АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Россия обладает технологией ядерной электроэнергетики полного цикла от добычи урановых руд до выработки электроэнергии.

На сегодняшний день в стране эксплуатируется более 10 атомных электростанций (АЭС) — в общей сложности 33 энергоблока установленной мощности 23,2 ГВт, которые вырабатывают около 17% всего производимого электричества.

Широкое развитие атомная энергетика получила в европейской части России (30%) и на Северо-Западе (37% от общего объема выработки электроэнергии).

Действующие АЭС в России — это преимущественно (исключение составляет Белоярская АЭС) станции с тепловыми реакторами открытого топливного цикла, работающие на топливе из низ-кообогащенного урана, которое не полностью «выгорает», и в результате образуются значительные радиоактивные отходы. Именно проблема утилизации и захоронения этих отходов становится сегодня основным предметом критики мировой ядерной энергетики. В России накопилось уже 24,2 тыс. т отработанного ядерного топлива (ОЯТ), и каждый год добавляется 670 т. В мире 345 тыс. т этих отходов, из них 110 тыс. т у США. Новейшие промышленные технологии переработки есть только у двух стран: России и Франции. Вторая проблема атомной энергетики — это использование урана-235. В природе добывается уран-238, который необходимо еще обогащать. Если решить эту проблему и использовать природный уран как топливо, то человечество получит просто неисчерпаемые сырьевые ресурсы для производства электроэнергии. Экономические показатели АЭС почти не зависят от климатических и территориальных факторов.

Воздействие таких генерирующих электростанций на окружающую среду показано на рис. 2.5, мировая статистика аварий на ядерных объектах отражена в табл. 2.2.

При соблюдении правил безопасного производства электрической энергии на АЭС их реальное воздействие на окружающую среду незначительно: при индексе ущерба от использования твердого и жидкого сернистого топлива, равном единице, ущерб от использования природного газа равен 0,35, а ущерб от ядерного горючего приближается к нулю.

В процессе проектирования различных объектов атомной энергетики используется менеджмент качества проектов, учитывающий особенности отрасли (рис. 2.6).

Ионизирующее

излучение

Горючее

Твердые радиоактивные отходы

Жидкие радиоактивные отходы

Рис. 2.5. Влияние АЭС на окружающую среду

7 — реактор; 2 — парогенератор; 3 — турбина; 4 — генератор; 5 — подстанция; б — конденсатор; 7 — конденсаторный насос; 8 — регенеративный водонагреватель; 9 — питательный насос; 10, 12 — циркуляционные насосы; 7 7 — градирня; 13 — линия электропередачи; 14 — потребители электроэнергии

Таблица 2.2

Статистика аварий*

п/п

Дата

проис

шествия

Место

происшед-

ствия

Причина

происшествия

Последствия

I

1.09.1944

Штат Теннеси, США

Взрыв гексафторида урана

Двое погибли

п/п

Дата

проис

шествия

Место

происшед-

ствия

Причина

происшествия

Последствия

2

19.06.1948

Комбината

«Маяк» Челябинская область

Недостаточного

охлаждения нескольких урановых блоков. Образовался

«козел»

Облучению подвергся весь мужской персонал реактора

3

3.03.1949

Комбината «Маяк» Челябинская область

Массовый сброс в р. Теча

высокоактивных

жидких радиоактивных отходов

Облучению подверглись около

124 тыс. чел. в 41 населенном пункте

4

12.12.1952

Штат Онтарио Чолк-Ривер, Канада

Техническая ошибка персонала. Перегрев и частичное расплавление активной зоны

3800 м3 радиоактивно загрязненной воды сброшено на землю,

в мелкие траншеи

неподалеку от р. Оттава

5

29.11.1955

Штат Айдахо, США

В результате неверных действий оператора, реактор саморазру-

шился

Выгорело 40% активной зоны реактора

6

29.09.1957

ПО «Маяк»,

Челябинская

область

Взорвалась емкость, содержавшая 20 миллионов кюри

радиоактивности

радиоактивных

отходов

Облако от взрыва прошло над Челябинской, Свердловской и Тюменской обл. Подверглись разовому облучению до 100 рентген более 5 тыс. чел.

п/п

Дата

проис

шествия

Место

происшед-

ствия

Причина

происшествия

Последствия

7

10.10.1957

Виндскейле,

Великобри

тания

Ошибка персонала при эксплуатации

Повреждения

150 технологических каналов, выброс радионуклидов.

Сгорело около

11 т урана

8

февраль

1967

и длилась

не менее

6 лет

АЛВЗ-67

Пострадало

200 тыс. в Свердловской обл. и 42 тыс. чел. в Челябинской обл.

9

апрель

1967

ПО «Маяк». Озеро Карачай

В результате обмеления озера

оголилось

2—3 га дна озера и было вынесено ветром радиоактивной

пыли около

600 Ки активности

Заражено территории — 1800 км2 на которой проживало 40 тыс. чел.

10

1969

Подземный ядерный реактора в Лю-ценсе, Швейцария

Пещера, где находился реактор замурована

11

1969

АЭС «Святой

Лаврентий»,

Франция

Оператор по невнимательности

неправильно загрузил топливный канал

Часть элементов

перегрелась и расплавилась, вытекло около 50 кг жидкого ядерного

топлива

п/п

Дата

проис

шествия

Место

происшед-

ствия

Причина

происшествия

Последствия

12

18.01.1970

Завод

«Красное Сормово»,

Нижний Новгород

Произошел неразрешенный запуск реактора подлодки К 320

Три человека скончались через неделю с диагнозом острая лучевая болезнь, с остальных взяли подписку о неразглашении произошедшего на срок 25 лет. Основные работы по ликвидации

аварии продолжались до 24.04.1970.

В них приняло участие более

1000 человек.

К январю 2005 г. в живых из них

осталось 380 чел.

13

22.03.1975

Реактор

«Брауне

Ферри»

Штат Алабама, США

Ошибка персонала, семичасовой пожар

АЭС на год была выведена из строя

14

28.03.1979

Тримайл-Айленд. Штат Пенсильвания, США

Серия сбоев в работе оборудования и грубые ошибки операторов

Расплавление 53% активной зоны реактора.

Выброс в атмосферу инертных радиоактивных газов и в р. Сукуа-хана сброшено

185 м3. Эвакуировано 200 тыс. чел.

15

  • 25.04.1986,
  • 26.04.1986

Чернобыль,

Республика

Украина

Попытки проделать эксперимент по снятию дополнительной энергии во время работы основного атомного

реактора

В атмосферу выброшено 190 т радиоактивных веществ. 8 из 140 т радиоактивного топлива реактора

оказались в воздухе. Радиационному загрязнению подверглись

п/п

Дата

проис

шествия

Место

происшед-

ствия

Причина

происшествия

Последствия

  • 19 российских регионов с территорией почти
  • 60 тыс. км 2 с населением 2,6 миллиона чел.

16

30.09.1999

г. Токаймура (префектура Ибараки), Япония

Ошибки персонала, началась

неуправляемая

цепная реакция,

которая продолжалась в течение

17 час.

Облучению подверглись 439 чел.,

  • 119 из них получили дозу, превышающую ежегодно допустимый уровень.
  • 2 чел.скончались

17

9.08.2004

Станция «Ми-хама», расположенной в 320 км к западу от Токио на о.Хонсю, Япония

Мощный выброс пара температурой около

200°С

  • 4 человека погибли,
  • 18 серьезно пострадали

18

11.03.2011

Станция Она-

гава

Фукусима-1, Япония

Разрушена турбина, возник пожар

Зафиксирована утечка радиации, в 10 км зоне проведена эвакуация. Зафиксированы взрывы водорода на энергоблоках

1-4

/-N

Требования

/ стандарта DINEN ISO9001:2000

f-

Удовлетворенность

потребителя

і ^

t СЕРТИФИКАТ ) [1]

потребителя

1

TUV CERT TUV TH?RINGEN

Нормативная

документация

CMK

Лицензирование видов деятельности

Служба

качества

Внутренние

аудиты

Идентифицированные

процессы

Анализ со стороны руководства

Руководство по качеству

Совершенствование СМК

Соответствие

продукции

Проектирование и разработка

Координационный совет по качеству

Использование политики и целей в области качества

Стандарты

организации

V

Постоянно действующая комиссия по

Реализация мероприятий по повышению результативности процессов_

Выполнение решений, мероприятий, корректирующие и предупреждающие действия по результатам анализов СМК

Технологическая

подготовка

производства

Актуализация нормативной документации СМК

Разработка и выполнение корректирующих действий по результатам внутренних аудитов

Производство

продукции

Управление

персоналом

Рис. 2.6. Система менеджмента качества атомных энергетических разработок

Специалисты по безопасности ядерных объектов выделяют основные причины аварий на АЭС, классифицируя их следующим образом:

  • • ошибки в проектах и дефекты исполнения — 30,7%;
  • • износ оборудования, коррозия — 25,5%;
  • • ошибки оператора — 17,5%;
  • • другие ошибки в эксплуатации — 14,7%;
  • • другие причины — 11,6%.

Все эти события по международной шкале классифицируются в соответствии с рис. 2.7.

Международная шкала ядерных событий

крупная авария

ОС

<

серьезный инцидент

инцидент

аномалия

Рис. 2.7. Международная шкала ядерных событий

серьезная авария

авария, сопровождаемая риском за пределами площадки_

авария, не сопровождаемая риском за пределами площадки

не имеет значимости с точки зрения безопасности

€> ТВЭЛ,

"100 вопросов н ответов об атомной энергетике"

Из обзора учебно-методических сборников аварий и серьезных инцидентов в истории атомной энергетики следует, что распределение всех аварий по месяцам происходило:

• январь — 11%; февраль — 7%;

март — 15%; июнь — 3%; сентябрь — 5%; декабрь — 18%.

  • • апрель — 6%; май — 9%;
  • • июль — 5%; август — 7%;
  • • октябрь — 9%; ноябрь — 5%;

Из этого распределения следует, что наибольшее число аварий на АЭС происходило в декабре и марте. Эти нарушения носят названия «зимняя депрессия» и связаны с проблемой концентрации внимания, раздражительностью, усталостью. Распределение аварий по вине операторов в зависимости от времени суток:

  • • утро — 37%; день— 18%;
  • • вечер — 25%; ночь — 20%.

Максимум аварий приходилось на утро, причем не раннее, а в промежутке 9— 11 часов.

Работы в области анализа безопасности АЭ включают всю «технологическую» цепочку создания и применения сложных компьютерных кодов, для моделирования поведения АЭС в области нормальных и запроектных режимов, включая тяжелые аварии. В Институте развит оригинальный подход к теоретическому анализу тяжелых аварий на объектах АЭ на основе максимального использования подробных физических моделей отдельных процессов, который лег в основу разрабатываемых в ИБРАЭ больших программных комплексов (кодов), описывающих различные фазы тяжелых аварий. Эти модели и коды успешно прошли проверку в сравнении с зарубежными кодами и в целом ряде международных экспериментов в России, США, ФРГ и Франции. Они активно используются в ряде организаций в нашей стране и за рубежом.

Несмотря на произошедшие аварии на АЭС в г. Чернобыле (1986 г.) и в г. Фукусима (Япония — 2011 г.), строительство и проектирование АЭС в мире продолжалось и продолжается в настоящее время, в том числе и с участием РФ (рис. 2.8).

На рис. 2.9 представлены общие антропогенные воздействия на человека выбросов в атмосферу и сбросов в гидросферу вредных веществ.

В научной и специализированной технической литературе все большее обсуждение получают электростанции, использующие возобновляемые источники энергии — солнечные, ветровые, приливные, геотермальные и некоторые другие. Это вызвано как экономическими, так и экологическими факторами. На группу «альтернативных» электростанций возлагают большие надежды с точки зрения снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду. Однако имеются и некоторые опасения.

Участие России в проектах по строительству АЭС

о

Дукоеаим (Чехия)

V* 1985* 1987гг.

О 1908 МВг (4 энергоблока)

о Мохоеце (Словакия)

Г© 2010г

(З 1987 г. (приос т аиовлсио в 1992 Г) ?*2012 г. и 2013 Г.

О 810 Мб? (2 энергоблока)

^ ^ Белорусская АЭС

О 2011 Г.

О 2400 МВт (2 жергоб/кжл)

^ ^ Тяиьваиьская АХ (Китай)

Vі 2007 г.

О 1120 МВт (2 энергоблока)

Пакш (Венгрия)

? 1982 г.

О 1866 М8і (4 ниргоблока)

Тммлии (Чехия)

Vі 2002 г.

О 2000 Мвт

(2 энергоблока)

Бушер (Иран)

О Хмельницкая АХ (Украина)

© 7010г.

О мощность - нет данных (2 энергоблока)

о Аккую (Турция)

О 2010г.

О 4000 МВт ^

(4 энергоблока) Куданкуяам (Индия)

Козлодуй (Болгария)

? 1974 г.

О 7000 М8« (2 энергоблока)

Белене (Болгария) —

© 7006г.

О 2000 Мвт (2 энергоблока)

Первая АХ в Иране и на всем ближнем Востоке.

© 1988 Г. А

оаоо2г- И

2000 МВт (2 энергоблока) | О 6 март» 2011 г. испытания

о Харипур (Индия)

Г Іро^ктир).' мля АХ.

О 20091

О 6000 МВт (6 энергоблоков)

Т Вьетнамская АЭС

О 2010 г.

О 2400 Мвт

(2 энергоблока)

© 1992 г.

О Ю75 Г.

(Западиогсрмаис кий концерн КгаКууегк ипкэп). Строительство заморожено а 1979 г.

ф 2010 г.

Условные обозначения

® провш

© Поялмсамо

остроитемстыАХ

  • ? 5 Начало сгроимяастаа
  • 0 ПрОИТК
  • • рабой
  • ? Запуск вэкашуагмало

О Электрическая мощности и количество энергоблоков

Рис. 2.8. Участие России в проектах и строительстве АЭС

Выбросы ъ атмосферу

Сбросы ъ гидросферу

Структура воздействия вредных факторов на человека

Рис. 2.9. Структура воздействия вредных факторов на человека

  • [1] Технико-экономическое обоснование. Технология безаварийной эксплуатации АЭС и увеличение энергоэффективности на МЕБ-Системе «МЕБ = Т2 2020» (Генеральный Директор Чернов В.Ф., зам гендиректора Чернов И.В. WWW.Infoum-System.ru) Екатеринбург 2013.
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >