Das erste schwimmende Kernkraftwerk. Schwimmendes Atomkraftwerk: Projektbeteiligte, alle dafür und dagegen

Die Kernkraft ist eine moderne und sich schnell entwickelnde Form der Stromerzeugung. Wissen Sie, wie Kernkraftwerke aufgebaut sind? Was ist das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks? Welche Arten von Kernreaktoren gibt es heute? Wir werden versuchen, das Betriebsschema eines Kernkraftwerks im Detail zu betrachten, uns mit der Konstruktion eines Kernreaktors zu befassen und herauszufinden, wie sicher die atomare Methode zur Stromerzeugung ist.

Wie ist ein Kernkraftwerk organisiert?

Jede Station ist ein geschlossener Bereich, weit entfernt vom Wohngebiet. Auf seinem Territorium gibt es mehrere Gebäude. Das wichtigste Gebäude ist das Reaktorgebäude, daneben die Maschinenhalle, von der aus der Reaktor gesteuert wird, und das Sicherheitsgebäude.

Das Schema ist ohne einen Kernreaktor unmöglich. Ein Atom-(Kern-)Reaktor ist ein Gerät eines Kernkraftwerks, das eine Kettenreaktion der Neutronenspaltung mit der obligatorischen Freisetzung von Energie in diesem Prozess organisieren soll. Aber was ist das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks?

Die gesamte Reaktoranlage befindet sich im Reaktorgebäude, einem großen Betonturm, der den Reaktor verbirgt und im Falle eines Unfalls alle Produkte einer Kernreaktion enthält. Dieser große Turm wird Eindämmung, hermetische Hülle oder Eindämmung genannt.

Die Sicherheitszone in den neuen Reaktoren hat 2 dicke Betonwände - Schalen.
Eine 80 cm dicke Außenhülle schützt den Containment-Bereich vor äußeren Einflüssen.

Die Innenschale mit einer Dicke von 1 Meter 20 cm hat spezielle Stahlseile in ihrem Gerät, die die Festigkeit von Beton um fast das Dreifache erhöhen und die Struktur nicht bröckeln lassen. Innen ist er mit einem dünnen Blech aus Spezialstahl ausgekleidet, das als zusätzlicher Schutz des Containments dienen soll und im Havariefall verhindern soll, dass der Inhalt des Reaktors außerhalb des Containment-Bereichs freigesetzt wird.

Ein solches Gerät eines Kernkraftwerks kann dem Absturz eines Flugzeugs mit einem Gewicht von bis zu 200 Tonnen, einem Erdbeben der Stärke 8, einem Tornado und einem Tsunami standhalten.

Die erste Überdruckkapselung wurde 1968 im amerikanischen Kernkraftwerk Connecticut Yankee gebaut.

Die Gesamthöhe des Eindämmungsbereichs beträgt 50-60 Meter.

Woraus besteht ein Kernreaktor?

Um das Funktionsprinzip eines Kernreaktors und damit das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks zu verstehen, müssen Sie die Komponenten des Reaktors verstehen.

• aktive Zone. Dies ist der Bereich, in dem der Kernbrennstoff (Wärmefreisetzer) und der Moderator platziert werden. Brennstoffatome (am häufigsten ist Uran der Brennstoff) führen eine Spaltungskettenreaktion durch. Der Moderator dient zur Steuerung des Spaltungsprozesses und ermöglicht es Ihnen, die erforderliche Reaktion in Bezug auf Geschwindigkeit und Stärke durchzuführen.
• Neutronenreflektor. Der Reflektor umgibt die aktive Zone. Es besteht aus dem gleichen Material wie der Moderator. Tatsächlich ist dies eine Box, deren Hauptzweck darin besteht, Neutronen daran zu hindern, den Kern zu verlassen und in die Umgebung zu gelangen.
• Kühlmittel. Das Kühlmittel muss die bei der Spaltung von Brennstoffatomen freigesetzte Wärme aufnehmen und auf andere Stoffe übertragen. Das Kühlmittel bestimmt maßgeblich die Auslegung eines Kernkraftwerks. Das beliebteste Kühlmittel ist heute Wasser.
  Reaktorsteuerungssystem. Sensoren und Mechanismen, die den Kernkraftwerksreaktor in Gang setzen.

Brennstoff für Kernkraftwerke

Was macht ein Atomkraftwerk? Brennstoff für Kernkraftwerke sind chemische Elemente mit radioaktiven Eigenschaften. In allen Kernkraftwerken ist Uran ein solches Element.

Das Design von Stationen impliziert, dass Kernkraftwerke mit komplexen Verbundbrennstoffen und nicht mit einem reinen chemischen Element betrieben werden. Und um Uranbrennstoff aus natürlichem Uran zu extrahieren, das in einen Kernreaktor geladen wird, müssen Sie viele Manipulationen vornehmen.

Angereichertes Uran

Uran besteht aus zwei Isotopen, dh es enthält Kerne mit unterschiedlichen Massen. Sie wurden nach der Anzahl der Protonen und Neutronen Isotop-235 und Isotop-238 benannt. Forscher des 20. Jahrhunderts begannen, Uran 235 aus dem Erz zu extrahieren, weil. es war leichter zu zerlegen und zu transformieren. Es stellte sich heraus, dass es in der Natur nur 0,7% dieses Urans gibt (die restlichen Prozente gingen an das 238. Isotop).

Was ist in diesem Fall zu tun? Sie beschlossen, Uran anzureichern. Die Anreicherung von Uran ist ein Prozess, bei dem viele notwendige 235x-Isotope und wenige unnötige 238x-Isotope darin verbleiben. Die Aufgabe der Urananreicherer ist es, aus 0,7 % Uran-235 nahezu 100 % Uran-235 zu machen.

Uran kann mit zwei Technologien angereichert werden - Gasdiffusion oder Gaszentrifuge. Für ihre Nutzung wird aus Erzen gewonnenes Uran in einen gasförmigen Zustand überführt. In Form von Gas wird es angereichert.

Uranpulver

Angereichertes Urangas wird in einen festen Zustand umgewandelt - Urandioxid. Dieses reine feste Uran 235 sieht aus wie große weiße Kristalle, die später zu Uranpulver zerkleinert werden.

Uran-Tabletten

Uranpellets sind solide Metallscheiben, einige Zentimeter lang. Um solche Tabletten aus Uranpulver zu formen, wird es mit einer Substanz gemischt - einem Weichmacher, der die Qualität des Tablettenpressens verbessert.

Gepresste Unterlegscheiben werden bei einer Temperatur von 1200 Grad Celsius für mehr als einen Tag gebacken, um den Tabletten besondere Festigkeit und Beständigkeit gegen hohe Temperaturen zu verleihen. Die Funktionsweise eines Kernkraftwerks hängt direkt davon ab, wie gut der Uranbrennstoff komprimiert und gebacken wird.

Tabletten werden in Molybdänboxen gebacken, weil. Nur dieses Metall kann bei "höllischen" Temperaturen über anderthalbtausend Grad nicht schmelzen. Danach gilt Uranbrennstoff für Kernkraftwerke als fertig.

Was ist TVEL und TVS?

Der Reaktorkern sieht aus wie eine riesige Scheibe oder ein Rohr mit Löchern in den Wänden (je nach Reaktortyp), fünfmal größer als ein menschlicher Körper. Diese Löcher enthalten Uranbrennstoff, dessen Atome die gewünschte Reaktion ausführen.

Es ist unmöglich, einfach Brennstoff in einen Reaktor zu werfen, wenn Sie nicht eine Explosion der gesamten Station und einen Unfall mit Folgen für ein paar nahe gelegene Staaten haben wollen. Daher wird Uranbrennstoff in Brennstäbe eingebracht und dann in Brennelementen gesammelt. Was bedeuten diese Abkürzungen?

• TVEL - Brennelement (nicht zu verwechseln mit dem gleichen Namen der russischen Firma, die sie herstellt). Tatsächlich handelt es sich um ein dünnes und langes Zirkoniumrohr aus Zirkoniumlegierungen, in das Uranpellets eingebracht werden. In Brennstäben beginnen Uranatome miteinander zu interagieren und geben während der Reaktion Wärme ab.

Zirkonium wurde aufgrund seiner Feuerfestigkeit und Korrosionsschutzeigenschaften als Material für die Herstellung von Brennstäben ausgewählt.

Die Art der Brennelemente richtet sich nach Art und Aufbau des Reaktors. Aufbau und Zweck von Brennstäben ändern sich in der Regel nicht, Länge und Breite des Rohres können unterschiedlich sein.

Die Maschine lädt mehr als 200 Uranpellets in ein Zirkoniumrohr. Insgesamt arbeiten etwa 10 Millionen Uranpellets gleichzeitig im Reaktor.
FA - Brennelement. KKW-Arbeiter nennen Brennelemente Bündel.

Tatsächlich sind dies mehrere aneinander befestigte TVELs. Brennelemente sind fertige Kernbrennstoffe, mit denen ein Kernkraftwerk betrieben wird. Es sind Brennelemente, die in einen Kernreaktor geladen werden. In einem Reaktor werden etwa 150 - 400 Brennelemente untergebracht.
Je nachdem, in welchem ​​Reaktor das Brennelement eingesetzt wird, haben sie unterschiedliche Formen. Mal werden die Bündel zu einer kubischen, mal zu einer zylindrischen, mal zu einer sechseckigen Form gefaltet.

Ein Brennelement für 4 Betriebsjahre erzeugt die gleiche Energiemenge wie beim Verbrennen von 670 Waggons Kohle, 730 Tanks mit Erdgas oder 900 mit Öl beladenen Tanks.
Brennelemente werden heute hauptsächlich in Fabriken in Russland, Frankreich, den USA und Japan produziert.

Um Brennstoff für Kernkraftwerke in andere Länder zu liefern, werden Brennelemente in lange und breite Metallrohre eingeschmolzen, Luft aus den Rohren gepumpt und von Spezialmaschinen an Bord von Frachtflugzeugen geliefert.

Kernbrennstoff für Kernkraftwerke wiegt unerschwinglich viel, tk. Uran ist eines der schwersten Metalle auf dem Planeten. Sein spezifisches Gewicht beträgt das 2,5-fache von Stahl.

Kernkraftwerk: Funktionsprinzip

Was ist das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks? Das Funktionsprinzip von Kernkraftwerken basiert auf einer Kettenreaktion der Spaltung von Atomen einer radioaktiven Substanz - Uran. Diese Reaktion findet im Kern eines Kernreaktors statt.

Wenn Sie nicht auf die Feinheiten der Kernphysik eingehen, sieht das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks so aus:
Nach dem Start des Kernreaktors werden Absorberstäbe aus den Brennstäben entfernt, die eine Reaktion des Urans verhindern.

Sobald die Stäbe entfernt werden, beginnen die Uran-Neutronen miteinander zu wechselwirken.

Wenn Neutronen kollidieren, kommt es auf atomarer Ebene zu einer Mini-Explosion, Energie wird freigesetzt und neue Neutronen werden geboren, eine Kettenreaktion beginnt. Dieser Vorgang setzt Wärme frei.

Die Wärme wird auf das Kühlmittel übertragen. Je nach Art des Kühlmittels wird daraus Dampf oder Gas, das die Turbine antreibt.

Die Turbine treibt einen elektrischen Generator an. Er ist es, der tatsächlich Strom erzeugt.

Wenn Sie den Prozess nicht verfolgen, können Uran-Neutronen miteinander kollidieren, bis der Reaktor gesprengt und das gesamte Kernkraftwerk in Stücke gerissen wird. Computersensoren steuern den Prozess. Sie erkennen einen Temperaturanstieg oder eine Druckänderung im Reaktor und können die Reaktionen automatisch stoppen.

Was ist der Unterschied zwischen dem Funktionsprinzip von Kernkraftwerken und Wärmekraftwerken (Wärmekraftwerken)?

Unterschiede in der Arbeit sind nur in den ersten Phasen. In Kernkraftwerken erhält das Kühlmittel Wärme aus der Spaltung von Uranbrennstoffatomen, in Wärmekraftwerken erhält das Kühlmittel Wärme aus der Verbrennung von organischem Brennstoff (Kohle, Gas oder Öl). Nachdem entweder die Uranatome oder das Gas mit Kohle Wärme freigesetzt haben, sind die Betriebsschemata von Kernkraftwerken und Wärmekraftwerken gleich.

Arten von Kernreaktoren

Wie ein Kernkraftwerk funktioniert, hängt davon ab, wie sein Kernreaktor funktioniert. Heute gibt es zwei Haupttypen von Reaktoren, die nach dem Spektrum der Neuronen eingeteilt werden:
Ein langsamer Neutronenreaktor, auch thermischer Reaktor genannt.

Für seinen Betrieb wird 235 Uran verwendet, das die Phasen der Anreicherung, der Herstellung von Urantabletten usw. durchläuft. Heute sind langsame Neutronenreaktoren in der überwiegenden Mehrheit.
Schneller Neutronenreaktor.

Diese Reaktoren sind die Zukunft, denn Sie arbeiten mit Uran-238, das in der Natur wie Sand am Meer ist und es nicht notwendig ist, dieses Element anzureichern. Der Nachteil solcher Reaktoren liegt lediglich in sehr hohen Kosten für Design, Bau und Inbetriebnahme. Heute arbeiten schnelle Neutronenreaktoren nur in Russland.

Das Kühlmittel in schnellen Neutronenreaktoren ist Quecksilber, Gas, Natrium oder Blei.

Auch langsame Neutronenreaktoren, die heute von allen Kernkraftwerken der Welt verwendet werden, gibt es in mehreren Typen.

Die IAEO-Organisation (International Atomic Energy Agency) hat eine eigene Klassifizierung erstellt, die in der weltweiten Nuklearindustrie am häufigsten verwendet wird. Da das Betriebsprinzip eines Kernkraftwerks maßgeblich von der Wahl des Kühlmittels und des Moderators abhängt, hat die IAEA ihre Einstufung auf diese Unterschiede gestützt.

Aus chemischer Sicht ist Deuteriumoxid ein idealer Moderator und Kühlmittel, denn Seine Atome interagieren am effektivsten mit den Neutronen von Uran im Vergleich zu anderen Substanzen. Einfach ausgedrückt erfüllt schweres Wasser seine Aufgabe mit minimalen Verlusten und maximalen Ergebnissen. Seine Herstellung kostet jedoch Geld, während es für uns viel einfacher ist, das gewohnte „leichte“ und vertraute Wasser zu verwenden.

Ein paar Fakten über Kernreaktoren...

Interessant ist, dass ein Kernkraftwerksreaktor für mindestens 3 Jahre gebaut wird!
Um einen Reaktor zu bauen, braucht man Ausrüstung, die mit einer elektrischen Stromstärke von 210 Kiloampere betrieben wird, was dem Millionenfachen der Stromstärke entspricht, die einen Menschen töten kann.

Eine Schale (Strukturelement) eines Kernreaktors wiegt 150 Tonnen. Es gibt 6 solcher Elemente in einem Reaktor.

Druckwasserreaktor

Wir haben bereits herausgefunden, wie das Kernkraftwerk im Allgemeinen funktioniert, um es „auszusortieren“, wollen wir sehen, wie der beliebteste unter Druck stehende Kernreaktor funktioniert.
Weltweit werden heute Druckwasserreaktoren der Generation 3+ eingesetzt. Sie gelten als die zuverlässigsten und sichersten.

Alle Druckwasserreaktoren der Welt haben über all die Jahre ihres Betriebs zusammengenommen bereits mehr als 1000 Jahre störungsfreien Betrieb errungen und nie gravierende Abweichungen gegeben.

Die Struktur von Kernkraftwerken, die auf Druckwasserreaktoren basieren, impliziert, dass destilliertes Wasser zwischen den Brennstäben zirkuliert, das auf 320 Grad erhitzt wird. Um zu verhindern, dass es in einen Dampfzustand übergeht, wird es unter einem Druck von 160 Atmosphären gehalten. Das KKW-Schema nennt es Primärwasser.

Das erhitzte Wasser tritt in den Dampferzeuger ein und gibt seine Wärme an das Wasser des Sekundärkreislaufs ab, wonach es wieder in den Reaktor „zurückkehrt“. Äußerlich sieht es so aus, als ob die Rohre des primären Wasserkreislaufs mit anderen Rohren in Kontakt stehen - das Wasser des zweiten Kreislaufs überträgt Wärme aufeinander, aber das Wasser berührt sich nicht. Röhren sind in Kontakt.

Somit ist ausgeschlossen, dass Strahlung in das Wasser des Sekundärkreislaufs gelangt, das weiter am Prozess der Stromerzeugung beteiligt ist.

Sicherheit von Kernkraftwerken

Nachdem wir das Funktionsprinzip von Kernkraftwerken gelernt haben, müssen wir verstehen, wie die Sicherheit geregelt ist. Die Auslegung von Kernkraftwerken erfordert heute eine erhöhte Beachtung der Sicherheitsvorschriften.
Die Kosten für die Sicherheit von Kernkraftwerken machen ungefähr 40 % der Gesamtkosten der Anlage selbst aus.

Das KKW-Schema umfasst 4 physische Barrieren, die die Freisetzung radioaktiver Substanzen verhindern. Was sollen diese Barrieren bewirken? Zum richtigen Zeitpunkt in der Lage sein, die Kernreaktion zu stoppen, eine konstante Wärmeabfuhr aus dem Kern und dem Reaktor selbst sicherzustellen und die Freisetzung von Radionukliden aus dem Containment (Containment Zone) zu verhindern.

• Die erste Barriere ist die Stärke von Uranpellets. Es ist wichtig, dass sie unter dem Einfluss hoher Temperaturen in einem Kernreaktor nicht kollabieren. Wie ein Kernkraftwerk funktioniert, hängt in vielerlei Hinsicht davon ab, wie die Uranpellets in der Anfangsphase der Produktion „gebacken“ wurden. Wenn die Uranbrennstoffpellets falsch gebacken werden, sind die Reaktionen der Uranatome im Reaktor unvorhersehbar.
• Das zweite Hindernis ist die Dichtheit der Brennstäbe. Zirkonröhren müssen dicht sein, wenn die Dichtigkeit gebrochen ist, dann wird bestenfalls der Reaktor beschädigt und die Arbeit eingestellt, schlimmstenfalls fliegt alles in die Luft.
• Die dritte Barriere ist ein starker Reaktorbehälter aus Stahl a, (derselbe große Turm - ein Sicherheitsbereich), der alle radioaktiven Prozesse in sich "hält". Der Rumpf ist beschädigt - Strahlung wird in die Atmosphäre freigesetzt.
• Die vierte Barriere sind Notschutzstangen. Oberhalb der aktiven Zone sind Stäbe mit Moderatoren an Magneten aufgehängt, die alle Neutronen in 2 Sekunden absorbieren und die Kettenreaktion stoppen können.

Wenn es trotz Bau eines Kernkraftwerks mit vielen Schutzarten nicht gelingt, den Reaktorkern rechtzeitig zu kühlen, und die Brennstofftemperatur auf 2600 Grad ansteigt, dann kommt die letzte Hoffnung des Sicherheitssystems ins Spiel - die sogenannte Schmelzfalle.

Tatsache ist, dass bei einer solchen Temperatur der Boden des Reaktorbehälters schmilzt und alle Reste von Kernbrennstoff und geschmolzenen Strukturen in ein spezielles „Glas“ fließen, das über dem Reaktorkern hängt.

Die Schmelzfalle ist gekühlt und feuerfest. Es ist mit dem sogenannten „Opfermaterial“ gefüllt, das die Spaltkettenreaktion nach und nach stoppt.

Somit impliziert das KKW-Schema mehrere Schutzgrade, die fast vollständig jede Möglichkeit eines Unfalls ausschließen.

Schwimmendes Kernkraftwerk - Innovationen russischer Designer. In der heutigen Welt sind solche Projekte am vielversprechendsten, um Siedlungen mit Strom zu versorgen, für die die lokalen Ressourcen nicht ausreichen. Und das sind Offshore-Entwicklungen in der Arktis, im Fernen Osten und auf der Krim. Das schwimmende Schiff, das auf der Baltic Shipyard gebaut wird, stößt bereits auf großes Interesse. Und nicht nur inländische, sondern auch ausländische Investoren.

Design und technische Eigenschaften

Ein schwimmendes Kernkraftwerk ist ein nicht selbstfahrendes Schiff mit glattem Deck, auf dem zwei Reaktoreinheiten des Eisbrechertyps KLT-40S installiert sind. Die Leistung jedes Reaktors beträgt bis zu 35 MW, die thermische Leistung 140 Gigakalorien. Die Station ist in der Lage, eine Siedlung mit 200.000 Einwohnern vollständig mit Strom zu versorgen. Das Schiff ist 144 Meter lang und bis zu 40 Meter breit. Der geplante Hubraum beträgt 21,5 Tonnen. Lebensdauer - bis zu 40 Jahre, mit einer Häufigkeit des Kraftstoffwechsels alle 12 Jahre.

Nicht allein durch Energie

Neben der Erzeugung elektrischer Wärmeenergie können diese Anlagen Meerwasser entsalzen. Es ist dieser Bereich seiner Tätigkeit, der ausländischen Käufern in Zukunft große Chancen eröffnet, denn laut IAEA-Prognose im Jahr 2025 wird die jährliche Süßwasserknappheit auf der Welt 1,3 bis 2 Billionen Kubikmeter betragen, das heißt von 2 bis 7 Milliarden Menschen. Und diese Station ist bereit, 40-240.000 Kubikmeter Frischwasser pro Tag zu produzieren.

Sie haben keinen Strom – FNPP kommt zu Ihnen

Im Juni 2010 wurde das schwimmende Kernkraftwerk Akademik Lomonosov auf den Beständen der Baltischen Werft zu Wasser gelassen. Es war ein feierlicher Augenblick. Die Direktion der im Bau befindlichen schwimmenden Kernkraftwerke des Konzerns Rosenergoatom gab an, dass sie bis Herbst 2019 in Betrieb genommen werden und ihre Kosten 16,5 Milliarden Rubel betragen werden. Seit 2016 ist der Bau der Küsteninfrastruktur für ein schwimmendes Kernkraftwerk in Pevek (Autonomer Bezirk Tschukotka der Russischen Föderation) im Gange. Bis 2021 soll Akademik Lomonosov das KKW Bilibino, das stillgelegt wird, vollständig ersetzen.

Kann einem Flugzeugangriff standhalten

Innovative Anlagensicherheitstechnologien erfüllen Weltstandards. Es hält allen konstruktiven dynamischen Belastungen stand. Außerdem hat es eine gewisse „Sicherheitsmarge“ - es hat keine Angst vor Tsunami-Einschlägen, Windgeschwindigkeiten von 45 Metern pro Sekunde, Erdbeben von 8 Punkten auf der Richterskala, Kollisionen mit Schiffen und dem Absturz einer 11-Tonne Flugzeug. Die Reaktoren des Konstruktionsbüros Afrikantov OKBM haben ein hohes Maß an Schutz vor fünf Kreisläufen, was durch die Situation mit dem U-Boot Kursk bestätigt wurde, als die Reaktoranlagen der Explosion standhielten. Sie nahmen die Reaktoren außer Betrieb und sorgten für die Sicherheit während des langen Aufenthalts des Schiffes unter Wasser. Die Umweltfreundlichkeit der Station wird von Experten bestätigt - auf dem Territorium ihres Standorts werden weder während des Betriebs noch danach giftige Abfälle anfallen.

Menschlicher Faktor

Wenn die Station in Betrieb geht, wird sie im Rotationsbetrieb arbeiten: drei Monate lang 150 Personen, 50 pro Schicht. Für ihren komfortablen Aufenthalt hat die schwimmende Station alles, was Sie brauchen: komfortable Kabinen, ein Kino, ein Fitnessstudio. Inzwischen hat die Ausbildung der ersten 17 Fachkräfte begonnen, die ca. 2 Jahre dauern wird. Die Station wird einen Direktor und ein Managementteam von fünf Personen haben. Der Kapitän des Schiffes ist jedoch nur für die Sicherheit des Schiffes verantwortlich.

südlichen Horizont

In letzter Zeit haben die Medien zunehmend das Thema der Errichtung eines schwimmenden Kernkraftwerks auf der Krim angesprochen. Die Meinungen der Experten zu diesem Thema gehen auseinander. Der Zweck dieser Anlagen besteht darin, schwer zugängliche Gebiete zu versorgen, und die Krim kann über eine Energiebrücke vom Festland mit Energie versorgt werden. Das Projekt kann bei der Serienproduktion von schwimmenden Kernkraftwerken und deren Kostensenkung berücksichtigt werden.

Wettbewerbsfähigkeit pro Stream

Damit diese Stationen von ausländischen Konzernen gekauft werden können, müssen die Entwickler eine Reihe von Problemen lösen. Die Modernisierung der Station - entweder nur zur Stromerzeugung oder zur Entsalzung - wird ihre Kosten um die Hälfte reduzieren. Dies wird auch dazu beitragen, die Bauzeit von schwimmenden Kernkraftwerken zu verkürzen. Und es ist die Akademik Lomonosov, die zu einem Testgelände für die Erprobung technologischer Lösungen und der Möglichkeiten der Interaktion mit bodengestützten Stromnetzen werden soll.

Ein schwimmendes Kernkraftwerk (FNPP) ist ein Projekt zur Herstellung einer Reihe von transportablen Kernkraftwerken mit geringer Kapazität. Die Einheiten werden vom staatlichen Unternehmen Rosatom in Zusammenarbeit mit OAO Small Power Engineering, OAO Baltiysky Zavod und einer Reihe anderer Unternehmen entwickelt. schwimmendes Kernkraftwerk berechtigt " Akademiker Lomonossow» ist die weltweit erste Installation dieser Art. Das Kraftwerk der Station wird bis September 2016 für den Transport und die Inbetriebnahme vorbereitet. Danach finden die ersten Tests zum Betrieb der Anlage statt.

Eigenschaften und Zweck von FNPP

Das Kraftwerk der Station hat eine thermische Kapazität von 140 Gigakalorien pro Stunde, eine maximale elektrische Leistung von 80 Megawatt und besteht aus zwei KLT-40S-Reaktoren. Schöpfer und Hersteller von Reaktoranlagen mit einer Gesamtleistung von 300 MW ist die I.I. Afrikantova. Die Basis der Station ist ein nicht schiffbares Schiff mit glattem Deck, auf dem sich Reaktoren und andere Strukturelemente befinden. Das Schiff ist 144 Meter lang, 30 Meter breit und hat eine Verdrängung von 21,5 Tausend Tonnen.

schwimmendes Kernkraftwerk wurde auf der Grundlage eines Serienkraftwerks von Atomeisbrechern entwickelt, dessen Wirksamkeit in der Arktis anhand der Ergebnisse des Langzeitbetriebs getestet wurde. Die Station soll verschiedene Einrichtungen mit Strom und Wärme versorgen, darunter:

1. Produzierende Unternehmen.
2. Komplexe zur Gas- und Ölförderung.
3. Hafenstädte.

schwimmendes Kernkraftwerk optimiert für den Betrieb an schwer zugänglichen Stellen an Meer- oder Flussküsten, die weit entfernt von einheitlichen Stromversorgungssystemen liegen. Auf dem Territorium Russlands gehören zu diesen Orten der Hohe Norden und der Ferne Osten, die erschwingliche und effiziente Energiequellen benötigen. Die Kapazität der Station Akademik Lomonosov wird ausreichen, um den starken Bedarf an der Installation von Wärmekraftwerken zu reduzieren, die für die kontinuierliche Entwicklung der Wirtschaft und die Erreichung hochwertiger Lebensbedingungen erforderlich sind.

Für Küstengebiete von Gebieten, in denen regelmäßig Dürren beobachtet werden, wurde eine Version eines schwimmenden Nuklearkomplexes geschaffen, der zur Entsalzung von Meerwasser betrieben wird. Bei 24 Stunden Dauerbetrieb kann die Anlage 40 bis 240 Kubikmeter sauberes Wasser produzieren. Der Wasserentsalzungskomplex kann mit Umkehrosmosetechnologie oder mit mehrstufigen Verdampfungsanlagen betrieben werden. Dieser Komplex wird besonders in afrikanischen Ländern sowie in einigen asiatischen und europäischen Ländern nützlich sein, in denen es einen klaren Trinkwassermangel gibt.

Merkmale der schwimmenden Station

Der Bau des schwimmenden Aggregats erfolgt im Werk, wodurch Zeit und Kosten der Arbeit minimiert und alle Qualitätsanforderungen erfüllt werden können. Die Kosten für das erste Kraftwerk beliefen sich unter Berücksichtigung der Baukosten, des Kaufs von Ausrüstung und der Küstenanlagen auf 16,5 Milliarden Rubel. Der Preis des Energieblocks selbst belief sich auf 14,1 Milliarden Rubel.

Kostenintensive Bauarbeiten am Bahnhofsstandort sind ausgeschlossen. Bei Bedarf kann das gesamte Schwimmaggregat von einem Ort zum anderen transportiert werden.

Die Anreicherung des Brennstoffs, der in der Ausrüstung der schwimmenden Station verwendet wird, überschreitet nicht den Höchstwert, der festgelegt wurde, um das Regime der Nichtverbreitung von Kernwaffen einzuhalten. Damit wird die Nutzung schwimmender Energiequellen in allen Ländern, auch in Entwicklungsländern, völkerrechtlich geregelt. Nach aktuellen Sicherheitsstandards wird ein schwimmendes Kernkraftwerk mit einem gewissen Sicherheitsspielraum ausgelegt, der die maximal möglichen Belastungen übersteigt. Der Rumpf eines Schiffes mit glattem Deck und die Ausrüstung sind in der Lage, starken Wellenschlägen, Kollisionen mit Strukturen an der Küste oder mit anderen Schiffen standzuhalten.

Die Betriebsdauer der schwimmenden Station beträgt mindestens 36 Jahre. Die Reaktorkerne werden zwischen drei Zwölfjahreszyklen betankt. Die Reparatur des Triebwerks und das Nachladen von Brennstoff werden mit Hilfe bestehender Unternehmen durchgeführt, die auf die technologische Wartung von Atomschiffen spezialisiert sind. Nach Ablauf der Lebensdauer des Netzteils wird dieses durch ein neues ersetzt und das alte dem Recycling zugeführt. Das schwimmende Kraftwerk „Akademik Lomonosov“ wird während des Betriebs und nach Abschluss der Arbeiten keine für Mensch und Umwelt gefährlichen Stoffe hinterlassen.

Ich habe nicht wirklich geglaubt, dass ein so ehrgeiziges und ungewöhnliches Projekt zu einem Produkt aus Metall gebracht werden kann. Bereits in den 1950er Jahren tauchten sie auf Rädern, auf Schienen und zu Wasser auf. Seitdem ist nichts mehr in echte Muster übergegangen.

Und so verließ das schwimmende Kernkraftwerk Akademik Lomonosov (FPU) am 28. April das Territorium des baltischen Werks in St. Petersburg, wo es seit 2009 gebaut wurde, und machte sich auf den Weg zu seiner Basis - nach Chukotka.

Das Schleppen der FPU nach Pevek (Tschukotka) soll in zwei Etappen durchgeführt werden: von St. Petersburg - nach Murmansk, ohne Kernbrennstoff an Bord, und dann von Murmansk - nach Pevek - ungefähr im Sommer 2019 mit bereits beladener Kernbrennstoff.

Die gesamte Palette der Schlepp- und Rangierdienste im Zusammenhang mit der Passage eines schwimmenden Triebwerks (FPU) entlang der Route St. Petersburg - Murmansk - Pevek wird vom Marine Rescue Service von Rosmorrechflot erbracht.

In Pevek selbst, wo sich das schwimmende Kernkraftwerk (FNPP) befinden wird, werden die Bauarbeiten fortgesetzt, darunter der Bau eines Molenpfeilers, hydraulischer Strukturen (HTS) und einer Küstenplattform, die das sichere Parken der Energie gewährleisten sollen Einheit und die Abnahme einer Energiebrücke daraus.

In diesem Herbst wird der Kernbrennstoff in den Reaktor geladen und seine physische Inbetriebnahme in Murmansk erfolgen, und die betriebsbereite FPU wird entlang der Nordseeroute nach Pevek geliefert und an die Küsteninfrastruktur angeschlossen. „Nach der für 2019 geplanten Inbetriebnahme wird das FNPP das bereits technologisch veraltete Kernkraftwerk Bilibino und das BHKW Chaunskaya ersetzen und zum nördlichsten Kernkraftwerk der Welt werden“, heißt es in dem Bericht.

„Die Installation von schwimmenden Kernkraftwerken in schwer zugänglichen Gebieten Russlands ist eine sehr vielversprechende Richtung in der Entwicklung der russischen Ingenieurskunst“, sagt Ivan Andrievsky, Erster Vizepräsident der Russischen Union der Ingenieure. Er erinnert daran, dass der Präsident des Landes wiederholt über die Bedeutung der Entwicklung des hohen Nordens gesprochen hat. Darüber hinaus sagte Andrievsky gegenüber dem Center for Energy Expertise: „Das Projekt erfüllt alle Anforderungen der IAEA, dies beseitigt alle Arten von Ansprüchen gegen es auf internationaler Ebene.“ Schwierigkeiten, die diese Länder noch nicht vollständig gelöst haben, werden die Entstehung von FNPP sicherlich wissenschaftliches und geschäftliches Interesse bei einer Reihe von Partnern Russlands wecken […]“.

Der Berater des Präsidenten der FINAM-Unternehmensgruppe, Yaroslav Kabakov, erinnerte seinerseits daran, dass viele Staaten bereits in der Bauphase Interesse an dem Projekt zeigten, und „China ist in dieser Richtung besonders aktiv“. „Mit der Inbetriebnahme des ersten FNPP ist im Falle seines erfolgreichen Betriebs zu erwarten, dass das Projekt von Ländern umgesetzt werden will, die vorher nicht einmal davon träumen konnten, die Kernenergie in ihren Ländern auszubauen“, so der Experte.

Das schwimmende Kraftwerk (FPU) "Akademik Lomonosov" des Projekts 20 870 ist das Hauptprojekt einer Reihe mobiler transportabler Kraftwerke mit geringer Leistung. Es ist für den Betrieb als Teil eines schwimmenden Kernwärmekraftwerks (FNPP) konzipiert und repräsentiert eine neue Klasse mobiler Energiequellen auf der Grundlage russischer nuklearer Schiffsbautechnologien. Die Station ist mit zwei KLT-40S-Reaktoren ausgestattet, die im Nennbetriebsmodus bis zu 70 MW Strom und 50 Gcal/h Wärmeenergie erzeugen können, was ausreicht, um das Leben einer Stadt mit etwa 100.000 Einwohnern zu unterstützen . PEB ist ein einzigartiges und weltweit erstes Projekt eines mobilen transportablen Kraftwerks mit geringer Kapazität. Es ist für den Betrieb in den Regionen des Hohen Nordens und des Fernen Ostens ausgelegt.

Es wurde ein Befehl unterzeichnet, um mit den Festmacherversuchen zu beginnen das weltweit erste schwimmende Kraftwerk (PUB) "Akademik Lomonosov". Gemäß dem FPU-Bauplan beginnen die Tests am 1. Juli 2016.

Die Durchführung von Verankerungstests auf Bestellung ist die wichtigste Bauphase, die den Beginn der Endphase bestimmt. Die Verankerungstests werden nach einem speziellen technologischen Schema durchgeführt und mit Ausstattungsarbeiten in den Räumlichkeiten des Umschlagkomplexes, den Ausrüstungs- und Maschinenräumen kombiniert, die eine hohe Organisation und erhöhte Sicherheitsmaßnahmen seitens des Werks erfordern.

Die Tests werden nacheinander durchgeführt, um die Kombination von Bau und Test in denselben Bereichen und Räumlichkeiten der im Bau befindlichen FPU zu verhindern.Der geplante Fertigstellungstermin für die Verankerungsversuche ist der 30. Oktober 2017.

Danach wird die Akademik Lomonosov FNPP das Werk als fertige Anlage verlassen, die entlang der Nordseeroute zum Einsatzort geliefert und an die im Hafen von Pevek entstehende Küsteninfrastruktur angeschlossen wird . Die Transportbereitschaft des Aggregats soll bis Ende 2017 erreicht sein. Rosenergoatom plant, im September 2019 mit der Installation des Aggregats an seinem ursprünglichen Standort zu beginnen und Ende Herbst 2019 mit dem Testen des FNPP zu beginnen und es zu platzieren in Betrieb.

Das Kernkraftwerk des Projekts 20870 „Akademik Lomonosov“ ist ein Schiff ohne Eigenantrieb mit zwei KLT-40-Kernreaktoren an Bord, das schwer zugängliche Objekte in der Nordsee mit Strom und Wärme versorgen und entsalzen soll Meerwasser. Gemäß den technischen Spezifikationen kann die FPU im Nennmodus bis zu 70 MW Strom und 300 MW Wärmeenergie an die Küstennetze liefern, was ausreicht, um das Leben einer Stadt mit 200.000 Einwohnern zu unterstützen.

Die Lebensdauer des Aggregats beträgt vierzig Jahre. Gleichzeitig müssen die Reaktoren alle drei Jahre nachgeladen werden. Die FPU wird von einer ständigen Besatzung von 69 Personen betrieben.

Bau von Wasser- und Küstenbauwerken für das erste schwimmende Kernkraftwerk der Welt >>

Das Projekt 20870 „Akademik Lomonosov“ soll als Teil eines schwimmenden Kernkraftwerks (FNPP) betrieben werden. Die Station ist mit KLT-40S-Reaktoreinheiten ausgestattet, die im Nennbetriebsmodus bis zu 70 MW Strom und 50 Gcal/h Wärmeenergie erzeugen können.

Schwimmendes Netzteil wird die bis 2019 stillgelegten Erzeugungskapazitäten in Chukotka ersetzen - das KKW Bilibino und das CHPP Chaunskaya, was im Hinblick auf eine gesicherte und nachhaltige Energieversorgung der Region wichtig ist.

Die Russische Föderation ist ein absoluter Weltmonopolist auf dem Gebiet der schwimmenden Kernkraftwerke, die vielversprechend für den Bau von Küsteninfrastrukturen eingesetzt werden.

Derzeit wird das Akademik Lomonosov FNPP (Projekt 20870) am Baltiysky Zavod fertiggestellt. Laut Plan soll es im September 2016 geliefert werden., aber angesichts des "experimentellen Charakters" des ersten FNPP bleiben die endgültigen Fristen für seine Inbetriebnahme und das Budget "schwebend". Trotz der Vereinbarung mit Baltzavod, das FNPP im Herbst 2016 in Betrieb zu nehmen, räumt Rosatom ein, dass möglicherweise bis 2019 Zeit für die Fertigstellung und Erprobung bleibt.Es wird erwartet, dass das schwimmende Triebwerk im Frühjahr 2018 von der Baltischen Werft nach Murmansk zum Standort Rosatomflot geschleppt wird, wo Kernbrennstoff in den Reaktor geladen und das Triebwerk im Herbst physisch zu Wasser gelassen wird.

Die Idee, Atomenergie in Verkehrsanlagen zu nutzen, ist nicht neu. Ähnliche Projekte wurden in England, Deutschland und den USA entwickelt. Aber diese Länder haben inzwischen die Projekte schwimmender Kernkraftwerke aufgegeben, weil sie sie für wenig erfolgversprechend halten.

Atomflot plant den Bau eines Docks für den neuen Eisbrecher LK-60 >>

Schwimmende Reaktoren wurden erstmals in den Vereinigten Staaten zum Antrieb des Panamakanals (1966–1976) und der amerikanischen Forschungsbasis in der Antarktis (1962–1972) eingesetzt. Die amerikanische Schwimmstation Sturgis (Leistung 10 MW) zum Beispiel ist seit 1976 auf dem Parkplatz in Virginia außer Betrieb und wurde kürzlich zur Entsorgung nach Galveston geschleppt.

Kürzlich hat das chinesische Unternehmen CGN (China General Nuclear Power Corporation) den offiziellen Start des Projekts einer schwimmenden Station mit einem Kleinleistungsreaktor ACPR50S angekündigt.

CGN hat mit der Dongfang Electric Corporation eine Vereinbarung über den Kauf eines Druckreaktorbehälters getroffen, sagte der Vertreter der Huang Xiaofei Corporation in Shenzhen, Provinz Guangdong, Südchina.

Das ACPR50S-Projekt gilt als die optimalste Lösung für die kombinierte Wärme-, Strom- und Frischwasserversorgung für die Erschließung von Offshore-Ressourcen sowie für die Stromversorgung und Nothilfe in Insel- und Küstengebieten.

In den 1980er Jahren wurde in der Sowjetunion ein schwimmendes Kernkraftwerk "Volnolom 3" mit einem ABV-6-Reaktor (Leistung 12 MW) für den Einsatz auf dem MO-Testgelände in Novaya Zemlya entwickelt. Die Arbeiten zur Erstellung dieses FNPP wurden jedoch in der Anfangsphase eingestellt.

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Das erste zivile FNPP-Projekt in Russland erschien Anfang der 1990er Jahre. Im Zuge der Umsetzung des Dekrets der Regierung Russlands vom 9. Juni 1992 Nr. 389 über Wege zur Überwindung der Krise des Brennstoffenergiekomplexes des Fernen Ostens und Ostsibiriens schlug eine Expertengruppe von Minatom 1993 die Verwendung vor von Kernkraftwerken mit geringer Leistung (100–180 MW) auf der Basis von Schiffs- und Schiffskernreaktoren. Im Auftrag des Ministeriums für Atomenergie Russlands im Zeitraum 1992-1994. Für das beste Design eines Kernkraftwerks mit geringer Leistung wurde eine Reihe von Wettbewerben durchgeführt, die von Small Power Engineering JSC organisiert wurden. In der Klasse der Reaktoranlagen über 50 MW ging der erste Platz im Wettbewerb an das KKW-Projekt auf Basis eines schwimmenden Kraftwerksblocks mit zwei Reaktoranlagen vom Typ KLT-40S.

2007 begann die aktive Bauphase des schwimmenden Bleiaggregats für das erste russische FNPP.Malaysia, Indonesien, Südkorea, Mosambik, Namibia, Südafrika, Indien und Vietnam haben großes Interesse an dem Projekt gezeigt, und Rosatom plant, das FNPP an diese Länder zu vermieten. Auch die Länder Südamerikas sieht Rosatom als vielversprechenden Markt.