적인 에너지 기술을 포함한 다른 기술뿐만 아니라 무중력 상태에서 상당히 달성 가능한 향후 10 년 안에 거대한 크기의 궤도 태양 전지의 출현을 예상하는 것이 당연합니다.
