Obninsk NPP — ang kasaysayan ng unang nuclear power plant sa mundo

Noong Hunyo 27, 1954, malapit sa Moscow, sa lungsod ng Obninsk, ang unang nuclear power plant (NPP-1) sa mundo na may kapaki-pakinabang na kapangyarihan na 5000 kW ay inilagay sa operasyon.

Ang Uranus ay natuklasan noong 1789 ng German chemist na si Martin Klaproth at ipinangalan sa planetang Uranus. Makalipas ang ilang dekada, noong Disyembre 1951, sa EBR-I Experimental Breeder Reactor sa Arco, Idaho, USA, ang nuclear power ay gumawa ng kuryente sa unang pagkakataon—upang magpagana ng apat na bombilya. Gayunpaman, ang EBR-I ay hindi idinisenyo upang makabuo ng kuryente.

Ang NPP-1 sa Obninsk ay ang unang nuclear power plant sa mundo na gumagawa ng kuryente para sa komersyal na paggamit.

Ang unang nuclear power plant sa mundo

Sa paglikha ng una sa mundo nuclear power plant lumahok ang mga nangungunang institute, disenyo ng bureaus at pabrika ng USSR. Ang pang-agham na pamamahala ng problema ay isinasagawa ng Institute of Atomic Energy (IAE) at personal ng akademiko na si I. V. Kurchatov. Mula noong 1951, ang pang-agham at teknikal na pamamahala ay ipinagkatiwala sa Institute of Physics and Energy at ang direktor nito na si Propesor D. I. Blohintsev.

A. K.Si Krasin ang unang deputy director. Ang pagbuo ng mga elemento ng gasolina (fuel rods) ay pinangunahan ni V.A. Malykh. Ang disenyo ng reaktor ay isinagawa ng isang koponan na pinamumunuan ng Academician N. A. Dolezhal at ang kanyang pinakamalapit na katulong na si P. I. Aleshenkov. Ang isa sa pinakamahalagang sistema - ang sistema ng kontrol at proteksyon ng reaktor - ay binuo sa ilalim ng pamumuno ni I. Ya. Emelyanov, isang kaukulang miyembro ng Academy of Sciences ng USSR.

Ang pagtatayo ng Obnisk nuclear power plant noong 1950s

Noong Pebrero 1950, iminungkahi ng mga siyentipiko na bumuo ng isang eksperimentong reaktor sa rehiyon ng Moscow upang makabuo ng 30,000 kW ng init at 5,000 kW ng kuryente. Inaprubahan ng Konseho ng mga Ministro ng USSR ang proyekto noong Mayo 1950.

Sa pagtatapos ng Disyembre 1950, isang disenyo ng reactor at thermal power plant ang inilabas, at sa pagtatapos ng susunod na taon, nagsimula ang detalyadong disenyo at produksyon ng kagamitan. Nagsimula ang konstruksiyon noong Hulyo 1951.

Ang isang water-graphite channel reactor ay pinili para sa unang nuclear power plant. Sa loob nito, ang moderator ay grapayt, at ang tubig ay nagsisilbing alisin ang init na inilabas sa mga elemento ng gasolina (sa pamamagitan ng paraan, nakikilahok din ito sa pag-moderate ng mga neutron).

USSR. Rehiyon ng Kaluga. Obninsk. Reactor ng unang nuclear power plant sa mundo. Larawan ni TASS / Valentin Kunov

Ang pangunahing istraktura ng isang power reactor—isang masalimuot at mamahaling teknikal na istraktura—ay medyo simple.

Ang water-graphite channel reactors, ang ninuno ng unang nuclear power plant, ay binubuo ng isang stack ng graphite blocks na may butas na butas. Ang mga butas ay bumubuo ng isang pare-parehong grid. Naglalaman ang mga ito ng mga channel ng gasolina na may mga elemento ng gasolina at control and protection device (CPS).

Ang pakete ng grapayt ay inilalagay sa isang selyadong espasyo ng reaktor na puno ng isang inert gas. Ang puwang ng reaktor ay nabuo sa pamamagitan ng isang ilalim na plato kung saan ang pagmamason ay nakasalalay, isang side jacket at isang itaas na plato na may mga bakanteng naaayon sa mga bakanteng sa pagmamason.

Upang alisin ang init na inilabas sa mga elemento ng gasolina ng unang NPP, dalawang circuit ng sirkulasyon ang ibinigay.

Ang unang circuit ay selyadong. Sa loob nito, ang tubig (coolant) ay pinapakain mula sa itaas sa bawat channel ng gasolina, kung saan ito ay pinainit, pagkatapos ay pumapasok sa isang heat exchanger - isang steam generator, pagkatapos ng paglamig, kung saan ibabalik ito ng mga bomba sa reaktor.

Sa pangalawang circuit, sa generator ng singaw, nabuo ang singaw na nagtutulak ng isang maginoo na turbine. Kaya, pinapalitan ng reaktor ng enerhiya ang steam boiler ng thermal power plant. Dahil dito, madalas itong tinatawag na steam-generating nuclear power plant.

Structural diagram ng reactor ng unang nuclear power plant

Ngayon ang aparato ng unang nuclear power plant ay mukhang simple at karaniwan. Lalo na para sa mga espesyalista. Ngunit halos 70 taon na ang nakalilipas, nang ito ay nilikha, walang analogue, modelo o bangko kung saan suriin ang mga resulta ng mga kalkulasyon.

At maraming tanong. Paano ipamahagi ang tubig mula sa pangunahing circuit sa lahat ng 128 na channel ng gasolina at apat pang fuel cell mula sa bawat channel, at paano magbabago ang distribusyon na ito kapag nagbago ang kapangyarihan ng channel (hindi maiiwasan sa panahon ng operasyon)?

Paano kikilos ang reactor kapag nagkaroon muli ng hindi maiiwasang pagbabago sa density ng tubig sa channel, lalo na sa panahon ng pag-init nito sa panahon ng startup at paglamig sa panahon ng shutdown, kapag ang reactor ay lumipat mula sa isang feed patungo sa isa pa, atbp.?

Sa pagsisimula ng operasyon ng unang nuclear power plant, natanggap ang mga sagot sa mga ito at marami pang iba, na ganap na nakumpirma ang mga inaasahan ng mga siyentipiko at mga developer ng power plant.

Ang mga solusyon na kasangkot sa disenyo ng unang nuclear power plant ay naging matagumpay na kahit na ngayon, pagkatapos ng apatnapung taon ng operasyon, ito ay patuloy na matagumpay na ginagamit para sa siyentipiko at teknikal na mga eksperimento.

Noong 1956, ang Calder Hall 1, ang unang komersyal na nuclear power station, ay konektado sa British national grid. Noong 1958, binuksan ang unang komersyal na nuclear power plant sa US, ang Shipport Nuclear Power Plant. Noong 1964, ang unang French power reactor na EDF1 ay tumatakbo sa Chinon sa Loire River.

Sa loob ng halos 4 na taon, bago ang pagbubukas ng Siberian nuclear power plant sa Tomsk, ang Obninsk ay nanatiling nag-iisang nuclear reactor sa Unyong Sobyet. Ang susunod na Soviet nuclear power plant na nakakonekta sa kanilang grid ay ang 100 MW Beloyarsk Power Plant No. 1 noong 1964 (tingnan ang — Nuclear power plant ng Russia).

Ang mga reaktor ng unang yugto ng Beloyar NPP at ang Bilibin NPP ay pinakamalapit sa reaktor sa Obninsk. Ngunit mayroon ding mga pangunahing pagkakaiba. Sa Beloyarsk NPP, ang nuclear superheating ng singaw ay ginamit sa unang pagkakataon sa pagsasanay sa mundo.

Ang karanasan sa paglikha at isang dekada ng pagpapatakbo ng mga channel reactor ay naging posible na bumuo ng isang proyekto para sa isang serye ng power reactor RBMK (high power boiling reactor). Ang thermal scheme nito ay kapareho ng sa mga reactor na may mga water-graphite channel, ngunit ang mga elemento ng gasolina ay hindi pantubo, ngunit hugis ng baras, na may isang lining ng zirconium alloy, na mahinang sumisipsip ng mga neutron.

18 tulad ng mga fuel rod ay pinagsama sa isang fuel assembly, na kung saan ay naka-mount sa itaas sa isang zirconium tube, na bumubuo ng isang fuel channel. Ang mga aparatong proteksiyon at kontrol ay tumatakbo sa parehong mga tubo.

Ang disenyo ng mga channel ng gasolina ay ginagawang posible na i-reload ang gasolina (gamit ang isang espesyal na makina) nang hindi isinasara ang reaktor, na hindi maiiwasan para sa halos lahat ng iba pang mga uri ng mga reaktor. Ang oras ng pagpapatakbo ng reaktor sa kapangyarihan ay nadagdagan at ang kahusayan sa paggamit ng uranium ay lubhang nadagdagan.

Structural diagram ng channel water-graphite reactor RBMK

Ang unang RBMK na may de-koryenteng kapasidad na 1000 MW ay na-install sa Leningrad Nuclear Power Plant, na kinomisyon noong 1973. Ang parehong mga reactor ay na-install sa Chernobyl Nuclear Power Plant.

Sa pagtatapos ng 1983, ang unang RBMK-1500 ay inatasan sa Ignalina NPP. Kaya, sa mas mababa sa 30 taon, ang kapangyarihan ng yunit ng mga reaktor ay tumaas ng 300 beses. Ang isang RBMK-1500 ay may parehong kapasidad tulad ng lahat ng power plant na itinayo sa ilalim ng GOELRO plan. Ang Ignalina reactor ang pinakamakapangyarihan sa mundo sa loob ng ilang taon.

Ayon sa International Atomic Energy Agency, may kasalukuyang 443 sibilyan na nuclear reactor na nagpapatakbo sa mundo, na may isa pang 51 sa ilalim ng konstruksyon.

Pangunahing control panel ng Obninsk NPP

Ang Obninsk NPP ay isinara at na-decommission noong Abril 2002, ibig sabihin, ito ay gumana nang 48 taon nang walang insidente, na 18 taon na mas mahaba kaysa sa orihinal na binalak, at sa panahong iyon ang istasyon ay nagkaroon lamang ng isang pag-aayos.

Ang kahalagahan ng unang nuclear power plant ay halos hindi matataya.Malaki ang papel nito sa pagpapaunlad ng enerhiyang nuklear, sa pagbibigay-katwiran sa mga teknikal na solusyon na kasama sa mga proyekto ng mga susunod na istasyon, sa pagsasanay ng mga highly qualified na tauhan.

Noong 2009, isang museo ng enerhiyang nukleyar ay itinatag batay sa Obninsk NPP.