Важнейшей составляющей отечественной энергетической системы являются атомные станции России. Данное направление энергетики постоянно развивается и совершенствуется, а мощности оборудования постоянно растут. На это указывает и карта энергосистемы страны. Начиная с середины прошлого века и до наших дней, технологии достигли высокого уровня и представляют собой полный цикл от разработки месторождений и добычи урана до получения запланированных объемов электроэнергии.
Собственные разведанные запасы урана на территории России составляют примерно 615 тысяч тонн. Этого вполне достаточно для решения задач совершенствования действующих электростанций и создания новых, более современных реакторов.
С чего начиналась ядерная энергетика
Первенец атомной энергетики был введен в строй еще во времена бывшего СССР 27 июня 1954 года. В этот день впервые произвела ток Обнинская АЭС, которая расположена в населенном пункте Обнинск Калужской области. От нее берут свое начало все последующие атомные электростанции России.
Предысторией ее разработки и создания послужили испытания атомной бомбы, благополучно проведенные Советским Союзом во второй половине 1949 года. Тогда же были сделаны заключения о возможности применения гигантского потенциала энергии атомного ядра в интересах народного хозяйства. Через короткое время 16 мая 1950 года решением Совмина СССР определено начало экспериментов в данной области. Для этих целей необходимо было построить опытную реакторную установку, обладающей мощью в 5 мегаватт совсем небольшой по современным меркам.
Первая в стране атомная электростанция создавалась на основе водяного реактора. Его конструкция включала в себя бериллиевый реакторный замедлитель, свинцово-висмутовую систему охлаждения, а для работы использовалось уран-бериллиевые виды топлива. Всеми работами руководил известный советский ученый И.В. Курчатов, а проектирование реактора осуществляла группа Н.А. Доллежаля.
Обнинская АЭС с момента пуска успешно функционировала в течение 48 лет, и лишь в 2002 году ее работа прекратилась по причине морального и физического старения. Научные данные, полученные при наблюдениях за рабочими процессами, позволили в начале 60-х годов прошлого века успешно построить и запустить Белоярскую АЭС начальной мощью 300 МВт. По своим показателям она соответствовала промышленному уровню. На данный момент на территории России работают 10 атомных электростанций, находящихся в различных регионах страны.
Балаковская АЭС
Ядерная энергетическая установка расположена в Саратовской области, неподалеку от населенного пункта Балаково. Ее составными частями являются 4 энергетических блока ВВЭР-1000, поэтапно вводимые в эксплуатацию в 1885, 1987, 1988 и 1993 годах. Она входит в число 4-х крупнейших атомных электростанций на территории Российской Федерации, которые отличает 4000 МВт выдаваемой мощности.
На протяжении годового периода Балаковская АЭС производит свыше 30 млрд кВт*ч электричества. Это количество составляет 25% во всем Приволжском федеральном округе и 20% от выработки всех российских станций этого типа.
Весь комплекс зданий и сооружений расположен на берегу Саратовского водохранилища, которое обеспечивает водой реакторных энергетических установок, использующих замкнутую схему охлаждения. Мелководная часть водоема, используемая для нужд станции, отсечена специальными дамбами.
Сооружение инженерных сетей и транспортных коммуникаций началось в 1977 году, а сама АЭС в 1980 году. Конструктивно все оснащение Балаковской электростанции можно условно разделить на 2 части реакторную и турбогенераторную. Все виды технологических систем управляются с использованием автоматической и измерительной аппаратуры.
Работа каждого энергоблока осуществляется по технологической схеме, состоящей из двух контуров.
- В состав 1-го контура входят водно-водяной реактор ВВЭР-1000 (тепловая мощность 3 тысячи МВт) и 4 охлаждающие петли, работающие в режиме циркуляции. По этим направлениям выполняется прокачка теплоносителя с повышенным давлением через зону активного действия. Вода, нагреваясь в реакторе, попадает по трубопроводам в парогенераторы.
- Другой контур блока считается нерадиоактивным. Его конструкция состоит из испарительной и водопитающей аппаратуры, турбоагрегата на 1000 МВт и обессоливающих приборов. В 1-м контуре жидкость остывает в парогенераторах, одновременно отдавая свои тепловые калории воде, циркулирующей во 2-м контуре. Вода внутри парогенератора преобразуется в пар и затем попадает внутрь турбоустановки, вызывающей вращательное движение электрического генератора.
По такой же схеме происходит строительство всех атомных электростанций и их дальнейшая работа.
Белоярская АЭС
Данная установка находится на территории Свердловской области в населенном пункте Заречный и считается второй в РФ электростанцией этого типа промышленного уровня. Она стала своеобразной преемницей Обнинской АЭС и носит имя И.В. Курчатова. Вплотную примыкает к берегу Белоярского искусственного водоема, используемого для забора охлаждающей жидкости.
Конструктивно объект скомпонован на основе 4-х энергетических блоков, последовательно вводимых в эксплуатацию через определенные промежутки времени. В двух из них использованы российские реакторы на основе тепловых нейтронов, а в двух остальных реакторные установки с быстрыми нейтронами. Первые 2 энергоблока начали действовать в 1964 и 1967 годах, а после выработки ими рабочего ресурса, перестали эксплуатироваться в 1981 и 1989 годах.
На текущий момент в действующем виде находятся энергетические блоки №№ 3 и 4 (соответственно 600 и 880 МВт). Последняя установка, начавшая работу в 2016 году, завоевала первенство наиболее крупного промышленного реактора, действующего на основе быстрых нейтронов. Замкнутый цикл переработки ядерного топлива способствует минимизации продуктов с радиоактивным загрязнением и существенному расширению возможностей использования топлива для данной отрасли.
Из остановленных реакторов №№ 1 и2 топливо полностью удалено и хранится в специально оборудованных бассейнах, находящихся в этом же здании. Произведена остановка всех технических узлов, не участвующих в обеспечении безопасности объекта. Продолжается лишь действие вентиляционных систем, поддерживающих внутри помещений оптимальный микроклимат. Кроме того, постоянно действует аппаратура, осуществляющая радиационный контроль.
Билибинская АЭС
Данная электростанция считается наиболее северной из всех, находящихся в пределах Российской Федерации. Она расположена в Чукотском автономном округе возле населенного пункта Билибино, как и указано на карте. Общее количество элементов насчитывает четыре блока ЭГП-6 по 12 мегаватт каждый. Два из них приведены в рабочее состояние в 1974 году, а остальные в 1975 и 1976 г.г. Конструкция электростанции позволяет вырабатывать не только электрическую, но и тепловую энергию.
Надобность в создании подобной АЭС возникла в 60-е годы 20-го века, в связи с активизацией добычи золота в указанном районе. С началом его развития потребность в электроэнергии значительно увеличилась. Однако традиционные электростанции построить было невозможно из-за сложностей с доставкой топлива. Большие расстояния не позволили включиться и в Единую энергетическую систему. Поэтому в 1965 году на правительственном уровне решено строить атомную электростанцию, потребляющую не более 40 тонн специального радиоактивного топлива в год. За аналогичный период угля потребовалось бы гораздо больше 200 тысяч тонн.
Сооружение АЭС было запланировано в суровых климатических условиях севера, на значительном удалении от коммуникаций и путей сообщения. В связи с этим, проект станции делался максимально простым, на основе металлоконструкций, а все составляющие объединялись в общий комплекс. Это позволило создать условия для поддержки одной и той же температуры внутри зданий в условиях суровой морозной зимы.
Монтажные работы начались в 1969 году, а уже в начальный период 1974 года 1-й энергоблок выдал электричество для Билибино и других населенных пунктов. Одновременно поселок был обеспечен теплом путем создания единой тепловой энергетической централи. До сегодняшнего дня Билибинская АЭС остается для чукотского региона наиболее эффективным источником энергии. По причине сокращения добычи золота, нагрузка на комплекс в последние годы заметно снизилась, что вызвало снижение производства электроэнергии.
Калининская АЭС
Условно включена в четверку самых больших АЭС на российской территории с показателем мощности 4 тысячи мегаватт.
Построена в северной части Тверской области возле населенного пункта Удомля. Располагающаяся прямо возле озера с одноименным названием, она не испытывает перебоев с охлаждающей жидкостью. Конструктивно состоит из 4-х энергетических блоков с реакторами ВВЭР-1000, по 1000 МВт. Они поэтапно вводились в действие в 1984, 1986, 2004 и 2011 годах.
По высоковольтным ЛЭП электричество передается в Тверь и другие большие города Москву, Санкт-Петербург, Владимир. Такой широкий охват стал реально осуществим, благодаря удачному географическому положению установки.
Энергетические блоки, используемые в АЭС, относятся к самым эффективным и безопасным, что существенно улучшает производительность их работы. Оборудование станции постоянно модернизируется, позволяя увеличить производство электроэнергии и существенно продлить эксплуатационный ресурс энергоблоков. Так, в 2016 году на 3-м энергоблоке был заменен конденсатор турбины. На данных блока такая операция была проведена впервые и успешно завершилась. Калининская АЭС находится в хорошем техническом состоянии и может эксплуатироваться до 2038 года.
Кольская АЭС
Данная ядерная установка размещена в Мурманской области, неподалеку от населенного пункта Полярные Зори. Совсем рядом с объектом находится озеро Имандра. Показатель общей мощности атомной электростанции находится в пределах 5500 МВт, а величина электрической мощности 1760 МВт. Сооружение состоит из 4-х энергетических блоков ВВЭР-440, которые последовательно вводились в строй в 1973, 1974, 1981 и 1984 г.г.
К основным узлам относится турбинная установка К-220-44-3 и генератор ТВВ-220-2АУЗ. Структурно вся электростанция разделена на две половины. В первой части сосредоточены блоки №№ 1 и 2 типа В-230, во второй блоки №№ 3 и 4 типа В-213, конструктивно различающиеся между собой.
На 1 и 2 энергетических блоках с 1991 по 2005 годы проводилась широкомасштабная реконструкция. Техническое состояние было приведено в соответствие с правилами и нормами ядерной безопасности, а продолжительность работы объекта увеличилась на 15 лет. В 2006 году начал работать комплекс, перерабатывающий жидкие радиоактивные отходы.
Курская АЭС
Построена в Курской области, примыкает к берегу реки Сейм, в городе Курчатов, а точнее, в его окрестностях. Она тоже вошла в четверку наиболее мощных отечественных АЭС с производительностью в 4000 МВт и представляет собой крупнейший энергетический комплекс в этом регионе. В ее состав вошли 4 энергоблока РБМК-1000, вводимые в работу постепенно, в период с 1976 по 1985 год.
Сооружение Курской атомной электростанции вызвала острая нехватка традиционных видов топлива в данном регионе. В связи с этим проект станции разработали и утвердили очень быстро, после чего началось ее возведение.
С целью повышения эффективности были разработаны уникальные энергоблоки на основе уран-графитовых реакторов и нескольких видов систем вспомогательного назначения. Конструкция дополнена двумя турбинами К-500-65/3000 и двумя генераторами ТВВ-500-2 по 500 МВт. Все блоки смонтированы в индивидуальных помещениях, оборудованных агрегатами для транспортировки топлива и аппаратурой управления работой энергоблоков. Для всех 4-х реакторных установок запланирован общий машинный зал.
В данное время в дополнение к ведущей электростанции строится Курская АЭС-2. Она будет возведена в районе поселка Макаровка Курчатовского района и функционально выполнит частичную замену 2-х энергоблоков Курской АЭС уже в 2020 году.
Ленинградская АЭС
Ещё один энергетический объект из четверки сооружений на 4000 мегаватт. Эта станция располагается на территории Ленинградской области, неподалеку от города Сосновый Бор с выходом на береговую линию Финского залива. Ее конструкция также состоит из 4-х энерго-блоков РБМК, вводимых в строй по очереди в промежуток с 1973 по 1981 год.
Используемые реакторы относятся к канальным устройствам, кипящего типа. В состав каждого из них входят водяной теплоноситель и графитовый замедлитель. Благодаря уникальным возможностям таких установок, на объекте была успешно внедрена радиационная обработка материалов, налажено производство радиохимических изотопов для медицины и других отраслей промышленности.
Эксплуатационный ресурс для каждого энергоблока изначально устанавливался в 30 лет. В ходе проведенной модернизации и мероприятий по реконструкции, данный показатель удалось увеличить еще на 15 лет.
Нововоронежская АЭС
Размещена неподалеку от Воронежа, на левом берегу Дона. Конструкция состоит из 3-х энергоблоков ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200, общей производительностью 1440 МВт. Сооружение считается одним из старейших в атомной энергетике в России и на 85% снабжает Воронежскую область электричеством.
Первая энергетическая установка была запущена в 1964 году, остальные очереди вводились в рабочий режим постепенно, вплоть до 1980 года. С 1995 года на Нововоронежской атомной электростанции осуществляется поэтапная модернизация энергоблоков, проводятся мероприятия по приведению их к современным актуальным стандартам и требованиям безопасности.
Начиная с 2007 года на объекте сооружаются энергоблоки, относящиеся к новому поколению, с реакторами ВВЭР-1200. В 2017 году выполнен ввод одного из них в эксплуатацию на промышленном уровне.
Ростовская АЭС
Располагается возле города Волгодонска Ростовской области. Относится к атомным энергетическим комплексам нового типа. В 2001 году был введен в действие 1-й энергоблок, а сама станция в то время называлась Волгодонской АЭС. Свое нынешнее наименование она приобрела в 2010 году, когда в строй вошел 2-й энергоблок.
К настоящему времени построено и находится в эксплуатации два энергоблока ВВЭР-1000 производительностью по 1000 мегаватт каждый. С 2009 года началось сооружение 3 и 4 энергоблоков. Эти установки считаются более совершенными с мощностью 1100 МВт.
Смоленская АЭС
Местоположение данной атомной электростанции населенный пункт Десногорск на территории Смоленской области. В ее конструкцию вошли 3 энергетических блока на основе реакторов РБМК-1000, последовательно вошедших в строй в 1982, 1985 и 1990 г.г.
В каждом блоке содержится 1 реактор, с производительностью тепла 3200 МВт и 2 турбогенератора по 500 МВт электрической мощности. Таким образом, общая электрическая мощность установки равняется 3000 МВт.
Конструкция ядерных энергоблоков сделана одноконтурной, когда пар для турбин вырабатывается из жидкости, используемой для охлаждения. Каждый реактор оснащается аппаратурой, локализующей аварии, предотвращающей загрязнение окружающей среды радиоактивными материалами.