Obninsk NPP - 세계 최초의 원자력 발전소의 역사
1954년 6월 27일, 모스크바 근처 Obninsk시에서 유효 전력이 5000kW인 세계 최초의 원자력 발전소(NPP-1)가 가동되었습니다.
천왕성은 1789년 독일 화학자 마틴 클라프로트에 의해 발견되었고 행성 천왕성의 이름을 따서 명명되었습니다. 수십 년 후인 1951년 12월, 미국 아이다호주 아르코에 있는 EBR-I 실험 증식로에서 원자력이 처음으로 전기를 생산하여 전구 4개를 가동했습니다. 그러나 EBR-I는 전기를 생성하도록 설계되지 않았습니다.
Obninsk의 NPP-1은 상업용 전기를 생산하는 세계 최초의 원자력 발전소입니다.
세계 최초의 원자력 발전소
세계 최초의 창조에서 원자력 발전소 소련의 주요 기관, 디자인 국 및 공장이 참여했습니다. 문제의 과학적 관리는 원자력 연구소 (IAE)와 개인적으로 학자 I. V. Kurchatov가 수행합니다. 1951년부터 과학 및 기술 관리는 물리학 및 에너지 연구소와 그 책임자인 D. I. Blohintsev 교수에게 맡겨졌습니다.
A.K.Krasin은 첫 번째 부국장입니다. 연료 요소(연료봉)의 개발은 V.A. Malykh가 주도했습니다. 원자로의 설계는 Academician N. A. Dolezhal과 그의 가장 가까운 조수 P. I. Aleshenkov가 이끄는 팀이 수행했습니다. 가장 중요한 시스템 중 하나인 원자로 제어 및 보호 시스템은 소련 과학 아카데미의 해당 회원인 I. Ya. Emelyanov의 지도하에 개발되었습니다.
1950년대 Obnisk 원자력 발전소 건설
1950년 2월 과학자들은 모스크바 지역에 30,000kW의 열과 5,000kW의 전기를 생산하는 실험용 원자로를 건설할 것을 제안했습니다. 소련 각료회의는 1950년 5월에 이 프로젝트를 승인했습니다.
1950년 12월 말에 원자로 및 화력발전소의 설계가 공개되었고, 이듬해 말에는 상세설계 및 설비제작이 시작되었다. 건설은 1951년 7월에 시작되었습니다.
첫 번째 원자력 발전소에는 물 흑연 채널 원자로가 선택되었습니다. 그것에서 감속재는 흑연이며 물은 연료 요소에서 방출되는 열을 제거하는 역할을합니다 (그런데 중성자 감속에도 참여합니다).
소련. 칼루가 지역. 오브닌스크. 세계 최초의 원자력 발전소의 원자로. 사진: TASS / 발렌틴 쿠노프
복잡하고 값비싼 기술 구조인 동력 원자로의 기본 구조는 매우 간단합니다.
최초의 원자력 발전소의 시조인 흑연 수로 원자로는 수직 구멍이 뚫린 흑연 블록 스택으로 구성됩니다. 구멍은 균일한 그리드를 형성합니다. 여기에는 연료 요소와 제어 및 보호 장치(CPS)가 있는 연료 채널이 포함되어 있습니다.
흑연 패키지는 불활성 기체로 채워진 밀폐된 반응기 공간에 배치됩니다. 원자로 공간은 석조물이 놓이는 바닥판, 측면 재킷 및 석조물의 개구부에 해당하는 개구부가 있는 상부판으로 구성됩니다.
제1원전의 연료 요소에서 방출되는 열을 제거하기 위해 두 개의 순환 회로가 제공되었습니다.
첫 번째 회로는 봉인되어 있습니다. 그 안에서 물 (냉각수)은 위에서 각 연료 채널로 공급되어 가열 된 다음 냉각 후 열 교환기 (증기 발생기)로 들어가 펌프가 원자로로 반환합니다.
두 번째 회로인 증기 발생기에서 기존 터빈을 구동하는 증기가 생성되므로 에너지 원자로가 화력 발전소의 증기 보일러를 대체합니다. 이 때문에 종종 증기 발생 원자력 발전소라고합니다.
제1원전 원자로 구조도
이제 최초의 원자력 발전소 장치는 단순하고 평범해 보입니다. 특히 전문가를 위해. 그러나 거의 70년 전에 만들어졌을 때 계산 결과를 확인할 수 있는 아날로그, 모델 또는 벤치가 없었습니다.
그리고 많은 질문들이 있었습니다. 1차 회로에서 128개의 모든 연료 채널과 각 채널에서 4개의 추가 연료 전지로 물을 분배하는 방법과 채널 전력이 변경될 때(작동 중 불가피함) 이 분배가 어떻게 변경됩니까?
반응기가 한 공급에서 다른 공급으로 전환될 때, 특히 가동 중 예열 중 및 정지 중 냉각 중에 채널의 물 밀도에 다시 불가피한 변화가 있을 때 반응기는 어떻게 작동합니까?
첫 번째 원자력 발전소가 가동되면서 이러한 질문과 다른 많은 질문에 대한 답변이 접수되어 과학자와 발전소 개발자의 기대를 완전히 확인했습니다.
최초의 원자력 발전소 설계와 관련된 솔루션은 매우 성공적이어서 40년 동안 운영된 지금도 과학 및 기술 실험에 성공적으로 사용되고 있습니다.
1956년 최초의 상업용 원자력 발전소인 Calder Hall 1이 영국 국가 전력망에 연결되었습니다. 1958년 미국 최초의 상업용 원자력 발전소인 Shipport 원자력 발전소가 문을 열었습니다. 1964년 프랑스 최초의 동력 원자로 EDF1이 루아르 강의 시농에서 가동되고 있었습니다.
톰스크에 시베리아 원자력 발전소가 개장되기 전 약 4년 동안 오브닌스크는 소련에서 유일한 원자로로 남아 있었습니다. 그리드에 연결된 다음 소련 원자력 발전소는 1964년 100MW 벨로야르스크 발전소 1호였습니다. 러시아의 원자력 발전소).
Beloyar NPP와 Bilibin NPP의 첫 번째 단계 원자로는 Obninsk의 원자로에 가장 가깝습니다. 그러나 근본적인 차이점도 있습니다. Beloyarsk NPP에서 증기의 핵 과열이 세계 최초로 사용되었습니다.
채널 원자로의 생성 및 10년 간의 운영 경험을 통해 시리즈 동력 원자로 RBMK(고출력 비등 원자로) 프로젝트를 개발할 수 있었습니다. 그 열 구조는 물-흑연 채널이 있는 원자로와 동일하지만 연료 요소는 관형이 아니라 막대 모양이며 중성자를 약하게 흡수하는 지르코늄 합금 라이닝이 있습니다.
18 이러한 연료봉은 연료 채널을 형성하는 지르코늄 튜브의 상단에 장착된 연료 집합체로 결합됩니다. 보호 및 제어 장치는 동일한 파이프에서 실행됩니다.
연료 채널의 설계는 거의 모든 다른 유형의 원자로에서 불가피한 원자로를 정지하지 않고 (특수 기계를 사용하여) 연료를 재장전하는 것을 가능하게 합니다. 전력에서 원자로 작동 시간이 증가하고 우라늄 이용 효율이 크게 증가합니다.
채널형 물-흑연 원자로 RBMK의 구조도
전기 용량이 1000MW인 최초의 RBMK는 1973년에 시운전된 레닌그라드 원자력 발전소에 설치되었습니다. 동일한 원자로가 체르노빌 원자력 발전소에 설치되었습니다.
1983년 말에 최초의 RBMK-1500이 Ignalina NPP에서 시운전되었습니다. 따라서 30년도 안 되는 기간 동안 원자로의 단위 전력은 300배 증가했습니다. 하나의 RBMK-1500은 GOELRO 계획에 따라 건설된 모든 발전소와 동일한 용량을 가지고 있습니다. Ignalina 원자로는 몇 년 동안 세계에서 가장 강력했습니다.
국제원자력기구(IAEA)에 따르면 현재 전 세계에 443기의 민간 원자로가 가동 중이며 51기가 건설 중이다.
오브닌스크 원전 주제어반
Obninsk NPP는 2002년 4월에 폐쇄되고 해체되었습니다. 즉 원래 계획보다 18년 더 긴 48년 동안 사고 없이 운영되었으며 그 기간 동안 스테이션은 단 한 번의 점검만 받았습니다.
최초의 원자력 발전소의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.그 역할은 핵 에너지 개발, 다음 스테이션 프로젝트에 포함된 기술 솔루션의 정당화, 우수한 인력 교육에서 매우 큽니다.
2009년에는 Obninsk NPP를 기반으로 원자력 박물관이 설립되었습니다.