Электростанции дизельные Википедия

Дизельная электростанция в убежище гражданской обороны Судовая дизель-генераторная установка Стационарный электроагрегат, железнодорожная электростанция Переносные дизель-генераторы с воздушным охлаждением Электроагрегат на шасси грузовика Электроагрегат на автомобильном прицепе Электроагрегат может буксироваться малотоннажным грузовиком ЭСУ2А — электростанция дизельная самоходная узкоколейная, ширина колеи 750 мм

Ди́зельная электроста́нция (дизель-генераторная установка, дизель-генератор) — стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания. Существуют также электростанции с приводом от бензинового двигателя — бензиноэлектрический агрегат или бензиновая электростанция и газопоршневые электростанции.

Следует учитывать, что термины дизельная электростанция, дизельэлектрический агрегат и дизель-генератор не являются синонимами:

• дизель-генератор — устройство, состоящее из конструктивно объединённых дизельного двигателя и генератора;
• дизельэлектрический агрегат в свою очередь включает в себя дизель-генератор, а также вспомогательные устройства: раму, приборы контроля, топливный бак;
• дизельная электростанция — это стационарная или передвижная установка на базе дизельэлектрического агрегата, дополнительно включающая в себя

Где применяются дизельные генераторы?

Компьютеры, Интернет, TV, мобильные телефоны — все эти великолепные изобретения техники просто ничто, если нет электрической энергии. Человечество привыкло к этому, и о важности электричества многие задумывается лишь тогда, когда возникают проблемы с электроснабжением. Отключение электроэнергии априори ставит под сомнения полезность всех других достижений техники. К счастью, величайшие умы человечества изобрели такой полезный агрегат, как дизельный генератор, который решают проблему энергозависимости, теперь электрическая энергия есть там, где нет цивилизации и других источников электрообеспечения.

Купить генератор или использовать услугу аренда дизельных электростанций можно на нашем сайте. В ассортименте имеется множество качественных моделей следующих известных производителей дизель генераторов: AKSA, Cummins, FG Wilson, Grupel, PowerLink, Caterpillar, Iveco Motors, SDMO, и т.д…

Дизельный генератор — это специальное энергетическое устройство, которое состоит из дизельного двигателя и как минимум одного генератора. Дизельный генератор функционирует на дизельном топливе и генерирует электрическую энергию для электрообеспечения различных объектов. В последнее время электростанции пользуются огромным спросом и заслужили признание миллионов. Применяют его как основной или резервный источник питания, используют их простые люди, живущие в частных домах, и владельцы всяческих предприятий.

Где применяются дизельные электростанции в качестве основного источника

Как правило, использование дизель генератора как основного источника электропитания или обусловлено полным отсутствием централизованных сетей — удаленные загородные дома, геологоразведочные экспедиции, фермы, вахтовые поселки, или обусловлено высоким уровнем расходов для проведения централизованной электросети — использования дизельных генераторов в поливном земледелии для привода погружных насосов и т. п. Во втором случае намного экономнее купить генератор, так как затраты на покупку и эксплуатацию дизельной электростанции будут существенно меньше, нежели проведение линии электросети.

Одной из главных причин сегодняшней актуальности альтернативного энергоснабжения является недоступность централизованно подаваемой электроэнергии. Другая причина популярности дизельных электростанций — постоянные перебои в подаче электрической энергии и частая аварийность. Для отдаленных от цивилизации дачных поселков, коттеджных домов, строительных площадок, ферм и небольших предприятий часто единственным решением вопроса с электрообеспечением является автономное электроснабжение — покупка или аренда дизельной электростанции с генератором определенной мощности. Благодаря таким качествам, как долговечность, большой моторесурс, быстрая окупаемость, надежность и экономичность, на многих объектах дизель генераторы — просто незаменимый автономный источник электроэнергии.

Где применяются дизельные генераторы в качестве резервного источника

Есть множество случаев, когда объект уже питается от промышленной сети, но постоянные перебои и отключения электрической энергии создают целый ряд проблем. Для того что обезопасить себя от нежелательных последствий исчезновения или некачественных характеристик электроэнергии можно купить генератор или взять в аренду дизельные электростанции для резервного электропитания. Обычно, как резервный источник дизельные генераторы используются в офисах, на промышленных предприятиях, в банках, школьных, дошкольных и медицинских учреждениях, на складах, в торговых организациях и т. д.

Применение дизельной электростанции в качестве резервного источника питания позволяет избежать отключения и повреждения важной дорогостоящей аппаратуры, сберечь материальные ценности, продолжить функционирование различных учреждений в нормальном режиме. История помнит множество ярких примеров, когда перебои в подаче электроэнергии ставали причиной неприятных последствий. Например, на Западе США в 2003 году, когда был нанесен огромный ущерб из-за ограблений, краж и порчи продуктов питания в период сбоев в подаче электрической энергии.

Вы спросите, а почему покупка и аренда дизельных генераторов пользуются таким небывалым спросом в современном мире?

• Во-первых, дизель генераторы — это полная автономность от городской энергосети. Купить генератор — это, значит, обрести энергетическую независимость. Проще говоря, дизель генераторы способны работать вне зависимости от окружающей сети и погодных условий круглые сутки.

• Во-вторых, это экономическая выгода. Дизельные электростанции просто на голову превосходят бензиновые генераторы по экономии топлива. И, кроме того, дизельное топливо априори дешевле бензинового.

• В-третьих, функциональность в применении дизель генераторов. Это оборудование довольно-таки легко использовать, получая максимальный результат и полную энергетическую независимость. Разумеется, установить дизельную электростанцию намного проще чем, к примеру, вести отдельную линию к объекту.

• В-четвертых, пожаро- и взрывобезопасность. Современные двигатели, которые являются основой дизельных электростанций, отвечают всем нормам пожаробезопасности, что говорит о надёжности использования дизельных установок.

И это еще далеко не все преимущества дизельных электростанций, среди которых также можно упомянуть экологичность, простоту обслуживания, разный диапазон мощностей и т. д. Стоит заметить, что сегодня выпускаются дизельные электростанции, которые можно подключить к компьютеру с целью контроля их работы из рабочего кабинета, что, несомненно, делает контроль и управление дизельной установкой еще более комфортабельным.

В медицине

А Вы знаете, что дизельная электростанция может спасти жизнь человеку, ведь отключения или перебои электричества в больнице могут стоить человеческой жизни. К счастью, сегодня есть дизельные генераторы, которые в случае отключения основного источника электроснабжения начнут выполнять свою миссию спасителей, если использовать их как резервный источник электрической энергии. Купить генератор для использования в качестве резервного источника — это экономия финансовых средств, которые могут быть потеряны в случае простоя при аварии на электрической линии, это залог безопасности в банковских организациях, где есть риск потери информации в случае отключения основного источника, это обеспечение бесперебойной работы жизненно важных аппаратов в учреждениях здравоохранения. Также дизель генераторы часто используются для резервного электроснабжения в коммунальных службах.

Гражданские

Простых граждан также нередко посещает мысль о том, что нужно купить генератор. Прежде всего, это жители частных домов и владельцы дач, которые устали от постоянных сбоев в подаче электричества. Несмотря на то, что сегодня даже отдаленные от крупных городов поселки электрифицированы, качество основного источника оставляет желать лучшего, поэтому сложно обойтись без резервных источников питания. Дизельный генератор мощностью всего лишь 6-10 кВт позволяет с легкостью решить проблемы с электрообеспечением домов и дач.

В строительстве

В последние годы особым спросом пользуются дизельные генераторы в сфере строительства. Вследствие внедрения новых технологий возникла необходимость в бесперебойной подаче электрической энергии на строительных площадках. Решить эту проблему были призваны дизель генераторы — устройства, которые могут на длительное время обеспечить электроэнергией все участки работ. Поэтому аренда дизельных генераторов является востребованной услугой на строительных площадках. Как вариант, для обеспечения электрической энергией важных строительных объектов можно купить компактный переносной генератор. Такие дизельгенераторы позволяют подключать электродрели, сварочные аппараты и другие необходимые инструменты. Как правило, крупные строительные компании отдают предпочтение дизельным генераторам средней мощности. Обычно, мощность дизельгенераторов для проведения различного рода строительных работ составляет 100-2000 кВт.

Мощность дизельной электростанции необходимо выбирать, исходя их характера осуществляемых работ и типа подключаемого оборудования. Использование современных дизель генераторов позволяет снабдить электроэнергией целый цех, не прерывая при этом производство. Это оборудование может решить вопрос с электроснабжением частей зданий и необходимых устройств, например, крановые электродвигатели, которые установлены для привода механизма крана.

Экстремальные условия

Применяются дизельные электростанции и для работы в экстремальных климатических условиях. В таких случаях используются электростанции в специальных блок-контейнерах типа «Север», которые находят своё применение в качестве аварийных или основных источников электроэнергии при строительстве и эксплуатации горно-обогатительных комбинатов, нефтегазовых скважин и вахтовых поселков. А также используются для энергообеспечения в отдаленных районах Крайнего Севера. Оснащаются такие дизельные электростанции охранно-пожарной сигнализацией, поэтому при использовании являются полностью безопасными.

Купить дизельный генератор — это решение проблем электрообеспечения поселков и небольших населенных пунктов. В тех местностях, где отсутствует центральное электроснабжение, либо же очень часто бывают перебои с подачей электроэнергии, дизельные электростанции — доступная альтернатива. В зависимости от потребностей населенного пункта, применяются электростанции мощностью до 30 кВт, от 30 кВт до 100 кВт, от 100 кВт до 300 кВт, от 300 кВт до 500 кВт, от 500 кВт до 1000 кВт и свыше 1000 кВт — контейнерные электростанции, которые состоят из нескольких генераторов.

Аренда или покупка

Наверняка, многие слышали об услуге аренды, осуществляемая на длительной или краткосрочной основе. Так как одним из преимуществ аренды дизельных генераторов является низкая стоимость услуги, многие берут в аренду необходимое оборудование для решения проблем с электрообеспечением. Это подходящая услуга для тех, кто нуждается в основном или резервном источнике питания на определенный период, или же хочет испытать дизельный генератор, чтоб в будущем не сомневаться в необходимости приобретения этого агрегата.

Когда требуется источник электропитания для проведения разовых выставок, концертов, ярмарок, праздничных или спортивные мероприятий, лучшим решением будет аренда, поскольку нет смысла покупать это оборудование в таких случаях. Нередко аренда интересует людей, перед которыми стоит задача строительства, например, загородного дома. Строительство — трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому аренда оборудования является идеальным решением. Многие, кто затеял строительство, понимают, что им не нужна покупка некоторых устройств, а вот аренда очень кстати.

Наша компания предлагает услугу «аренда дизельных генераторов», воспользоваться которой может каждый. Мы можем предложить аренд необходимой мощности в интересующем варианте исполнения, включая доставку и предложение полного объема дополнительных услуг. Дизельгенераторы — это современное решение проблем с электроснабжением. Купить или взять в аренду Вы всегда можете с помощью нашего сайта, специалисты помогут Вам сделать правильный выбор и решить все возникающие вопросы. Мы поможем Вам обрести энергетическую свободу и независимость.

Дизельный генератор Википедия

Судовая дизель-генераторная установка Переносные дизель-генераторы с воздушным охлаждением Электроагрегат на шасси грузовика Электроагрегат на автомобильном прицепе Электроагрегат может буксироваться малотоннажным грузовиком

Ди́зельная электроста́нция (дизель-генераторная установка, дизель-генератор) — стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания. Существуют также электростанции с приводом от бензинового двигателя — бензиноэлектрический агрегат или бензиновая электростанция и газопоршневые электростанции.

Следует учитывать, что термины дизельная электростанция, дизельэлектрический агрегат и дизель-генератор не являются синонимами:

• дизель-генератор — устройство, состоящее из конструктивно объединённых дизельного двигателя и генератора;
• дизельэлектрический агрегат в свою очередь включает в себя дизель-генератор, а также вспомогательные устройства: раму, приборы контроля, топливный бак;
• дизельная электростанция — это стационарная или передвижная установка на базе дизельэлектрического агрегата, дополнительно включающая в себя устройства для распределения электроэнергии, устройства автоматики, пульт управления.

Как правило, такие электростанции объединяют в себе генератор переменного тока и двигатель внутреннего сгорания, которые установлены на стальной раме, а также систему контроля и управления установкой. Двигатель внутреннего сгорания приводит в движение синхронный или асинхронный электрический генератор. Соединение двигателя и электрического генератора производится либо напрямую фланцем, либо через демпферную муфту. В первом случае используется двухопорный генератор, то есть генератор, имеющий два опорных подшипника, а во втором — с одним опорным подшипником (одноопорный).

Виды и варианты исполнения

Дизельные электростанции различаются по выходной электрической мощности, виду тока (переменный трёхфазный/однофазный, постоянный), выходному напряжению, а также частоте тока (например, 50, 60, 400 Гц).

Также дизельные электростанции разделяют по типу охлаждения дизельного двигателя, воздушному или жидкостному. Электростанции с дизельным двигателем жидкостного охлаждения — это агрегаты больших мощностей и размеров.

По назначению

• Передвижные — электростанции мощностью, как правило, до 1000 кВт. Применяются в качестве переносного (портативные) или резервного источника электроснабжения. Зачастую представлены в специальном шумозащитном кожухе или контейнере со стандартными (разрешенными) транспортировочными габаритами.
• Стационарные (промышленные) — электростанции, любой мощности и типа, интегрированные в единую систему энергокомплекса.

По конструктивному исполнению

• Открытого исполнения — базовое исполнение электростанции, предназначено для размещения электроустановки в специально оборудованном помещении.
• В шумозащитном кожухе — для установки в помещение или на улице при наличии требований к снижению шума.
• Контейнерные — монтаж электростанции в блок-контейнер осуществляется для эксплуатации установки в тяжелых климатических условиях и повышенной вандалозащищённости.
• Электростанция может быть установлена в фургон, машину или на шасси. Таким образом, она приобретает статус мобильной электростанции.

По роду тока

Маломощные дизельные электростанции вырабатывают, как правило, однофазный переменный ток напряжением 220 В и/или трёхфазный напряжением 380 В.

Трёхфазные электростанции имеют более высокий КПД за счёт более высокого КПД генератора переменного тока.

Переносные дизельные электростанции с встроенным выпрямителем (инвертором) могут иметь дополнительный выход постоянного тока напряжением 12-14 вольт, например, для зарядки аккумуляторов.

Мощные дизельные электростанции вырабатывают трёхфазный ток:

• низковольтные — с напряжением до 1 кВ;
• высоковольтные — с напряжением более 1 кВ (6,3 кВ, 10 кВ).

Если необходимо передавать электроэнергию, выработанную низковольтными электростанциями, на значительные расстояние по линиям электропередачи, напряжение повышается на электрических подстанциях до 6,3 кВ или 10,5 кВ.

По типу генератора переменного тока

Синхронный генератор переменного тока

Так как частота переменного тока синхронного генератора определяется числом оборотов ротора (двигателя), то дизельная электростанция должна иметь механизм, обеспечивающий постоянное число оборотов дизельного двигателя независимо от нагрузки (генерируемой электрической мощности). Частота переменного тока синхронного генератора будет: f=n60{\displaystyle f={\frac {n}{60}}}, где f{\displaystyle f} — частота в герцах; n{\displaystyle n} — число оборотов ротора в минуту.

Если генератор имеет число пар полюсов p{\displaystyle p}, то соответственно этому частота электродвижущей силы такого генератора будет в p{\displaystyle p} раз больше частоты электродвижущей силы двухполюсного генератора: f=pn60{\displaystyle f=p{\frac {n}{60}}}.

ЭДС синхронного генератора регулируется изменением тока возбуждения.

Асинхронный генератор переменного тока

Асинхронный генератор может генерировать переменный ток произвольной, нестандартной частоты (значительно отличающейся, например, от используемой в промышленности и быту частоты 50 Гц). Переменный ток после выхода из генератора подвергается выпрямлению, затем получившийся постоянный ток инвертор преобразует в переменный ток с параметрами, определяемыми стандартом. Следует отметить, что недорогие модели инверторов имеют на выходе переменный ток несинусоидальной формы, обычно прямоугольные импульсы или модифицированная синусоида.

ЭДС асинхронного генератора регулируется изменением числа оборотов двигателя и изменением тока возбуждения (если предусмотрено конструкцией генератора).

Асинхронные генераторы без встроенной системы «стартового усиления» плохо переносят длительные перегрузки, в отличие от синхронных.

Сварочные агрегаты

Особой разновидностью дизельных и бензиновых электростанций следует считать сварочные агрегаты, генерирующие постоянный или переменный ток для электродуговой сварки. Выходное электрическое напряжение относительно низкое (около 90 вольт), однако сила тока велика, электрические генераторы не боятся коротких замыканий.

Применения

Такие электростанции и установки применяются в качестве основных, резервных или аварийных источников электроэнергии для потребителей одно- или трёхфазного переменного тока, для электропитания тепловозов, карьерных самосвалов, подводных лодок и другой техники, используют в малой энергетике, для энергообеспечения вахтовых посёлков, производств, установок связи и т. д., в качестве железнодорожных электростанций и энергорезервирования, в системе аварийного снабжения компьютерных сетей, потребителей собственных нужд на атомных и тепловых электростанциях, и других стратегических объектов, включенных совместно с ИБП^[1]

Первые передвижные дизельные электростанции в СССР были спроектированы в ПКБ Мосэнерго (Мосэнергопроект) для восстановления нарушенного электроснабжения и для энергоснабжения перебазированных промышленных предприятий в новых районах во время Великой Отечественной войны Народный Комиссариат Электростанций СССР предложил Мосэнерго изготовить передвижные тепловые электростанции, используя демонтируемое, бывшее в работе оборудование. Передвижные электростанции-энергопоезда собирались на Фрунзенской ТЭЦ. Готовые энергопоезда мощностью 500—1500 кВт отправлялись в освобождённые города, где они обеспечили электроснабжение аварийно-восстановительных работ.

См. также

Примечания

Ссылки

Двойной электрический слой — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 3 июня 2016; проверки требуют 6 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 3 июня 2016; проверки требуют 6 правок.

Двойной электрический слой (межфазный) (ДЭС) — слой ионов, образующийся на поверхности частиц в результате адсорбции ионов из раствора, диссоциации поверхностного соединения или ориентирования полярных молекул на границе фаз. Ионы, непосредственно связанные с поверхностью, называются потенциалоопределяющими. Заряд этого слоя компенсируется зарядом второго слоя ионов, называемых противоионами.

Стадии электродных процессов.

Любая протекающая на электроде реакция, т. е. электродный процесс, включает несколько последовательных стадий:

1) ион водорода из глубины раствора подходит к границе двойного электрического слоя и затем через диффузную часть двойного электрического слоя — к поверхности электрода на расстояние толщины плотной части двойного электрического слоя, где может произойти перескок электрона с электрода на ион;

2) подошедший к поверхности электрода ион водорода разряжается (т. е. на него переходит электрон с электрода) и на электроде образуется адсорбированный атом водорода;

3) адсорбированный атомный водород удаляется с поверхности электрода с образованием молекулярного водорода, причем, как будет показано ниже, удаление атомного водорода с поверхности электрода может быть осуществлено различными путями.

Двойной электрический слой возникает при контакте двух фаз, из которых хотя бы одна является жидкой. Стремление системы понизить поверхностную энергию приводит к тому, что частицы на поверхности раздела фаз ориентируются особым образом. Вследствие этого контактирующие фазы приобретают заряды противоположного знака, но равной величины, что приводит к образованию двойного электрического слоя. Можно выделить три механизма образования ДЭС:

1. Переход ионов или электронов из одной фазы в другую (поверхностная ионизация). Примером может служить диссоциация поверхностных функциональных групп, принадлежащих одной из фаз (как правило, твердой). Для определения знака заряда поверхности используется правило Фаянса — Панета
2. Преимущественная адсорбция в межфазном слое ионов одного знака.
3. Ориентирование полярных молекул в поверхностном слое. По этому механизму ДЭС образуется в случае, если вещества, составляющие фазы системы, не могут обмениваться зарядами. Для определения знака заряда поверхности используют правило Кёна, гласящее, что из двух соприкасающихся фаз положительно заряжается та, которая имеет большую диэлектрическую проницаемость.

В отсутствие теплового движения частиц строение двойного электрического слоя было бы подобно строению плоского конденсатора. Но в отличие от идеального случая, ДЭС в реальных условиях имеет диффузное (размытое) строение. Согласно современной теории структуру ДЭС составляют два слоя:

• Слой Гельмгольца или адсорбционный слой, примыкающий непосредственно к межфазной поверхности. Этот слой имеет толщину δ, равную радиусу потенциалопределяющих ионов в несольватированном состоянии.
• Диффузный слой или слой Гуи, в котором находятся противоионы. Диффузный слой имеет толщину λ, которая зависит от свойств системы и может достигать больших значений. Толщина диффузного слоя рассчитывается по формуле:

λ=1ϰ=ε0εRT2F2I{\displaystyle \lambda ={\frac {1}{\varkappa }}={\sqrt {\frac {\varepsilon _{0}\varepsilon RT}{2F^{2}I}}}}

Электрической характеристикой ДЭС является потенциал φ. Существует несколько характеристических потенциалов:

• Потенциал диффузного слоя φ_δ, соответствующий границе адсорбционного и диффузного слоёв. Внутри диффузного слоя потенциал можно рассчитать по уравнению:

φ=φδe−ϰx{\displaystyle \varphi =\varphi _{\delta }e^{-\varkappa x}}

• Потенциал φ_x=λ, меньший, чем φ_δ в e раз и характеризующий толщину диффузного слоя.
• Электрокинетический потенциал или дзета-потенциал. Этот потенциал соответствует плоскости скольжения и является частью потенциала диффузного слоя. Плоскость скольжения образуется в результате того, что при движении дисперсных частиц наиболее удаленная часть диффузного слоя не участвует в движении, а остается неподвижной. Поэтому появляется нескомпенсированность поверхностного заряда частицы и становятся возможными электрокинетические явления. Дзета-потенциал является одной из важнейших характеристик двойного электрического слоя.

Атомная электростанция — Википедия

Страны с атомными электростанциями.      Эксплуатируются АЭС, строятся новые энергоблоки.     Эксплуатируются АЭС, планируется строительство новых энергоблоков.     Нет АЭС, станции строятся.     Нет АЭС, планируется строительство новых энергоблоков.     Эксплуатируются АЭС, строительство новых энергоблоков пока не планируется.     Эксплуатируются АЭС, рассматривается сокращение их количества.     Гражданская ядерная энергетика запрещена законом.     Нет АЭС.

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используется ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками (персоналом) (НП-001)^[1].

Первая в мире АЭС была создана в Советском Союзе в рамках программы развития мирного атома, инициированной в 1948 году по инициативе академика Игоря Васильевича Курчатова^[2].

России также принадлежит приоритет в разработке реакторов на быстрых нейтронах, которые позволят избавить человечество от отработавшего ядерного топлива и оружейного плутония, полностью использовав его энергетический потенциал в мирных целях^[3].

Попытки использовать управляемую ядерную реакцию для производства электричества начались в 1940-х годах в нескольких странах. В СССР во второй половине 40-х гг., ещё до окончания работ по созданию первой советской атомной бомбы (её испытание состоялось 29 августа 1949 года), советские учёные приступили к разработке первых проектов мирного использования атомной энергии, генеральным направлением которого стала электроэнергетика. В 1948 году по предложению И. В. Курчатова и в соответствии с заданием ВКП(б) и правительства начались первые работы по практическому применению энергии атома для получения электроэнергии^[4].

3 сентября 1948 года впервые удалось запитать электроприборы с помощью электричества, полученного на графитовом реакторе X-10^[5][6][7] (США). В мае 1950 года в городе Обнинске, расположенном в Калужской области, началось строительство Обнинской АЭС. В том же 1950 году в США был создан реактор EBR-I^[en] недалеко от города Арко, штат Айдахо. Данный реактор 20 декабря 1951 года в ходе эксперимента выработал пригодное для использования электричество мощностью 800 Вт. После этого мощность реактора была повышена для обеспечения электроэнергией станции, на которой находился реактор. Это даёт право называть данную станцию первой экспериментальной АЭС, но при этом она не была подключена к энергетической сети.

Обнинская АЭС мощностью 5 МВт была запущена 27 июня 1954 года в СССР. Она стала первой в мире атомной электростанцией, подключённой к общей электрической сети, хотя и производила электричество не в промышленных масштабах. В 1958 году была введена в эксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 МВт, впоследствии полная проектная мощность была доведена до 600 МВт. В том же году развернулось строительство Белоярской промышленной АЭС, а 26 апреля 1964 года генератор 1-й очереди дал ток потребителям. В сентябре 1964 года был пущен 1-й блок Нововоронежской АЭС мощностью 210 МВт. Второй блок мощностью 365 МВт запущен в декабре 1969 года. В 1973 году запущен первый блок Ленинградской АЭС^{[значимость факта?]}.

За пределами СССР первая АЭС промышленного назначения мощностью 46 МВт была введена в эксплуатацию в 1956 году в Колдер-Холле (Великобритания). Через год в США вступила в строй АЭС Шиппингпорт мощностью 60 МВт. В 1959 году свою первую АЭС запустила Франция, 1961 — Германия, 1962 — Канада, 1964 — Швеция, 1966 — Япония. В 1976 году начались строительные работы на рекордном за всю историю атомной энергетики числе новых реакторов, 44 единицы. Годом ранее Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) выпустило прогноз, согласно которому к 2000 году суммарная мощность АЭС во всем мире достигнет 4000 ГВт или даже 7000 ГВт. Оценка оказалась завышенной в 10 раз.

В 1979 году произошла серьёзная авария на АЭС Три-Майл-Айленд, после чего США постепенно прекратили строительство атомных реакторов. К идее введения новых ядерных мощностей вернулась администрация Джорджа Буша младшего в начале 2000-х годов. Существовали планы серийного строительства реакторов третьего поколения, получившие неофициальное название «атомного ренессанса». На 2016 год четыре таких реактора строятся.

В 1984 и 1985 годах рекордное число реакторов было введено в эксплуатацию, 33 единицы в каждом году. В 1986 году — масштабная катастрофа на Чернобыльской АЭС, которая, помимо непосредственных последствий, серьёзно отразилась на всей ядерной энергетике в целом. Она вынудила специалистов всего мира пересмотреть проблему безопасности АЭС и задуматься о необходимости международного сотрудничества в целях повышения безопасности АЭС. Под влиянием чернобыльской катастрофы Италия провела референдум, на котором большинство высказалось за закрытие АЭС страны. В результате, в 1990-х Италия прекратила эксплуатировать атомные станции.

15 мая 1989 года на учредительной ассамблее в Москве, было объявлено об официальном образовании Всемирной ассоциации операторов атомных электростанций (англ. WANO), международной профессиональной ассоциации, объединяющей организации, эксплуатирующие АЭС, во всём мире. Ассоциация поставила перед собой амбициозные задачи по повышению ядерной безопасности во всём мире, реализуя свои международные программы^[8].

К концу 1980-х годов темпы строительства атомных станций существенно замедлились. Тем не менее, в 1996 году доля атомной энергетики во всемирной генерации электричества достигла своего пика — 17,6 %.

Большое влияние на атомную энергетику оказала катастрофа на АЭС Фукусима-1, произошедшая в марте 2011 года в Японии. Она возникла в результате воздействия на АЭС сильного землетрясения и последовавшего за ним цунами.

В 2018 году суммарно АЭС мира выработали 2560 ТВт⋅ч электроэнергии^[9], что составило 10,7 % всемирной генерации электричества. На середину 2019 года количество действующих ядерных энергоблоков (без учёта временно остановленных) в мире составляет 453^[9].

Мировыми лидерами в производстве ядерной электроэнергии на 2018 год являлись^[9][10]:

•  США (805,3 млрд Вт·ч/год), работает 99 атомных реакторов (19,3 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Франция (395,9 млрд Вт·ч/год), 58 реакторов (71,7 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Китай (277,1 млрд Вт·ч/год), 46 реакторов (4,2 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Россия (191,3 млрд Вт·ч/год), 37 реакторов (17,9 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Республика Корея (127,1 млрд Вт·ч/год), 24 реактора (23,7 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Канада (94,4 млрд Вт·ч/год), 19 реакторов (14,9 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Украина (79,5 млрд Вт·ч/год), 15 реакторов (53,0 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Германия (71,9 млрд Вт·ч/год), 7 реакторов (11,7 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Великобритания (59,1 млрд Вт·ч/год), 15 реакторов (17,7 % от вырабатываемой электроэнергии).
•  Швеция (65,9 млрд Вт·ч/год), 8 реакторов (40,3 % от вырабатываемой электроэнергии).

Половина всемирной выработки электроэнергии на АЭС приходится на США и Францию.

Крупнейшая АЭС в Европе — Запорожская АЭС^[11] в г. Энергодаре (Запорожская область, Украина), строительство которой началось в 1980 году. С 1996 года работают 6 энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000 суммарной мощностью 6,0 ГВт (эл.).

Крупнейшая АЭС в мире (по установленной мощности) — АЭС Касивадзаки-Карива (с 1997 года) находится в японском городе Касивадзаки префектуры Ниигата. Она имеет пять кипящих ядерных реакторов (BWR) и два улучшенных кипящих ядерных реактора (ABWR), суммарная установленная мощность которых составляет 8,212 ГВт (эл.). Однако станция не генерирует электричество с 2011 года. Поэтому крупнейшей в мире действующей является канадская АЭС Брюс c восемью тяжеловодными ядерными реакторами (PHWR) типа CANDU установленной мощностью 6,797 ГВт (эл.). Далее следует южнокорейская АЭС Кори с семью действующими энергоблоками (PWR) установленной мощностью 6,254 ГВт (эл.).

Современное состояние и перспективы[править | править код]

Атомные электростанции использует 31 страна. Подавляющее большинство АЭС находится в странах Европы, Северной Америки, Дальневосточной Азии и на территории бывшего СССР, в то время как в Африке их почти нет, а в Австралии и Океании их нет вообще. В мире действует 451 энергетический ядерный реактор общей мощностью 394 ГВт^[12][13]. Еще 41 реактор не производил электричества от 1,5 до 20 лет, причём 40 из них находятся в Японии.

Согласно докладу о состоянии индустрии ядерной энергетики^[12], на 2016 год в отрасли наблюдается спад. Пик производства ядерной энергии был зафиксирован в 2006 году (2660 ТВт⋅ч). Доля ядерной энергетики в глобальном производстве электричества снизилась с 17,6 % в 1996 году до 10,7 % в 2015 году. 158 реакторов были окончательно остановлены. Средний возраст закрытого реактора составляет 25 лет. Кроме того, строительство 6 реакторов формально продолжается более 15 лет.

За последние 10 лет в мире в эксплуатацию было введено 47 энергоблоков, почти все из них находятся либо в Азии (26 — в Китае), либо в Восточной Европе. Две трети строящихся на данный момент реакторов приходятся на Китай, Индию и Россию. КНР осуществляет самую масштабную программу строительства новых АЭС, ещё около полутора десятка стран мира строят АЭС или развивают проекты их строительства.

В то же время в мире существуют противоположные тенденции стагнации и даже отказа от ядерной энергетики. Как некоторые лидеры атомной энергетики (США, Франция, Япония), так и некоторые другие страны закрыли ряд АЭС. Италия стала единственной страной, закрывшей все имевшиеся АЭС и полностью отказавшейся от ядерной энергетики. Бельгия, Германия, Испания, Швейцария осуществляют долгосрочную политику по отказу от ядерной энергетики. Литва, Казахстан временно не имеют ядерной энергетики, хотя планируют вместо закрытых АЭС построить новые. Австрия, Куба, Ливия, КНДР, Польша по политическим, экономическим или техническим причинам остановили свои ядерные программы перед пуском своих первых АЭС, начатых строительством, хотя две последние страны планируют строительство АЭС вновь. Ранее отказывалась от атомной энергетики Армения, однако затем её единственная АЭС была пущена в эксплуатацию вновь. Имеющие АЭС Нидерланды, Тайвань, Швеция планировали отказаться от атомной энергетики, хотя пока приостановили такие мероприятия. Также имели ранее, но отказались от программ атомной энергетики не имевшие АЭС Австралия, Азербайджан, Гана, Греция, Грузия, Дания, Ирландия, Лихтенштейн, Люксембург, Малайзия, Мальта, Новая Зеландия, Норвегия, Португалия, Филиппины. Перспективы заявленного строительства новых АЭС в случаях некоторых стран также вызывают сомнения.

Прослеживается тенденция к старению ядерных реакторов. Средний возраст действующих реакторов составляет 29 лет. Самый старый действующий реактор находится в Швейцарии, работает в течение 50 лет.

В настоящее время разрабатываются международные проекты ядерных реакторов нового поколения, например ГТ-МГР, которые обещают повысить безопасность и увеличить КПД АЭС.

В 2007 году Россия приступила к строительству первой в мире плавучей АЭС, позволяющей решить проблему нехватки энергии в отдалённых прибрежных районах страны^[14]. Строительство столкнулось с задержками. Первая плавающая АЭС заработала в 2019 году, время постройки составило 12 лет.

Несколько стран, включая США, Японию, Южную Корею, Россию, Аргентину, ведут разработки мини-АЭС с мощностью порядка 10—20 МВт для целей тепло- и электроснабжения отдельных производств, жилых комплексов, а в перспективе — и индивидуальных домов. Предполагается, что малогабаритные реакторы (см., например, Hyperion АЭС) могут создаваться с использованием безопасных технологий, многократно уменьшающих возможность утечки ядерного вещества^[15]. Строительство одного малогабаритного реактора CAREM25 ведётся в Аргентине. Первый опыт использования мини-АЭС получил СССР (Билибинская АЭС).

В 2019 году также стало известно, что Китайская государственная ядерная корпорация (CNNC) предполагает начать строительство первой в КНР плавучей АЭС^[16].

По типу реакторов[править | править код]

Атомные электростанции классифицируются в соответствии с типом используемых реакторов:

По виду отпускаемой энергии[править | править код]

Атомные станции по виду отпускаемой энергии можно разделить на:

• Атомные электростанции (АЭС), предназначенные для выработки электрической энергии. При этом на многих АЭС есть теплофикационные установки, предназначенные для подогрева сетевой воды, используя тепловые потери станции.
• Атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), вырабатывающие как электроэнергию, так и тепловую энергию.

Схема работы атомной электростанции на двухконтурном водо-водяном энергетическом реакторе (ВВЭР)

На рисунке показана схема работы атомной электростанции с двухконтурным водо-водяным энергетическим реактором. Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передаётся теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в теплообменник (парогенератор), где нагревает до кипения воду второго контура. Полученный при этом пар поступает в турбины, вращающие электрогенераторы. На выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища.

Компенсатор давления представляет собой довольно сложную и громоздкую конструкцию, которая служит для выравнивания колебаний давления в контуре во время работы реактора, возникающих за счёт теплового расширения теплоносителя. Давление в 1-м контуре может доходить до 160 атмосфер (ВВЭР-1000).

Помимо воды, в различных реакторах в качестве теплоносителя и охладителя могут применяться также расплавы металлов: натрий, свинец, эвтектический сплав свинца с висмутом и др. Использование жидкометаллических теплоносителей позволяет упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора (в отличие от водяного контура, давление в жидкометаллическом контуре не превышает атмосферного), избавиться от компенсатора давления.

Общее количество контуров может меняться для различных реакторов, схема на рисунке приведена для реакторов типа ВВЭР (Водо-водяной энергетический реактор). Реакторы типа РБМК (Реактор большой мощности канального типа) использует один водяной контур, реакторы на быстрых нейтронах — два натриевых и один водяной контуры, перспективные проекты реакторных установок СВБР-100 и БРЕСТ предполагают двухконтурную схему, с тяжелым теплоносителем в первом контуре и водой во втором.

В случае невозможности использования большого количества воды для конденсации пара вместо использования водохранилища вода может охлаждаться в специальных охладительных башнях (градирнях), которые благодаря своим размерам обычно являются самой заметной частью атомной электростанции.

Россия — одна из немногих стран, где серьёзно рассматриваются варианты строительства атомных станций теплоснабжения. Объясняется это тем, что в России существует централизованная система водяного отопления зданий, при наличии которой целесообразно применять атомные станции для получения не только электрической, но и тепловой энергии (аналогично ТЭЦ). Первые проекты таких станций были разработаны ещё в 70-е годы XX века, однако, из-за наступивших в конце 1980-х гг. экономических потрясений и жёсткого противодействия общественности до конца ни один из них реализован не был. Исключение составляют Билибинская АЭС небольшой мощности, снабжающая теплом и электричеством город Билибино в Заполярье (5319^[17] чел.), и местные горнодобывающие предприятия, а также оборонные реакторы (главной задачей которых является производство плутония):

Было также начато строительство следующих АСТ на базе реакторов, в принципе аналогичных ВВЭР-1000:

Строительство всех трёх АСТ было остановлено во второй половине 1980-х или начале 1990-х годов.

В настоящий момент (2006) концерн «Росэнергоатом» планирует построить плавучую АСТ для Архангельска, Певека и других заполярных городов на базе реакторной установки КЛТ-40, используемой на атомных ледоколах. Есть вариант малой необслуживаемой АСТ на базе реактора «Елена», и передвижной (железнодорожным транспортом) реакторной установки «Ангстрем».

На Украине от АЭС отапливается ряд городов, в том числе Энергодар, отапливаемый самой большой АЭС в Европе.

Главное преимущество — практическая независимость от источников топлива из-за небольшого объёма используемого топлива. Например 54 тепловыделяющие сборки общей массой 41 тонна на один энергоблок с реактором ВВЭР-1000 в 1—1,5 года (для сравнения, Троицкая ГРЭС мощностью 2000 МВт сжигает за сутки два железнодорожных состава угля). Расходы на перевозку ядерного топлива, в отличие от традиционного, минимальны. В России это особенно важно в Европейской части, так как доставка угля из Сибири слишком дорога.

Огромным преимуществом АЭС является её относительная экологическая чистота. На ТЭС суммарные годовые выбросы вредных веществ, в которые входят сернистый газ, оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, альдегиды и золовая пыль, на 1000 МВт установленной мощности составляют от примерно 13 000 тонн в год на газовых и до 165 000 тонн на пылеугольных ТЭС. Подобные выбросы на АЭС возникают в редких случаях задействования резервных дизельных генераторов. ТЭС мощностью 1000 МВт потребляет 8 миллионов тонн кислорода в год для окисления топлива, АЭС же не потребляют кислорода^[19].

Кроме того, больший удельный (на единицу произведённой электроэнергии) выброс радиоактивных веществ даёт угольная станция. В угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества, при сжигании угля они практически полностью попадают во внешнюю среду. При этом удельная активность выбросов ТЭС в несколько раз выше, чем для АЭС^[20][21].

Единственный фактор, в котором АЭС уступают в экологическом плане традиционным КЭС — тепловое загрязнение, вызванное большими расходами технической воды для охлаждения конденсаторов турбин, которое у АЭС несколько выше из-за более низкого КПД (не более 35 %). Однако этот фактор важен для водных экосистем, а современные АЭС в основном имеют собственные искусственно созданные водохранилища-охладители или вовсе охлаждаются градирнями. Также некоторые АЭС отводят часть тепла на нужды отопления и горячего водоснабжения городов, что снижает непродуктивные тепловые потери.

Существуют действующие и перспективные проекты по использованию «лишнего» тепла в энергобиологических комплексах (рыбоводство, выращивание устриц, обогрев теплиц и пр.). Кроме того, в перспективе возможно осуществление проектов комбинирования АЭС с ГТУ, в том числе в качестве «надстроек» на существующих АЭС, которые могут позволить добиться аналогичного с тепловыми станциями КПД^{[22][23][24][25]}.

Для большинства стран, в том числе и России, производство электроэнергии на АЭС не дороже, чем на пылеугольных и тем более газомазутных ТЭС. Особенно заметно преимущество АЭС в стоимости производимой электроэнергии во время так называемых энергетических кризисов, начавшихся с начала 70-х годов. Падение цен на нефть автоматически снижает конкурентоспособность АЭС.

Затраты на строительство АЭС разнятся в зависимости от проекта. По оценкам 2007 года, составленным на основе реализованных в 2000-х годах проектов, ориентировочно равны 2300 $ за кВт электрической мощности, эта цифра может снижаться при массовости строительства (для ТЭС на угле 1200 $, на газе — 950 $)^[26]. Прогнозы 2012 года на стоимость проектов, осуществляемых в настоящее время, сходятся на цифре 2000 $ за кВт (на 35 % выше, чем для угольных, на 45 % — газовых ТЭС)^[27]. По состоянию на 2018 год российские проекты на основе российских ВВЭР-1000/1200 обходятся примерно в 140 000 руб ($2200) за кВт установленной мощности, зарубежные проекты на основе российских ВВЭР-1000/1200 в 2 раза дороже.

Главный недостаток АЭС — тяжёлые последствия аварий, для исключения которых АЭС оборудуются сложнейшими системами безопасности с многократными запасами и резервированием, обеспечивающими исключение расплавления активной зоны даже в случае максимальной проектной аварии^[19]. В то же время в мире эксплуатируются реакторы, не имеющие важных систем безопасности, требовавшихся стандартами безопасности 1970-х годов.

Серьёзной проблемой для АЭС является их ликвидация после выработки ресурса, по оценкам она может составить до 20 % от стоимости их строительства^[19].

По ряду технических причин для АЭС крайне нежелательна работа в манёвренных режимах, то есть покрытие переменной части графика электрической нагрузки^[19].

Также недостатком АЭС являются трудности переработки отработавшего ядерного топлива.

Любая работающая АЭС оказывает влияние на окружающую среду по трём направлениям:

• газообразные (в том числе радиоактивные) выбросы в атмосферу;
• выбросы большого количества тепла;
• распространение вокруг АЭС жидких радиоактивных отходов.

В процессе работы реактора АЭС суммарная активность делящихся материалов возрастает в миллионы раз. Количество и состав газоаэрозольных выбросов радионуклидов в атмосферу зависит от типа реактора, продолжительности эксплуатации, мощности реактора, эффективности газо- и водоочистки. Газоаэрозольные выбросы проходят сложную систему очистки, необходимую для снижения их активности, а затем выбрасываются в атмосферу через вентиляционную трубу.

Основные компоненты газоаэрозольных выбросов — радиоактивные инертные газы, аэрозоли радиоактивных продуктов деления и активированных продуктов коррозии, летучие соединения радиоактивного иода^[28]. В общей сложности в реакторе АЭС из уранового топлива образуются посредством деления атомов около 300 различных радионуклидов, из которых более 30 могут попасть в атмосферу^[29]. Среди них:

Возникшие газы через микротрещины ТВЭЛов (в реакторе ВВЭР-1000 находится 48 тыс. ТВЭЛов), а также в процессе извлечения ТВЭЛов в ходе их периодической замены, попадают в теплоноситель. Согласно статистике один из 5000 ТВЭЛов имеет какие-то серьёзные повреждения оболочки, облегчающие попадание продуктов деления в теплоноситель. Эксплуатационным регламентом российских АЭС допускается наличие до 1 % ТВЭЛов с повреждённой защитной оболочкой.

Реактор типа ВВЭР образует в год около 40 000 Ки газообразных радиоактивных выбросов. Большинство из них удерживается фильтрами или быстро распадаются, теряя радиоактивность. При этом реакторы типа РБМК дают на порядок больше газообразных выбросов, чем реакторы типа ВВЭР. Среднесуточный выброс радиоактивных газов и аэрозолей на Курской АЭС в 1981—1990 и Смоленской в 1991—1992 годах достигал 600—750 Ки/сут. В среднем в сутки на территории России газообразные выбросы АЭС составляли до 1993 года около 800 Ки (за год — около 300 тыс. Ки).

Большая часть радиоактивности газоаэрозольных выбросов генерируется короткоживущими радионуклидами и без ущерба для окружающей среды распадается за несколько часов или дней. Кроме обычных газообразных выбросов время от времени АЭС выбрасывает в атмосферу небольшое количество радионуклидов — продуктов коррозии реактора и первого контура, а также осколков деления ядер урана. Они прослеживаются на несколько десятков километров вокруг любой АЭС^[30].

Безопасность атомных электростанций[править | править код]

Надзор за безопасностью российских АЭС осуществляет Ростехнадзор.

Охрана труда регламентируется следующими документами:

1. Правила охраны труда при эксплуатации тепломеханического оборудования и тепловых сетей атомных станций ОАО «Концерн Энергоатом». СТО 1.1.1.02.001.0673-2006

Ядерная безопасность регламентируется следующими документами:

1. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. ОПБ-88/97 (ПНАЭ Г-01-011-97)
2. Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций. ПБЯ РУ АС-89 (ПНАЭ Г — 1 — 024 — 90)

Радиационная безопасность регламентируется следующими документами:

1. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-03)
2. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)
3. Правила радиационной безопасности при эксплуатации атомных станций (ПРБ АС-99)
4. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
5. Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

Срок эксплуатации и износ оборудования[править | править код]

Срок эксплуатации АЭС ограничивается, в частности, изменением механических свойств, однородности материала и нарушением геометрической формы конструкционных элементов реактора под действием радиационного излучения^[31]. При строительстве первой АЭС в США специалисты считали, что вклад этого эффекта настолько велик, что не позволит эксплуатировать реактор более 100 дней, сейчас же срок эксплуатации реакторов АЭС оценивается в некоторых случаях до 60 лет^[32], а для АЭС Сарри в США в 2015 году запрошено разрешение на продление эксплуатации до 80 лет и планируется запросить такое же разрешение для АЭС Пич-Боттом^[33][34].

Основным лимитирующим параметром ресурса для корпусов реакторов ВВЭР оказывается сдвиг критической температуры вязко-хрупкого перехода основного металла и металла сварных швов. Сдвиг температуры растёт с ростом флюенса быстрых нейтронов F, хотя обычно медленнее, чем флюенс (пропорционально F^0,33…1,0). Восстановление облучённых корпусов реакторов и продление срока эксплуатации в некоторых случаях возможно при специальном отжиге корпуса, однако этот метод применим не для всех материалов корпусов и швов. Второй серьёзной материаловедческой проблемой реакторов является радиационное охрупчивание внутрикорпусных устройств, деформация которых из-за радиационного распухания стали и роста термоупругих напряжений ведёт к тому, что последующие большие изменения температурных напряжений совместно с высоким уровнем статических напряжений могут привести к усталостным разрушениям^[32][35].

Нормативный срок эксплуатации атомных энергоблоков устанавливается правительством конкретной страны на основании проектного ресурса работы конкретного типа энергоблока. Этот срок обычно составляет 30—40 лет. В результате исследований узлов и агрегатов энергоблока и, в случае необходимости, принятия мер по их восстановлению срок эксплуатации может быть продлён на десятилетия за пределы проектного срока. Продление срока эксплуатации является весьма экономически эффективной мерой; так, для реактора ВВЭР-1000 затраты на продление срока службы на 10 (20) лет оцениваются в 76 (89) млн долларов, тогда как прибыль от эксплуатации в течение этих сроков составляет 970 (1300) млн долларов^[32]. В России нормативный срок эксплуатации большинства типов энергоблоков составляет 30 лет^[36][37]. Эксплуатация реакторов ВВЭР первого поколения и РБМК в России продлена до 45 лет, ВВЭР второго поколения — до 55 лет^[38]. Под замену старым реакторам, для которых приближается нормативный срок вывода из эксплуатации, иногда строятся новые реакторы. Типичный пример представляет ЛАЭС-2, которая строится в городе Сосновый Бор на замену приближающейся к выводу из эксплуатации ЛАЭС-1. В США обычно операторы АЭС получают лицензию на эксплуатацию нового реактора в течение 40 лет. Позднее операторы могут запрашивать продление лицензии до 60 лет. Несколько десятков таких разрешений уже предоставлены^[39]. В 2015 году подан первый запрос на продление лицензии до 80 лет, для двух энергоблоков АЭС Сарри в штате Виргиния^[33][34]. Средний возраст американских реакторов составляет 35,6 года. Во Франции предельный срок эксплуатации не установлен. АЭС раз в 10 лет проходят инспекцию, по результатам которой выдается продление лицензии при соответствии стандартам безопасности. Средний возраст реакторов Франции — 29 лет. Орган ядерной безопасности Франции (Autorité de sûreté nucléaire) заявил о намерении предоставлять разрешение эксплуатировать реакторы свыше 40 лет. В соответствии с новыми правилами ядерной безопасности Японии операторы АЭС могут просить разрешение продолжить эксплуатацию реактора свыше 40 лет. Правительственное агентство должно либо разрешить, либо запретить эксплуатацию^[12][40].

Наиболее старые работающие реакторы (около 50 лет):

Наиболее старый работающий реактор в России (более 47 лет):

Переход на использование ядерного топлива замкнутого цикла[править | править код]

В сентябре 2016 года российские атомщики успешно протестировали на полной мощности новый и мощнейший в мире энергоблок с реактором на быстрых нейтронах — БН-800 Белоярской АЭС. Вместе с запущенным годом ранее производством МОКС-топлива Россия стала лидером в переходе на замкнутый цикл использования ядерного топлива, который позволит человечеству получить практически неисчерпаемый энергоресурс за счет вторичной переработки ядерных отходов, поскольку в обычных АЭС используется только 3% энергетического потенциала ядерного топлива^[41]. Использование отходов и оружейного плутония в подобных реакторах позволяет значительно сократить количество захораниваемых остатков и сократить период их полураспада до 200-300 лет.

Россия занимает первое место в мире в развитии технологий строительства таких реакторов, хотя этим с 1950-х годов занимались многие развитые страны. Первый энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН-350 был запущен в СССР в 1973 году и проработал в Актау по 1999 год . Второй энергоблок был установлен на Белоярской АЭС в 1980 году (БН-600) и бесперебойно работает по сей день, в 2010 году срок его эксплуатации был продлен на 10 лет^[41].

Правительством США принята Атомная водородная инициатива. Ведутся работы (совместно с Южной Кореей) по созданию атомных реакторов нового поколения, способных производить в больших количествах водород. INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) прогнозирует, что один энергоблок атомной электростанции следующего поколения будет производить ежедневно водород, эквивалентный 750000 литрам бензина.

Финансируются исследования возможностей производства водорода на существующих атомных электростанциях.

Ещё более интересной, хотя и относительно отдалённой перспективой выглядит использование энергии ядерного синтеза. Термоядерные реакторы, по расчётам, будут потреблять меньше топлива на единицу энергии, и как само это топливо (дейтерий, литий, гелий-3), так и продукты их синтеза не радиоактивны и, следовательно, экологически безопасны.

С 2006 г. и по настоящее время эксплуатируется экспериментальный термоядерный реактор EAST в г. Хэфэй, КНР, на котором в 2009 году впервые коэффициент энергетической рентабельности превысил единицу^[42], а в 2016 году удалось удержать плазму с температурой 5⋅10⁷ K в течение 102 секунд^[43].

В настоящее время при участии России, США, Японии и Евросоюза на юге Франции в Кадараше ведётся строительство международного экспериментального термоядерного реактора ITER.

Осмотическая электростанция — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Первая в мире осмотическая электростанция

Осмотическая электростанция — стационарная энергетическая установка, основанная на принципе диффузии жидкостей (осмос).

Первая и единственная, на данный момент в мире, осмотическая электростанция построена компанией Statkraft (en:Statkraft) в норвежском городке Тофте (коммуна Хурум), на территории целлюлозно-бумажного комбината «Södra Cell Tofte»^[1][2]. Строительство электростанции обошлось в 20 миллионов долларов и 10 лет, проведенных в исследованиях и разработке технологии. Эта электростанция пока вырабатывает очень мало энергии: примерно 2—4 киловатта. Впоследствии планируется увеличить выработку энергии до 10 киловатт^[1].

На данный момент электростанция имеет вид экспериментальной, но в случае успешного завершения испытаний, станция будет запущена для коммерческого использования.

Схематическое строение станции

Осмотическая электростанция берёт под контроль смешивание солёной и пресной воды, тем самым извлекает энергию из увеличивающейся энтропии жидкостей. Смешивание проходит в резервуаре, который разделен на два отсека полупроницаемой мембраной. В один отсек подается морская вода, а в другой пресная. За счёт разной концентрации солей в морской и пресной воде, молекулы воды из пресного отсека, стремясь выровнять концентрацию соли, переходят через мембрану в морской отсек. В результате этого процесса в отсеке с морской водой формируется избыточное давление, которое в свою очередь используется для вращения гидротурбины, вырабатывающей электроэнергию.

Преимущества и недостатки технологии[править | править код]

Преимущества

• В отличие от ветра и солнца, предоставляется непрерывный возобновляемый источник энергии, с незначительными сезонными колебаниями.
• Отсутствует парниковый эффект.

Недостатки

• У текущей мембраны показатель составляет 1 Вт/м². Показатель, который позволит сделать станции рентабельными — 5 Вт/м². В мире есть несколько компаний, производящих подобные мембраны (General Electric, Dow Chemical, Hydranautics, Toray Industries), но устройства для осмотической станции должны быть гораздо тоньше производимых сейчас.
• Осмотическая электростанция может использоваться только в устьях рек, где пресная вода вливается в солёную.

Потенциал и перспективы осмотической энергетики[править | править код]

• Компания Statkraft оценивает потенциал данного типа энергетики в 1600—1700 ТВт*ч. Что составляет около 10 % от всего мирового потребления электроэнергии.^[1]
• Примерно через 2-3 года (данные на 2009) планируется создание ещё одной экспериментальной электростанции, мощностью до одного мегаватта.^[1]