Атомные электрические станции: состояние, проблемы, перспективы строительства в Республике Беларусь

Реферат

В конце тысячелетия, когда общество все дальше продвигается по пути техногенного развития, развиваются уже существующие и зарождаются новые производственные отрасли, когда «высокие технологии» вошли практически в каждый современный дом и многие люди не могут представить жизни без них, мы более отчетливо видим неограниченность человеческих потребностей. Чем больше человечество создает, тем больше оно потребляет, в том числе такой важный ресурс, как энергия.

Известно, что наиболее освоенными и широко используемыми источниками энергии на Земле в настоящее время являются: полезные ископаемые органического происхождения, возобновляемые источники энергии также органического происхождения (древесное топливо и т. п.), а также источники гидравлической энергии (пригодные для этой цели реки и другие водоемы), в совокупности удовлетворяющие современные потребности человечества в энергии приблизительно на 80%. Однако:

запасы полезных ископаемых довольно ограничены и распределены на Земле весьма не равномерно с геополитической точки зрения; возобновляемые источники энергии (древесное топливо и т. п.) недостаточно калорийны и их широкое использование для удовлетворения существующих сегодня потребностей грозит очевидной экологической катастрофой; возможности использования энергии водоемов также весьма ограничены и сопряжены с негативным влиянием на экологию, поэтому, наиболее авторитетные ученые отечественной и зарубежной науки полагают, что перспективным направлением для развития энергосистем в ближайшем обозримом будущем все еще будет оставаться ядерная энергетика, несмотря на возможные опасности связанные с использованием радиоактивных материалов, как основного топлива ядерных энергетических установок.

Перспективность ядерной энергетики, несмотря на последствия Чернобыльской трагедии, становится с каждым годом все более очевидной и вопрос о построении собственной АЭС в нашей республике приобретает все больший общественный резонанс.

Цель своей работы я вижу в определении проблем и возможностей современных АЭС и рассмотрении перспективы строительства АЭС в Республике Беларусь.

Задачи работы определяются целью, а именно:

  • описать состояние, типы и виды современных АЭС;
  • определить проблемы и перспективы развития атомной энергетики в мире;
  • показать возможности и перспективы строительства АЭС в Республике Беларусь.

Для создания работы мною использовались следующие материалы и источники: учебники для техникумов «Атомные электрические станции» (Маргулова Т. Х., Порушко Л. А.), «Атомные электрические станции» (под ред. Л. М. Воронина), учебник для ВУЗов «Тепловые и атомные электрические станции» (Л. С. Стерман, В. М. Ладыгин, С. Г. Тишин), а также электронный информационный ресурс http://www.aarhusbel.com/nuclear-belarus .

11 стр., 5295 слов

География атомной энергетики РФ

... преимуществом АЭС перед любыми другими электростанциями является их практическая независимость от источников топлива, т.е. удаленности от месторождений ... для показа возможностей и преимуществ атомной энергетики, надёжности и безопасности работы АЭС. В ноябре 1965 в ... безопасности и экологии становятся важнейшими для всех источников энергии, многие воспринимают ядерную энергетику как особенно и ...

1.Типы атомных электростанций

На атомных электростанциях, так же как и на электростанциях, работающих на органическом топливе (ТЭС), осуществляется процесс превращения энергии, содержащейся в рабочей среде (паре), в электрическую. Различие между процессами, происходящими на АЭС и ТЭС, состоит лишь в том, что в одном случае используется энергия, выделяющаяся при распаде тяжелых элементов (применяемых в качестве топлива), а другом – при горении органического топлива.

Атомные станции могут быть конденсационными электростанциями (АКЭС) и теплоэлектроцентралями (АТЭЦ).

Атомная энергия может использоваться также и только для целей теплоснабжения: атомные станции промышленного теплоснабжения (АСТП).

Топливом для АЭС является ядерное топливо, содержащееся в твэлах, представляющих из себя тепловыделяющие сборки (ТВС).

Для современных мощных реакторов загрузка составляет от 40 до 190 тонн. Особенность процесса в том, что масса выгружаемых после отработки определенного срока ТВС такая же, как и масса свежезагружаемых. Происходит лишь частичная замена ядерного горючего на продукты деления. Выгружаемое из реактора топливо имеет все еще значительную ценность. Поэтому для АЭС расход ядерного горючего не является характерной величиной, а степень использования внутриядерной энергии характеризуется глубиной выгорания.

Основным элементом атомной электростанции является ядерный реактор – источник энергии на ядерном топливе, в котором под действием свободных нейтронов осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер (ядерного топлива).

Энергоблок на атомной электростанции включает в себя реактор, парогенераторы, турбины и служит для преобразования энергии ядерного топлива в электрическую .

Все реакторы можно классифицировать

по назначению:

  • энергетические (основное требование к экономичности термодинамического цикла);
  • исследовательские (пучки нейтронов с определенной энергией);
  • транспортные (компактность, маневренность);
  • промышленные (для наработки плутония, низкотемпературные, работают в форсированном режиме);
  • многоцелевые (например, для выработки электроэнергии и опреснения морской воды);

виду замедлителя:

17 стр., 8144 слов

Влияние работы атомных станций на окружающую природную среду

... только электроэнергии. В качестве распространенного топлива для атомных электростанций применяется U - уран. Реакция деления осуществляется в основном блоке атомной электростанции - ядерном реакторе. При цепной реакции деления ядерного вещества выделяется значительное количество тепловой энергии, используемое ...

энергетическому спектру нейтронов:

структуре активной зоны:

2. Мировой опыт развития атомной энергетики

Атомная энергетика является одним из основных мировых источников энергообеспечения. По данным Международного агентства ООН по атомной энергии (МАГАТЭ), более 18% электроэнергии, вырабатываемой в мире, производится на ядерных реакторах.

К настоящему времени атомная энергетика успешно преодолела кризис и смогла продемонстрировать свою жизнеспособность, экологическую привлекательность и возможность безопасного и конкурентоспособного обеспечения энергопотребностей общества.

Только в 2000–2005 гг. в строй было введено 30 новых реакторов.

Сегодня в мире насчитывается около 440 ядерных реакторов общей мощностью свыше 365 тыс. МВт, которые расположены более чем в 30 странах. Основные генерирующие мощности сосредоточены в Западной Европе и США (см. Приложения, табл.1). В первую пятерку государств, которые большую часть своих потребностей в электроэнергии удовлетворяют за счет АЭС, входят Литва (80,6%), Франция (77%), Словакия (57,8%), Бельгия (56%) и Швеция (49,2%).

Атомные станции работают в 15 из 27 стран – членов Евросоюза и производят около трети вырабатываемой в ЕС электроэнергии.

Наибольшим количеством ядерных энергоблоков располагают США (104), Франция (59), Япония (53), Россия (30) и Великобритания (27).

В десятке самых богатых стран мира только Италия не имеет своих АЭС, успешно пользуясь французскими.

В отличие от электростанций, работающих на органическом топливе, АЭС не выбрасывают в атмосферу загрязняющих веществ, которые негативно влияют на здоровье людей, являются причиной образования смога и разрушительно воздействуют на озоновый слой, способствуя глобальному потеплению.

О том, что АЭС наносят значительно меньший вред окружающей среде, чем теплоэлектростанции, свидетельствует пример Франции – лидера в использовании атомной энергии и самого крупного ее экспортера. В этой стране показатель выбросов в атмосферу связанных с энергетикой парниковых газов – один из самых низких среди развитых стран: 1,68 т на жителя Франции против 2,4 т в Великобритании, 2,8 т – в Германии, 5,6 т – в США.

Вероятность тяжелых аварий на АЭС нового поколения практически сведена к нулю. Многоуровневые системы безопасности современных реакторов не позволяют техническим сбоям перерасти в серьезные повреждения ни при каких обстоятельствах, даже в случае гипотетической аварии с расплавлением активной зоны реактора.

Ядерное топливо имеет в миллионы раз большую концентрацию энергии и неисчерпаемые ресурсы, а отходы атомной энергетики – относительно малые объемы и могут быть надежно локализованы.

Стоимость электричества, произведенного на АЭС, ниже, чем на большинстве электростанций иных типов. По данным МАГАТЭ, в среднем на производство 1 МВт электроэнергии из атомного топлива уходит около 21–31 долл., из угля – 25–50 долл., из газа – 37–60 долл. Сейчас по мере удорожания нефти эта разница становится все более ощутимой.

По экспертным оценкам МАГАТЭ, к 2020 году предполагается строительство до 130 новых энергоблоков (по некоторым оценкам, их количество будет значительно больше) общей мощностью 430 тыс. МВт и годовой выработкой электроэнергии до 3 032 млрд. кВт·ч, что может составить до 30% мирового энергобаланса.

21 стр., 10195 слов

Конструкция оборудования энергоблока Ростовской АЭС

... АЭС и выработки электроэнергии. Первый энергоблок Ростовской АЭС введен в промышленную эксплуатацию в декабре 2001 года. Установленная мощность энергоблока 1000 МВт (тепловая мощность 3000 МВт) обеспечивается реактором ... оборудования энергоблоков №3, № 4 Ростовской АЭС», это будут серийные энергоблоки ВВЭР ... контура унифицированного ядерного реактора входят Реактор. Водо-водяной реактор ВВЭР-1000 ...

В Азиатско-Тихоокеанском регионе по перспективным планам лидирует Китай, который к 2020 году собирается увеличить мощности своих АЭС в 4 раза, построив 20–30 новых реакторов. В этой стране строительство атомных станций началось в 1970 году и сейчас успешно развивается, основываясь на французских, канадских и российских технологиях. В настоящее время в Китае в эксплуатации находятся 11 энергоблоков АЭС на шести площадках.

Другой рынок будущего – Индия, которая предполагает к 2020 году значительно увеличить производство электроэнергии, чтобы сохранить темпы своего экономического развития. В стране эксплуатируется 14 ядерных реакторов и принято принципиальное решение о возведении еще 8 новых с привлечением иностранных компаний.

Масштабное строительство атомных станций возобновляется в США: Министерство энергетики намерено к 2050 году увеличить количество ядерных энергоблоков в стране до 300 (в настоящее время – 104).