NPP אובנינסק - ההיסטוריה של תחנת הכוח הגרעינית הראשונה בעולם
ב-27 ביוני 1954, ליד מוסקבה, בעיר אובנינסק, הופעלה תחנת הכוח הגרעינית הראשונה בעולם (NPP-1) עם הספק שימושי של 5000 קילוואט.
אורנוס התגלה בשנת 1789 על ידי הכימאי הגרמני מרטין קלפרוט ונקרא על שם כוכב הלכת אורנוס. עשרות שנים מאוחר יותר, בדצמבר 1951, בכור הגידול הניסויי EBR-I בארקו, איידהו, ארה"ב, הכוח הגרעיני ייצר חשמל בפעם הראשונה - כדי להפעיל ארבע נורות. עם זאת, ה-EBR-I אינו מיועד לייצור חשמל.
NPP-1 באובנינסק היא תחנת הכוח הגרעינית הראשונה בעולם המייצרת חשמל לשימוש מסחרי.
תחנת הכוח הגרעינית הראשונה בעולם
בבריאת הראשונים בעולם תחנת כוח גרעינית השתתפו המכונים, לשכות העיצוב והמפעלים המובילים של ברית המועצות. הניהול המדעי של הבעיה מתבצע על ידי המכון לאנרגיה אטומית (IAE) ובאופן אישי על ידי האקדמאי I. V. Kurchatov. מאז 1951, הניהול המדעי והטכני הופקד בידי המכון לפיזיקה ואנרגיה ומנהלו פרופסור D.I. Blohintsev.
א.ק.קרסין הוא סגן המנהל הראשון. את הפיתוח של יסודות דלק (מוטות דלק) הוביל V.A. Malykh. תכנון הכור בוצע על ידי צוות בראשות האקדמיה N. A. Dolezhal ועוזרו הקרוב ביותר P. I. Aleshenkov. אחת המערכות החשובות ביותר - מערכת הבקרה וההגנה על הכור - פותחה בהנהגתו של I. Ya. Emelyanov, חבר מקביל באקדמיה למדעים של ברית המועצות.
בניית תחנת הכוח הגרעינית אובניסק בשנות החמישים
בפברואר 1950 הציעו מדענים לבנות כור ניסיוני באזור מוסקבה כדי לייצר 30,000 קילוואט חום ו-5,000 קילוואט חשמל. מועצת השרים של ברית המועצות אישרה את הפרויקט במאי 1950.
בסוף דצמבר 1950 פורסם תכנון של הכור ותחנת הכוח התרמית, ובסוף השנה שלאחר מכן החל תכנון וייצור מפורט של ציוד. הבנייה החלה ביולי 1951.
לתחנת הכוח הגרעינית הראשונה נבחר כור תעלת מים-גרפיט. בו, המנחה הוא גרפיט, והמים משמשים לסילוק החום המשתחרר ביסודות הדלק (אגב, הם משתתפים גם במיתון הנייטרונים).
ברית המועצות. אזור קלוגה. אובנינסק. כור של תחנת הכוח הגרעינית הראשונה בעולם. צילום על ידי TASS / Valentin Kunov
המבנה הבסיסי של כור כוח - מבנה טכני מורכב ויקר - הוא די פשוט.
כורי ערוץ מים-גרפיט, האב של תחנת הכוח הגרעינית הראשונה, מורכבים מערימה של גושי גרפיט מנוקבים עם חורים אנכיים. החורים יוצרים רשת אחידה. הם מכילים תעלות דלק עם רכיבי דלק והתקני בקרה והגנה (CPS).
אריזת הגרפיט מונחת בחלל כור אטום המלא בגז אינרטי. חלל הכור נוצר על ידי פלטה תחתונה עליה מונחת הבנייה, מעיל צד ופלטה עליונה עם פתחים המתאימים לפתחים בבנייה.
כדי להסיר את החום המשתחרר ביסודות הדלק של ה- NPP הראשון, סופקו שני מעגלי מחזור.
המעגל הראשון אטום. בו, המים (נוזל הקירור) מוזנים מלמעלה לכל תעלת דלק, שם הם מחוממים, ואז נכנסים למחליף חום - מחולל קיטור, לאחר קירור, שבו המשאבות מחזירות אותו לכור.
במעגל השני, במחולל הקיטור, נוצר קיטור המניע טורבינה קונבנציונלית, וכך מחליף כור האנרגיה את דוד הקיטור של תחנת הכוח התרמית. בגלל זה, היא נקראת לעתים קרובות תחנת כוח גרעינית לייצור קיטור.
תרשים מבני של הכור של תחנת הכוח הגרעינית הראשונה
כעת המכשיר של תחנת הכוח הגרעינית הראשונה נראה פשוט ורגיל. במיוחד עבור מומחים. אבל לפני כמעט 70 שנה, כשהיא נוצרה, לא היה אנלוגי, דגם או ספסל שאפשר לבדוק עליו את תוצאות החישובים.
והיו הרבה שאלות. כיצד מחלקים את המים מהמעגל הראשוני לכל 128 תעלות הדלק ועוד ארבעה תאי דלק מכל ערוץ, וכיצד תשתנה חלוקה זו כאשר הספק הערוץ ישתנה (בלתי נמנע במהלך הפעולה)?
כיצד יתנהג הכור כשיש שוב שינוי בלתי נמנע בצפיפות המים בערוץ, במיוחד במהלך התחממותם בזמן ההפעלה והקירור בזמן כיבוי, כאשר הכור עובר מהזנה אחת לאחרת וכו'?
עם תחילת פעולתה של תחנת הכוח הגרעינית הראשונה, התקבלו תשובות לשאלות אלו ולשאלות רבות אחרות, שאישרו במלואן את הציפיות של מדענים ומפתחי תחנות כוח.
הפתרונות הכרוכים בתכנון תחנת הכוח הגרעינית הראשונה התבררו כמוצלחים עד כדי כך שגם כעת, לאחר ארבעים שנות פעילות, היא ממשיכה לשמש בהצלחה לניסויים מדעיים וטכניים.
בשנת 1956, אולם קלדר 1, תחנת הכוח הגרעינית המסחרית הראשונה, חוברה לרשת הלאומית הבריטית. בשנת 1958 נפתחה תחנת הכוח הגרעינית המסחרית הראשונה בארה"ב, תחנת הכוח הגרעינית Shipport. בשנת 1964 פעל כור הכוח הצרפתי הראשון EDF1 בצ'ינון שעל נהר הלואר.
במשך כ-4 שנים, לפני פתיחת תחנת הכוח הגרעינית הסיבירית בטומסק, נותרה אובנינסק הכור הגרעיני היחיד בברית המועצות. תחנת הכוח הגרעינית הסובייטית הבאה שהתחברה לרשת שלהם הייתה תחנת הכוח Beloyarsk 100 MW מספר 1 בשנת 1964 (ראה - תחנות כוח גרעיניות של רוסיה).
הכורים של השלב הראשון של ה-Beloar NPP ו-Bilibin NPP היו הקרובים ביותר לכור באובנינסק. אבל יש גם הבדלים מהותיים. ב-Beloarsk NPP, חימום-על גרעיני של קיטור שימש לראשונה באימון עולמי.
הניסיון ביצירה ועשור של הפעלה של כורי תעלות אפשרו לפתח פרויקט לכור כוח סדרתי RBMK (כור רותח בהספק גבוה). התוכנית התרמית שלו זהה לזו של כורים עם תעלות מים גרפיט, אבל יסודות הדלק אינם צינוריים, אלא בצורת מוט, עם רירית של סגסוגת זירקוניום, הסופגת בצורה חלשה נויטרונים.
18 מוטות דלק כאלה משולבים למכלול דלק, אשר מותקן על גבי צינור זירקוניום, ויוצר תעלת דלק. התקני הגנה ובקרה פועלים באותם צינורות.
עיצוב תעלות הדלק מאפשר לטעון מחדש את הדלק (באמצעות מכונה מיוחדת) מבלי להפסיק את הכור, דבר שהוא בלתי נמנע כמעט עבור כל סוגי הכורים האחרים. זמן ריצת הכור בהספק גדל ויעילות ניצול האורניום גדלה מאוד.
תרשים מבני של כור מים-גרפיט ערוץ RBMK
ה-RBMK הראשון בהספק חשמלי של 1000 מגוואט הותקן בתחנת הכוח הגרעינית בלנינגרד, שהוזמנה בשנת 1973. אותם כורים הותקנו בתחנת הכוח הגרעינית בצ'רנוביל.
בסוף 1983, ה-RBMK-1500 הראשון הוזמן ב-Ignalina NPP. כך, בתוך פחות מ-30 שנה, גדל הספק היחידה של הכורים פי 300. ל-RBMK-1500 אחד יש קיבולת זהה לכל תחנות הכוח שנבנו במסגרת תוכנית GOELRO. כור איגנלינה היה החזק ביותר בעולם במשך כמה שנים.
לפי נתוני הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית, פועלים כיום בעולם 443 כורים גרעיניים אזרחיים, כאשר 51 נוספים נמצאים בבנייה.
לוח הבקרה הראשי של Obninsk NPP
NPP אובנינסק נסגרה והושבתה באפריל 2002, כלומר היא פעלה במשך 48 שנים ללא תקלות, כלומר 18 שנים יותר מהמתוכנן המקורי, ובמהלך הזמן הזה עברה התחנה שיפוץ אחד בלבד.
בקושי ניתן להפריז בחשיבותה של תחנת הכוח הגרעינית הראשונה.תפקידה עצום בפיתוח האנרגיה הגרעינית, בהצדקת הפתרונות הטכניים הכלולים בפרויקטים של התחנות הבאות, בהכשרת כוח אדם מוכשר ביותר.
בשנת 2009 הוקם מוזיאון לאנרגיה גרעינית על בסיס ה-NPP של אובנינסק.