Всего 11 атомных электростанций в России по итогам 2020 года впервые выработали более 20% всей электроэнергии страны.
Я решил сделать обзор всех АЭС России.
Это будет популярный обзор станций глазами инженера-реакторщика (хотя бы по образованию), поэтому я постараюсь показать технические и исторические особенности каждой из них, какие реакторы на них работают или работали раньше, что важного там осваивались технологии для промышленности.
Я был во многих таких A&C, поэтому иногда добавлю личные впечатления.
Помимо действующих АЭС, я упомяну и те станции, которые уже остановлены, и те, которые планировались, но так и не были реализованы, и те, которые могут появиться в ближайшие годы.
Ну и по традиции я сделал видеоверсию этой статьи (подписывайтесь на канал !), он оказался еще более наглядным, поскольку содержит почти на порядок больше фотографий и наглядных материалов, чем вошло в статью.
Так что оба формата вполне самостоятельны и по-своему интересны.
01. Обнинская АЭС.
Первый кондиционер Начнем с самого первого AЭS в мире.
Он начал работать в июне 1954 года в Обнинске недалеко от Москвы.
Его мощность составляла всего 5 МВт, что по современным меркам даже не мини, а микро-АЭС.
Это в 200-250 раз меньше мощности современного энергоблока АЭС.
Однако это была первая полноценная атомная электростанция, поставляющая электроэнергию в сеть.
В США несколькими годами ранее уже получали электроэнергию от экспериментального реактора, но в еще меньших количествах, и она шла на собственные нужды установки, а не в общую сеть.
Подробнее об этом я писал в отдельная статья .
Так что для тех, кто хочет сравнить, кто был первым в тех или иных достижениях, вопрос атомного электричества вызывает дискуссию, но мы не из их числа.
Тем не менее, первая крупная автоматическая сеть, подающая электроэнергию в сеть, была построена в Обнинске.
Пульт управления Первой АЭС.
Фото автора.
Сам Первый реактор АЭС был спроектирован на основе промышленных реакторов для производства оружейного плутония - начинки для ядерного оружия.
Это тоже канальный водографитовый реактор.
Те.
его ядро состоит из графитовой кладки, в которой построены каналы, в эти каналы устанавливается топливо и через них прокачивается вода для отвода тепла.
Графит выступает в роли замедлителя нейтронов, необходимого для протекания цепной реакции деления, а вода выступает в роли теплоносителя.
Схема первого кондиционера Энергетический реактор для ядерного реактора и промышленный реактор для производства плутония на самом деле серьезно отличаются.
Во-первых, есть важное отличие в тепловой схеме — в энергетическом реакторе воду в каналах необходимо нагревать до более высокой температуры, чтобы в конечном итоге создать пар высокого давления, способный раскрутить турбину.
Первый AЭS сработал по двухконтурной схеме , т. е.
вода в первом контуре нагрелась, передала тепло воде второго контура, которая уже кипела, и этот пар пошел на турбину.
При этом турбина, установленная на первой АЭС, была не очень мощной, а КПД станции был менее 20% , что примерно в полтора-два раза ниже, чем у современного АЭС.
Второе важное отличие энергетического реактора от промышленного – топливо.
В реакторе по производству плутония топливо остается в активной зоне всего несколько недель для производства необходимого соотношения новых изотопов плутония.
По сути, через реактор прогоняется огромное количество топлива, выступающего в качестве сырья.
В энергетическом реакторе топливо должно храниться как можно дольше – в современных реакторах оно сохраняется в активной зоне реактора 4-5 лет. И в нем должно делиться как можно больше атомов, чтобы выработать как можно больше энергии, т. е.
он должен иметь большую глубину выгорания.
Все это необходимо для улучшения экономических показателей электростанции.
При этом топливо не должно разрушаться.
Так что создание топлива специально для АЭС отличается от топлива для промышленных реакторов – это отдельная комплексная задача, которую пришлось решать для Первого АЭС.
Интересно, что по внешнему виду Обнинский АЭС совершенно не похож на современный АЭС.
С виду это простое трехэтажное административное здание, вот только труба на заднем плане выдает его промышленное назначение.
Здание, в котором расположены реактор и турбина, обычно расположены через дорогу друг от друга.
С одной стороны, это было сделано из соображений секретности, хотя со временем объект получил статус и впоследствии его посетило множество делегаций, в том числе иностранных.
С другой стороны, конечно, современные автоматизированные системы строятся по совершенно другим правилам и требованиям, и существует множество более мощных защитных конструкций, призванных защитить как саму систему АКПП от внешних воздействий, так и окружающую среду от последствий возможных аварий.
.
Первый АЭС проработал почти 48 лет, дал много новых знаний и позволил подготовить огромное количество специалистов.
Его остановили в 2002 году.
На нем больше нет ни ядерного топлива, ни радиоактивных материалов.
Сейчас он признан объектом культурного наследия России, и на его базе создан музей.
Я посетил этот музей и рекомендую его всем, кто интересуется историей науки и техники, особенно ядерных технологий.
Он расположен на территории Физико-энергетического института и там можно узнать не только о первом АЭС, но и о других работах ФЭИ.
02. Сибирская АЭС.
Даже два 
Сибирская АЭС Очередной АЭС на территории России, который тоже уже не работает, широкой публике малоизвестен Сибирская АЭС .
Сейчас почти все АЭС в России расположены в европейской части, но был период в 60-е годы, когда основная атомная электроэнергия в СССР вырабатывалась в Сибири.
«Сибирская АЭС» располагалась на площадке Сибирского химического комбината (СХК) в городе Северске Томской области.
Это был закрытый завод по производству оружейного плутония, он работает до сих пор, но сейчас занимается другими задачами.
Несмотря на секретность, фильм о сибирской АЭС показано в 1958 году на Женевская конференция по мирному использованию атомной энергии.
Заголовок в газете «Нью-Йорк Таймс» в 1958 году о показе фильма о сибирской АЭС в Женеве.
На тот момент это была одна из самых мощных атомных электростанций в мире – первый энергоблок имел мощность 100 МВт. Впоследствии на нем работали 4 реактора, а общая мощность увеличилась до 600 МВт. Промышленные реакторы Сибирского химического комбината были двойного и даже тройного назначения.
Те.
они производили плутоний, но были спроектированы так, что позволяли вырабатывать электроэнергию и обеспечивать теплом отопление Северска и Томска.
С завершением программы производства плутония в 2008 году был остановлен и последний реактор станции.
Один из реакторов Сибирского химического комбината.
Фото: Страна Росатом На другом сибирском заводе по производству оружейного плутония — Горно-химическом комбинате в Железногорске с 1964 по 2010 год также работал реактор двойного назначения.
АД?-2 .
Хотя как таковая отдельная АЭС она не называлась.
Но на самом деле это была третья АЭС по тепло- и электроснабжению в СССР, и единственная была подземной, т. к.
сам горно-химический комбинат располагался в шахтной выработке под землей.
Подробнее об отечественных промышленных реакторах я писал отдельная статья .
Кстати, АЭС двойного назначения - не чисто советское изобретение.
Первый такой «двойной» АЭС начал работать в Великобритании на два года раньше, чем Сибирский АЭС.
Это AЭS Calder Hall – первая AЭS в Великобритании и на Западе вообще, работавшая на атомной станции Селлафилд, где производился оружейный плутоний.
Еще в 1956 году его открыла юная Елизавета II. 
Елизавета II на открытии первого в Великобритании A&C - Колдер-Холл (двойного назначения)
1. Белоярская АЭС.
Дважды пионер 
Итак, теперь давайте перейдем к самому AЭS. Первый из них — Белоярский АЭС, в 20 км от моего дома.
Это мой любимый AЭS, в котором я уже был много раз.
После Обнинска это была первая крупная гражданская АЭС, т.е.
не двойного назначения и не на территории АЭС.
Он был построен специально для выработки электроэнергии и тепла и не использовался для производства плутония.
Его топливо даже не подвергалось переработке, о чем, как ни странно, у меня тоже есть информация.
отдельная статья .
АЭС начала работать в 1964 году.
Суммарная мощность двух реакторов первой очереди станции составляла 300 МВт. Эти реакторы получили название AMB, что означает «Мирный большой атом», что отражает их предназначение.
Это тоже канальные уран-графитовые реакторы, но улучшенной конструкции.
Повысить КПД пытались за счет дополнительного перегрева пара.
Те.
Помимо каналов с топливом и водой, отводивших тепло от активной зоны, через реактор по некоторым каналам дополнительно пропускался пар, прежде чем он направлялся в турбину для повышения ее давления с целью повышения эффективности всей установки.
Первый энергоблок мощностью 100 МВт работал по двухконтурной схеме.
Второй энергоблок работал по упрощенной одноконтурной схеме, где пар вырабатывался непосредственно в первом контуре реактора, затем снова нагревался в реакторе и затем поступал на турбину, его мощность составляла уже 200 МВт. В будущем такая одноконтурная схема, пусть и без перегрева пара, ляжет в основу мощных реакторов РБМК.
КПД первой очереди Белоярской АЭС достиг 37% , а это на несколько процентов больше, чем у многих современных АЭС.
Реакторы первой очереди выработали свой ресурс и были остановлены к 1989 году.
Сейчас на АЭС работают два новых реактора совершенно другой конструкции - это реакторы на быстрых нейтронах.
Энергоблоки Белоярской АЭС.
Инфографика автора С 1980 года на Белоярской АЭС работает реактор БН-600, а с 2015 года - БН-800. 600 и 800 — проектная электрическая мощность этих реакторов, хотя фактически она увеличена почти на 10%.
На данный момент это единственные в мире энергетические реакторы на быстрых нейтронах AЭS. Благодаря им, хотя были и другие, меньшей мощности, в нашей стране накоплен наибольший опыт эксплуатации быстрых реакторов, которые могут составить основу или значительную долю атомной энергетики в будущем.
Конечно, им нужно посвящать отдельные статьи и видео.
Скажу только об основной особенности.
Это реакторы, в которых основное деление тяжелых ядер осуществляется быстрыми нейтронами, я частично рассказал, что это такое в предыдущей статье про реакторы со спектральным регулированием .
Быстрые реакторы позволяют вовлекать в топливный цикл не только уран-235, в котором природный уран содержит всего 0,7%, но и основной изотоп уран-238, которого здесь более 99%.
Они также позволяют замкнуть топливный цикл, используя в качестве топлива то, что выгружается из других реакторов.
БН-800 уже переводится на полную загрузку МОКС-топливом, не требующим добычи природного урана.
Он производится из плутония, выделенного из отработавшего топлива других реакторов и запасов обедненного урана.
У меня также есть информация об отходах обедненного урана и МОКС-топливе.
отдельная статья и даже целое серия статей , если говорить вообще о проблеме обедненного гексафторида урана, который периодически ввозится к нам из-за границы под шумиху антиядерных экологов.
Реактор БН-800 Белоярская АЭС долгое время была единственной станцией в нашей стране, на которой эксплуатировались реакторы разных типов - канальные уран-графитовые АМБ и быстрые натриевые БН.
Сейчас такой станцией можно считать Ленинградскую АЭС, потому что там одновременно работают и РБМК, и ВВЭР, но до этого мы еще доберемся.
2. Нововоронежский АЭС.
Сухопутная колыбель ВВЭР 
Нововоронежская АЭС - вид с пруда-охладителя ночью Как и Белоярская АС, это одна из старейших АС в стране.
Ее первый энергоблок вступил в строй в том же, 1964 году, всего через шесть месяцев после запуска АМБ-1. Но в отличие от Белоярской АС, где разрабатывали технологию канальных уран-графитовых реакторов с ядерным перегревом пара, а затем технологию быстрых реакторов, в Нововоронеже развивали и развивают другое направление - водо-водяные реакторы.
Здесь были построены все первые, головные блоки энергетических реакторов ВВ-Р мощностью 210 МВт, 440, 1000, а теперь и 1200. Всего на этом АЭС было построено 7 энергоблоков - максимальное количество на российских АЭС.
Первый в мире энергоблок со взрывчаткой? Р-1000 на Нововоронежском АЭС В настоящее время действуют 4 из них.
Это один BBЭR-440, один BBЭR-1000 и два первых в нашей стране и мире BBЭR-1200. Оказывается, каждый из этих реакторов — самый первый в своем роде.
В том числе нынешний флагман отечественной атомной отрасли - энергоблок с реактором ВВ-Р-1200, который активно заменяет старые блоки на АЭС в России и строится для иностранных заказчиков.
В России уже построено 4 из них, еще более 10 находятся на разных стадиях строительства за рубежом.
Первые два ВВЭР-1200 в мире и в нашей стране на Нововоронежской АЭС Подробно о водо-водяных реакторах я говорил в последняя статья о Кольской АС.
Кратко повторю, что эти реакторы отличаются от канальных графитовых реакторов тем, что в них нет ни графитовой кладки, ни каналов.
Это более компактные реакторы, топливо которых содержится внутри прочного толстостенного металлического корпуса.
Вода-вода в названии реактора означает, что вода выступает одновременно и замедлителем нейтронов, и теплоносителем, отводящим тепло от ядерного топлива.
Это реакторы, работающие по двухконтурной схеме, т.е.
вода в самом реакторе и первом контуре нагревается до высокой температуры - более 300 градусов, но не кипит, т.к.
при этом находится под давлением более 150 атмосфер (именно поэтому и нужен мощный корпус).
Тепло передается через теплообменник во второй контур, где уже кипит вода, пар поступает в турбину, а затем в обычный контур.
КПД таких установок составляет около 32% и выше.
Этот же тип водо-водяных реакторов применяется и на атомных подводных лодках из-за ряда преимуществ, в первую очередь из-за более компактных размеров.
Собственно, изначально для них он и разрабатывался, но потом вышел на сушу и прочно обосновался в мирной атомной энергетике.
Сейчас это самый популярный тип реактора в мире.
Больше, чем 80% силовых агрегатов В мире действуют водо-водяные реакторы.
3. Кольский АЭС.
Впервые за Полярным кругом 
Кольский АЭС.
Фото: Росатом Самый первый и самый мощный АЭС, построенный за Полярным кругом.
Я подробно об этом говорил в предыдущая статья и видео .
Здесь отмечу, что это АЭС, состоящая из четырех энергоблоков средней мощности с реакторами ВВЭР-440. Такие в России работают только на вышеупомянутом Нововоронежском АЭС.
Это также одна из старейших атомных электростанций – ее первый энергоблок работает с 1973 года, то есть уже 48 лет. В 2033 году его остановят, и это будет первый отечественный энергоблок, который проработает 60 лет. Для замены первой ступени АЭС к этому времени планируют построить два энергоблока ББЭР-600С со спектральным регулированием - первые агрегаты такого типа в нашей стране.
В целом Кольская АЭС – это такая достаточно уникальная станция, работающая в условно изолированной малой энергосистеме, отсюда и набор из нескольких малых энергоблоков.
Но есть и еще более изолированные АЭС.
4. Билибинская АЭС.
Советский малый АЭС Поскольку мы идем примерно в хронологическом порядке, и затронули тему Крайнего Севера, то следующая АЭС - Билибинская.
Это еще немного севернее Кольской АС, но не в Мурманской области, а на другом конце России – на Чукотке.
И примерно на полгода моложе Кольского АС.
Первый агрегат начал работать в 1974 году.
Билибинская АЭС Всего этот AЭS состоит из четырех достаточно уникальных силовых агрегатов.
Это тоже канальные уран-графитовые реакторы, но специально разработанные для этой АС.
Это реакторы ЭГП-6 - Энергетический гетерогенный петлевой реактор с 6 петлями циркуляции теплоносителя.
.
Их электрическая мощность была снижена всего до 12 МВт. Но важным условием работы на севере является то, что они предназначены для выработки тепла.
Ведь эта АЭС была спроектирована и построена для работы в небольшой и изолированной Чаун-Билибинской энергосистеме, в условиях суровой Арктики, для снабжения энергией горнодобывающих и золотодобывающих предприятий Чукотки.
Фактически это первая малая АЭС СССР.
Центральный зал Билибинской АЭС с 4 реакторами ГП-6 Сама Билибинская АЭС будет выведена из эксплуатации в ближайшие годы; первый энергоблок уже остановлен в 2019 году.
Таким образом, общая текущая установленная электрическая мощность АЭС составляет 36 МВт. И его уже заменил современный малый АЭС.
5. ПАТЭС.
Самый плавучий, самый северный Понятно, что через полвека на смену уникальной по задачам и условиям эксплуатации должна была прийти не менее уникальная установка, но созданная на основе других технологий - АЭС - Билибинская.
И она пришла, причем в прямом смысле – ее отбуксировали из Мурманска.
А с весны 2020 года первая плавучая атомная электростанция, точнее Плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС), уже введена в промышленную эксплуатацию.
оловянный плавучий энергоблок (ПЭБ) под своим именем «Академик Ломоносов».
Это новейшая российская АС, работающая на новой площадке в порту Певек.
От нее до Билибинской АЭС более 240 км по прямой на северо-восток.
Так что PATЭS, помимо всего прочего, является еще и самым северным AЭS в мире.
ПАТЭС академика Ломоносова в Певеке на Чукотке Конструктивно это несамоходная баржа, пришвартованная к специальной береговой инфраструктуре для получения тепла и электроэнергии.
На борту находятся два энергоблока с двумя водо-водяными реакторами, построенными на базе тех, что работают на некоторых наших атомных ледоколах - КЛТ-40С.
Суммарная электрическая мощность ПАТЭС – до 70 МВт, тепловая – до 50 Гкал/ч.
Она должна заменить не только выбывающую из эксплуатации Билибинскую АЭС, но и угольную Чаунскую ТЭЦ, которой уже более 70 лет. 
Автор у пульта управления ПАТЭС на базе Атомфлота в Мурманске в 2018 году, когда на него загружалось ядерное топливо Уже разрабатываются проекты оптимизированных ПАТЭС с новыми реакторами повышенной мощности РИТМ-200, которые уже работают на атомном ледоколе нового поколения «Арктика».
Планируется построить еще пять плавучих АС для еще одного региона Камчатки, интерес к аналогичным плавучим АС проявляют и в других регионах за рубежом.
Но конкуренты тоже не дремлют. Китай и Южная Корея имеют планы по разработке и строительству плавучих атомных электростанций.
6. Ленинградская АЭС.
Первые РБМК Теперь перейдем к крупнейшим АЭС, с серийными агрегатами гигаваттной мощности.
Начнем в хронологическом порядке и с реакторов РБМК.
Ленинградская АЭС — первая АЭС с четырьмя серийными реакторами РБМК-1000. РБМК – это канальный реактор большой мощности.
Это крупный энергетический потомок канальных уран-графитовых реакторов, созданный на основе опыта Первого АЭС, реакторов АМБ и промышленных реакторов двойного назначения.
Два энергоблока первой очереди Ленинградской АС вступили в работу в 1973 и 1975 годах; они уже проработали 45 лет и были остановлены.
Третий и четвертый блоки продолжают работать.
Ленинградская АЭС и ее энергоблоки.
Графика автора Именно на реакторах РБМК СССР планировал в 1970-е годы широко развивать атомную энергетику для покрытия энергодефицита в европейской части страны, так как не успел освоить технологию изготовления гигаваттных сосудов ВВ-Р.
.
А активная зона реактора РБМК собирается как будто из кубиков; производство комплектующих для него освоено промышленностью.
Поэтому, например, его можно масштабировать и увеличивать.
Например, на Игналинской АЭС построили два РБМК мощностью по 1500 МВт, хотя и в одинаковых габаритах.
Но были проекты с увеличенной мощностью и активной зоной, до 2400 МВт. Вообще сам реактор РБМК-1000 — один из крупнейших реакторов в мире; Диаметр его ядра составляет более 11 м.
Верхняя плита реактора РБМК — одного из крупнейших реакторов в мире.
РБМК имеет ряд преимуществ перед ВВЭР.
Например, для дозаправки топлива не требуется остановка; его можно перезарядить, отключив отдельные каналы непосредственно во время работы реактора.
Благодаря этому появляется возможность облучать отдельные сборки мишеней в каналах и получать полезные изотопы, например Со-60, который сейчас производится на Ленинградской АС.
Но есть и ряд недостатков.
Это, например, и сложность управления, и отсутствие защитной оболочки, и другие недостатки конструкции, не устраненные своевременно из-за гонки за масштабным строительством АЭС в СССР в 1970-е и 1980-е годы.
Все это привело к главной трагедии, прославившей реактор РБМК на весь мир, — Чернобыльской катастрофе.
Именно такие реакторы были установлены на этой АЭС.
После аварии 1986 года реакторы РБМК были модифицированы и модернизированы, устранив большую часть недостатков.
Поэтому сегодняшние РБМК все же существенно отличаются от дочернобыльских.
Два энергоблока со взрывчаткой? Р-1200 на Ленинградской А? С-2. Один уже сдан (справа), второй находится в стадии строительства.
Два энергоблока первой очереди Ленинградской АС вступили в работу в 1973 и 1975 годах; они отработали уже 45 лет и были остановлены в 2018 и 2020 годах.
Для их замены были построены два новых энергоблока с реакторами ВВ-Р-1200 и синхронно с остановом старых блоков.
Так что теперь Ленинградская АЭС - единственная российская, где одновременно работают реакторы разных типов - РБМК-1000 и ВВЭР-1200. Кстати, при этом мощность АЭС выросла на 400 МВт, и теперь это самая мощная АЭС в России.
Сейчас ЛАС поставляет в Ленинградскую область более 50% электроэнергии, а также частично поставляет тепло в ближайший город атомщиков – Сосновый Бор.
Мне довелось дважды побывать на ЛАЭС-2, так я увидел новые строящиеся энергоблоки, а затем впервые посетил уже действующий энергоблок с ББЭР-1200.
7. Курская АЭС
Курская АЭС - вторая АЭС с серийными РБМК, всего на 4 года моложе Ленинградской.Расположен в 40 км от Курска.
Она могла бы стать одной из крупнейших атомных электростанций в России с шестью энергоблоками РБМК-1000. Но с 1977 по 1986 г.
Теги: #Популярная наука #Будущее уже здесь #Экология #Технологии #Энергетика и аккумуляторы #энергетика #АЭС #ядерный реактор #история #история #реакторы #уран #ядерная энергетика #ядерное топливо #реактор на быстрых нейтронах
-
Multiseat На Компьютере Debian
19 Oct, 24 -
Камера, Изменившая Вселенную
19 Oct, 24 -
Самый Большой Аргумент Против Mysql?
19 Oct, 24
