Obninsk NPP — historien til verdens første atomkraftverk

Den 27. juni 1954, i nærheten av Moskva, i byen Obninsk, ble verdens første atomkraftverk (NPP-1) med en nytteeffekt på 5000 kW satt i drift.

Uranus ble oppdaget i 1789 av den tyske kjemikeren Martin Klaproth og oppkalt etter planeten Uranus. Tiår senere, i desember 1951, ved EBR-I Experimental Breeder Reactor i Arco, Idaho, USA, produserte kjernekraft elektrisitet for første gang – for å drive fire lyspærer. EBR-I er imidlertid ikke designet for å generere elektrisitet.

NPP-1 i Obninsk er verdens første atomkraftverk som produserer elektrisitet til kommersiell bruk.

Verdens første atomkraftverk

I skapelsen av den første i verden atomkraftverk de ledende instituttene, designbyråene og fabrikkene i USSR deltok. Den vitenskapelige håndteringen av problemet utføres av Institute of Atomic Energy (IAE) og personlig av akademiker I. V. Kurchatov. Siden 1951 har den vitenskapelige og tekniske ledelsen blitt betrodd Institutt for fysikk og energi og dets direktør professor D. I. Blohintsev.

A.K.Krasin er den første nestlederen. Utviklingen av brenselelementer (drivstoffstaver) ble ledet av V.A. Malykh. Utformingen av reaktoren ble utført av et team ledet av akademiker N. A. Dolezhal og hans nærmeste assistent P. I. Aleshenkov. Et av de viktigste systemene - reaktorkontroll- og beskyttelsessystemet - ble utviklet under ledelse av I. Ya. Emelyanov, et tilsvarende medlem av USSRs vitenskapsakademi.

Byggingen av Obnisk kjernekraftverk på 1950-tallet

I februar 1950 foreslo forskere å bygge en eksperimentell reaktor i Moskva-regionen for å generere 30 000 kW varme og 5 000 kW elektrisitet. USSR Ministerråd godkjente prosjektet i mai 1950.

I slutten av desember 1950 ble et design av reaktoren og det termiske kraftverket utgitt, og i slutten av året etter begynte detaljdesign og produksjon av utstyr. Byggingen startet i juli 1951.

En vann-grafittkanalreaktor ble valgt for det første atomkraftverket. I den er moderatoren grafitt, og vann tjener til å fjerne varmen som frigjøres i drivstoffelementene (forresten, det deltar også i modereringen av nøytroner).

USSR. Kaluga-regionen. Obninsk. Reaktor til verdens første atomkraftverk. Foto av TASS / Valentin Kunov

Den grunnleggende strukturen til en kraftreaktor - en kompleks og kostbar teknisk struktur - er ganske enkel.

Vann-grafittkanalreaktorer, stamfaderen til det første atomkraftverket, består av en stabel med grafittblokker gjennomboret med vertikale hull. Hullene danner et jevnt rutenett. De inneholder drivstoffkanaler med drivstoffelementer og kontroll- og beskyttelsesenheter (CPS).

Grafittpakken plasseres i et forseglet reaktorrom som er fylt med en inert gass. Reaktorrommet dannes av en bunnplate som murverket hviler på, en sidekappe og en øvre plate med åpninger tilsvarende åpningene i murverket.

For å fjerne varmen som frigjøres i drivstoffelementene til det første NPP, ble det gitt to sirkulasjonskretser.

Den første kretsen er forseglet. I den mates vannet (kjølevæsken) ovenfra inn i hver drivstoffkanal, hvor det varmes opp, og kommer deretter inn i en varmeveksler - en dampgenerator, etter avkjøling, der pumpene returnerer den til reaktoren.

I den andre kretsen, i dampgeneratoren, genereres det damp som driver en konvensjonell turbin.Dermed erstatter energireaktoren dampkjelen til det termiske kraftverket. På grunn av dette kalles det ofte et dampgenererende kjernekraftverk.

Strukturdiagram av reaktoren til det første kjernekraftverket

Nå ser enheten til det første atomkraftverket enkel og vanlig ut. Spesielt for spesialister. Men for nesten 70 år siden, da den ble opprettet, fantes det ingen analog, modell eller benk å sjekke resultatene av beregninger på.

Og det var mange spørsmål. Hvordan distribuere vannet fra primærkretsen til alle 128 brenselkanaler og fire flere brenselceller fra hver kanal, og hvordan vil denne fordelingen endres når kanaleffekten endres (uunngåelig under drift)?

Hvordan vil reaktoren oppføre seg når det igjen er en uunngåelig endring i tettheten til vannet i kanalen, spesielt under oppvarmingen under oppstart og avkjøling under avstengning, når reaktoren går fra en tilførsel til en annen osv.?

Med oppstarten av det første atomkraftverket ble det mottatt svar på disse og mange andre spørsmål, som fullt ut bekreftet forventningene til forskere og kraftverksutviklere.

Løsningene som var involvert i utformingen av det første atomkraftverket viste seg å være så vellykkede at selv nå, etter førti års drift, fortsetter det å bli vellykket brukt til vitenskapelige og tekniske eksperimenter.

I 1956 ble Calder Hall 1, den første kommersielle kjernekraftstasjonen, koblet til det britiske nasjonalnettet. I 1958 åpnet det første kommersielle atomkraftverket i USA, Shipport Nuclear Power Plant. I 1964 var den første franske kraftreaktoren EDF1 i drift i Chinon ved Loire-elven.

I omtrent 4 år, før åpningen av det sibirske atomkraftverket i Tomsk, forble Obninsk den eneste atomreaktoren i Sovjetunionen. Det neste sovjetiske atomkraftverket som ble koblet til deres nett var Beloyarsk kraftverk nr. 1 på 100 MW i 1964 (se — Kjernekraftverk i Russland).

Reaktorene til den første fasen av Beloyar NPP og Bilibin NPP var nærmest reaktoren i Obninsk. Men det er også grunnleggende forskjeller. Ved Beloyarsk NPP ble kjernefysisk overoppheting av damp brukt for første gang i verdenspraksis.

Erfaringen med å lage og et tiår med drift av kanalreaktorer gjorde det mulig å utvikle et prosjekt for en seriekraftreaktor RBMK (high power boiling reactor). Dets termiske skjema er det samme som for reaktorer med vann-grafittkanaler, men brenselelementene er ikke rørformede, men stavformede, med en foring av zirkoniumlegering, som svakt absorberer nøytroner.

18 er slike brenselstaver kombinert til en brenselsamling, som er montert på toppen i et zirkoniumrør, og danner en drivstoffkanal. Beskyttelses- og kontrollinnretninger går i samme rør.

Utformingen av drivstoffkanalene gjør det mulig å lade drivstoffet på nytt (ved hjelp av en spesiell maskin) uten å stenge reaktoren, noe som er uunngåelig for nesten alle andre typer reaktorer. Reaktordriftstid ved strøm økes og effektiviteten av uranutnyttelse økes kraftig.

Strukturdiagram av kanalvann-grafittreaktor RBMK

Den første RBMK med en elektrisk kapasitet på 1000 MW ble installert ved Leningrad kjernekraftverk, som ble satt i drift i 1973. De samme reaktorene ble installert ved kjernekraftverket i Tsjernobyl.

På slutten av 1983 ble den første RBMK-1500 tatt i bruk ved Ignalina NPP. På mindre enn 30 år har enhetseffekten til reaktorene således økt 300 ganger. Én RBMK-1500 har samme kapasitet som alle kraftverk bygget under GOELRO-planen. Ignalina-reaktoren var den kraftigste i verden i flere år.

I følge Det internasjonale atomenergibyrået er det for tiden 443 sivile atomreaktorer i drift i verden, med ytterligere 51 under bygging.

Hovedkontrollpanelet til Obninsk NPP

Obninsk NPP ble stengt og tatt ut av drift i april 2002, det vil si at den opererte i 48 år uten hendelser, noe som er 18 år lenger enn opprinnelig planlagt, og i løpet av den tiden hadde stasjonen bare én overhaling.

Betydningen av det første atomkraftverket kan neppe overvurderes.Dens rolle er enorm i utviklingen av kjernekraft, i å rettferdiggjøre de tekniske løsningene som er inkludert i prosjektene til de neste stasjonene, i opplæringen av høyt kvalifisert personell.

I 2009 ble et museum for atomenergi etablert på grunnlag av Obninsk NPP.