Obninsk NPP — historien om verdens første atomkraftværk

Den 27. juni 1954, nær Moskva, i byen Obninsk, blev verdens første atomkraftværk (NPP-1) med en nyttig effekt på 5000 kW sat i drift.

Uranus blev opdaget i 1789 af den tyske kemiker Martin Klaproth og opkaldt efter planeten Uranus. Årtier senere, i december 1951, ved EBR-I Experimental Breeder Reactor i Arco, Idaho, USA, producerede atomkraft elektricitet for første gang - til at drive fire pærer. EBR-I er dog ikke designet til at generere elektricitet.

NPP-1 i Obninsk er verdens første atomkraftværk, der producerer elektricitet til kommercielt brug.

Verdens første atomkraftværk

I skabelsen af ​​den første i verden Atom kraftværk de førende institutter, designbureauer og fabrikker i USSR deltog. Den videnskabelige håndtering af problemet udføres af Institut for Atomenergi (IAE) og personligt af akademiker I. V. Kurchatov. Siden 1951 har den videnskabelige og tekniske ledelse været betroet Institut for Fysik og Energi og dets direktør professor D. I. Blohintsev.

A.K.Krasin er den første vicedirektør. Udviklingen af ​​brændselselementer (brændstofstænger) blev ledet af V.A. Malykh. Designet af reaktoren blev udført af et team ledet af akademiker N. A. Dolezhal og hans nærmeste assistent P. I. Aleshenkov. Et af de vigtigste systemer - reaktorkontrol- og beskyttelsessystemet - blev udviklet under ledelse af I. Ya. Emelyanov, et tilsvarende medlem af USSR's Videnskabsakademi.

Bygningen af ​​Obnisk-atomkraftværket i 1950'erne

I februar 1950 foreslog videnskabsmænd at bygge en eksperimentel reaktor i Moskva-regionen til at generere 30.000 kW varme og 5.000 kW elektricitet. USSR Ministerråd godkendte projektet i maj 1950.

I slutningen af ​​december 1950 blev et design af reaktoren og det termiske kraftværk frigivet, og i slutningen af ​​det følgende år begyndte detaljeret design og produktion af udstyr. Byggeriet begyndte i juli 1951.

En vand-grafit kanal reaktor blev valgt til det første atomkraftværk. I den er moderatoren grafit, og vand tjener til at fjerne den varme, der frigives i brændstofelementerne (forresten deltager det også i modereringen af ​​neutroner).

USSR. Kaluga-regionen. Obninsk. Reaktor til verdens første atomkraftværk. Foto af TASS / Valentin Kunov

Den grundlæggende struktur af en kraftreaktor - en kompleks og dyr teknisk struktur - er ret enkel.

Vand-grafitkanalreaktorer, stamfaderen til det første atomkraftværk, består af en stak grafitblokke gennemboret med lodrette huller. Hullerne danner et ensartet gitter. De indeholder brændstofkanaler med brændstofelementer og kontrol- og beskyttelsesanordninger (CPS).

Grafitpakken placeres i et forseglet reaktorrum, der er fyldt med en inert gas. Reaktorrummet er dannet af en bundplade, hvorpå murværket hviler, en sidekappe og en overplade med åbninger svarende til åbningerne i murværket.

For at fjerne den varme, der frigives i brændstofelementerne i det første NPP, blev der tilvejebragt to cirkulationskredsløb.

Det første kredsløb er forseglet. I den føres vandet (kølevæsken) ovenfra ind i hver brændstofkanal, hvor det opvarmes, og kommer derefter ind i en varmeveksler - en dampgenerator efter afkøling, hvor pumperne returnerer den til reaktoren.

I det andet kredsløb, i dampgeneratoren, genereres damp, der driver en konventionel turbine, og energireaktoren erstatter således dampkedlen på det termiske kraftværk. På grund af dette kaldes det ofte et dampgenererende atomkraftværk.

Strukturdiagram af reaktoren i det første atomkraftværk

Nu ser enheden til det første atomkraftværk enkel og almindelig ud. Især for specialister. Men for næsten 70 år siden, da den blev skabt, var der ingen analog, model eller bænk, hvorpå man kunne kontrollere resultaterne af beregninger.

Og der var mange spørgsmål. Hvordan fordeler man vandet fra det primære kredsløb til alle 128 brændselskanaler og yderligere fire brændselsceller fra hver kanal, og hvordan vil denne fordeling ændre sig, når kanaleffekten ændres (uundgåelig under drift)?

Hvordan vil reaktoren opføre sig, når der igen er en uundgåelig ændring i tætheden af ​​vandet i kanalen, især under dens opvarmning under opstart og afkøling under nedlukning, når reaktoren går fra en tilførsel til en anden osv.?

Med start af driften af ​​det første atomkraftværk blev der modtaget svar på disse og mange andre spørgsmål, som fuldt ud bekræftede forventningerne fra videnskabsmænd og kraftværksudviklere.

Løsningerne involveret i designet af det første atomkraftværk viste sig at være så vellykkede, at det selv nu, efter fyrre års drift, fortsætter med at blive brugt til videnskabelige og tekniske eksperimenter.

I 1956 blev Calder Hall 1, det første kommercielle atomkraftværk, tilsluttet det britiske nationale net. I 1958 åbnede det første kommercielle atomkraftværk i USA, Shipport Nuclear Power Plant. I 1964 var den første franske kraftreaktor EDF1 i drift i Chinon ved Loire-floden.

I omkring 4 år, før åbningen af ​​det sibiriske atomkraftværk i Tomsk, forblev Obninsk den eneste atomreaktor i Sovjetunionen. Det næste sovjetiske atomkraftværk, der blev tilsluttet deres net, var Beloyarsk-kraftværket nr. 1 på 100 MW i 1964 (se — Ruslands atomkraftværker).

Reaktorerne i den første fase af Beloyar NPP og Bilibin NPP var tættest på reaktoren i Obninsk. Men der er også grundlæggende forskelle. På Beloyarsk NPP blev nuklear overophedning af damp brugt for første gang i verdenspraksis.

Erfaringen med at skabe og et årti med drift af kanalreaktorer gjorde det muligt at udvikle et projekt for en serieeffektreaktor RBMK (high power boiling reactor). Dets termiske skema er det samme som for reaktorer med vand-grafitkanaler, men brændselselementerne er ikke rørformede, men stangformede med en foring af zirconiumlegering, som svagt absorberer neutroner.

18 er sådanne brændselsstave kombineret til en brændstofsamling, som er monteret ovenpå i et zirkoniumrør, der danner en brændstofkanal. Beskyttelses- og kontrolanordninger kører i samme rør.

Udformningen af ​​brændstofkanalerne gør det muligt at genoplade brændstoffet (ved hjælp af en speciel maskine) uden at lukke reaktoren ned, hvilket er uundgåeligt for næsten alle andre typer reaktorer. Reaktordriftstid ved strøm er øget, og uranudnyttelseseffektiviteten øges markant.

Strukturdiagram af kanal vand-grafit reaktor RBMK

Den første RBMK med en elektrisk kapacitet på 1000 MW blev installeret på Leningrad-atomkraftværket, som blev taget i brug i 1973. De samme reaktorer blev installeret på Tjernobyl-atomkraftværket.

I slutningen af ​​1983 blev den første RBMK-1500 taget i brug på Ignalina NPP. På mindre end 30 år er reaktorernes enhedseffekt således steget 300 gange. Én RBMK-1500 har samme kapacitet som alle kraftværker bygget under GOELRO-planen. Ignalina-reaktoren var den kraftigste i verden i flere år.

Ifølge Det Internationale Atomenergiagentur er der i øjeblikket 443 civile atomreaktorer i drift i verden, med yderligere 51 under opførelse.

Hovedkontrolpanel for Obninsk NPP

Obninsk NPP blev lukket og nedlagt i april 2002, det vil sige, at den fungerede i 48 år uden hændelser, hvilket er 18 år længere end oprindeligt planlagt, og i løbet af den tid havde stationen kun én overhaling.

Betydningen af ​​det første atomkraftværk kan næppe overvurderes.Dens rolle er enorm i udviklingen af ​​atomenergi, i at retfærdiggøre de tekniske løsninger, der er inkluderet i projekterne på de næste stationer, i uddannelsen af ​​højt kvalificeret personale.

I 2009 blev et museum for atomenergi etableret på grundlag af Obninsk NPP.