RBMK - RBMK

RBMK reaktor sinfi
Ning ko'rinishi Smolensk atom elektr stantsiyasi uch operatsion RBMK-1000 reaktori bo'lgan uchastka. To'rtinchi reaktor tugatilishidan oldin bekor qilingan.
Avlod	II avlod reaktori
Reaktor tushunchasi	Grafit bilan boshqariladi suv bilan sovutilgan engil reaktor
Reaktor liniyasi	RBMK (Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalniy)
Reaktor turlari	RBMK-1000 RBMK-1500 RBMKP-2400
Holat	26 ta blok: 9 operatsion 1 yo'q qilindi 9 bekor qilindi 8 ta ishdan chiqarilgan 3 kichik EGP-6 grafit moderatsiyalangan BWR ishlaydi (2018 yil dekabr holatiga)[1][2]
Reaktor yadrosining asosiy parametrlari
Yoqilg'i (bo'linadigan material )	235U (NU /SEU /LEU )
Yoqilg'i holati	Qattiq
Neytron energiya spektri	Issiqlik
Boshlang'ich nazorat usuli	Tekshirish tayoqchalari
Asosiy moderator	Grafit
Birlamchi sovutish suyuqligi	Suyuq (engil suv )
Reaktordan foydalanish
Birlamchi foydalanish	Elektr energiyasini ishlab chiqarish va qurol darajasida plutoniy ishlab chiqarish
Quvvat (termal)	RBMK-1000: 3200 MVtth RBMK-1500: 4800 MVtth RBMKP-2400: 6500 MVtth
Quvvat (elektr)	RBMK-1000: 1000 MVte RBMK-1500: 1500 MVte RBMKP-2400: 2400 MVte

The RBMK (Ruscha: reaktor bolshoy moshchnosti kanalnyy, BMK; reaktor katta moshchnosti kanalnyy, "yuqori quvvatli kanal tipidagi reaktor") - sinf grafit bilan boshqariladi atom reaktori tomonidan ishlab chiqilgan va qurilgan Sovet Ittifoqi. Bu nom katta po'lat o'rniga g'ayrioddiy dizayni anglatadi bosimli idish butun yadroni o'rab turgan har bir yonilg'i moslamasi 8 sm diametrli quvurga ("kanal" deb nomlanadi) yopiladi, bu esa yonilg'i atrofida sovutadigan suv oqimini ta'minlaydi.

RBMK erta II avlod reaktori va eng qadimgi tijorat reaktori dizayni hali ham keng qo'llaniladi. RBMK reaktori dizaynining ba'zi jihatlari, masalan, faol olib tashlash chirigan issiqlik, ijobiy bekor koeffitsienti xususiyatlari, boshqarish pog'onalarining 4,5 m (14 fut 9 dyuymli) siljish uchlari^[3] va past quvvat darajasidagi beqarorlik, 1986 yilga hissa qo'shdi Chernobil fojiasi, unda RBMK juda katta reaktivlik ekskursiyasini boshdan kechirdi, bu esa bug 'va vodorodning portlashiga, katta yong'in va keyingi erishiga olib keldi. Radioaktivlik Evropaning katta qismida tarqaldi. Ushbu ofat butun dunyo bo'ylab reaktorlarni to'liq ishdan chiqarishga chaqirdi; ammo, Rossiyada energiya uchun RBMK ob'ektlariga hali ham katta ishonch mavjud. RBMK-1000 reaktorlari dizaynidagi aksariyat kamchiliklar Chernobil AESidagi avariyadan keyin tuzatilgan va o'nlab reaktorlar o'ttiz yildan ortiq vaqtdan beri hech qanday jiddiy hodisalarsiz ishlamoqda.^[4] Chernobil falokatidan so'ng qurilayotgan RBMK to'qqizta bloki bekor qilingan bo'lsa, qolgan uchta RBMK bloki esa Chernobil AES 2000 yilda yopilgan edi, 2019 yilgacha 9 ta RBMK reaktori va uchta kichik EGP-6 grafit mo''tadil engil suvli reaktorlar Rossiyada faoliyat yuritayotgan,^[1][5] garchi barchasi bir qator xavfsizlik yangilanishlari bilan jihozlangan bo'lsa ham. 1986 yildan keyin faqat ikkita RBMK bloklari ishga tushirildi: Ignalina-2 va Smolensk-3.

RBMK-1000 va RBMK-1500 reaktorlari orasidagi farq faqat shundan iboratki, RBMK-1500 kam suv bilan sovutiladi (shu sababli suvning ko'p qismi bug'ga aylanadi) va u kamroq uran ishlatadi. Ushbu turdagi va quvvat ishlab chiqaradigan yagona reaktorlar Ignalina atom elektr stantsiyasi. RBMKP-2400 silindrsimon o'rniga to'rtburchaklar shaklida bo'lib, uni yig'ish uchun fabrikada qismlarga bo'linishi kerak edi joyida. U 2400 MWe quvvatga ega bo'lishi uchun ishlab chiqilgan. Ushbu quvvatga ega bo'lgan reaktor hech qachon qurilmagan, hozirda eng kuchlisi 1750 MWe 2018 yilga to'g'ri keladi EPR.^[6]

Tarix

Ushbu bo'lim kengayishga muhtoj. Siz yordam berishingiz mumkin unga qo'shilish. (2012 yil fevral)

RBMK ning cho'qqisi edi Sovet atom energetikasi suv bilan sovutilgan quvvat reaktorini ishlab chiqarish dasturi, ularning grafit-moderatorligi asosida ikki tomonlama foydalanish potentsialiga ega plutonyum ishlab chiqarish harbiy reaktorlari.

Ulardan birinchisi, Obninsk AM-1 ("Atom Mirnyy", Atom Mirni, Ruscha "uchunTinchlik uchun atomlar ") hosil bo'lgan 5MW 30 MVt issiqlik energiyasidan elektr energiyasi va etkazib beriladi Obninsk 1954 yildan 1959 yilgacha. Keyingi prototiplar AMB-100 reaktori va AMB-200 reaktori ikkalasi ham Beloyarsk atom elektr stantsiyasi.

Ishlatilgan minimalist dizayni ishlatib muntazam (engil) suv sovutish va grafit uchun moderatsiya, foydalanish mumkin edi tabiiy uran yoqilg'i uchun (ancha qimmat o'rniga boyitilgan uran ). Bu favqulodda katta va kuchli reaktorga imkon berdi, u ham arzon bo'lib, juda ko'p sonda qurilgan va mahalliy xodimlar tomonidan ushlab turilishi va ishlashi uchun etarlicha sodda. Masalan, RBMK reaktorlari Ignalina atom elektr stantsiyasi Litvada har birimiz 1500 MV ga baholandik, bu vaqt va hatto 21-asrning boshlari uchun juda katta hajm.

O'rta hayotni yangilab bo'lgandan so'ng, ko'plab bo'linmalar uchun 45 yillik umr ko'rish rejalashtirilgan.^[7]

Reaktor dizayni va ishlashi

Ushbu bo'lim uchun qo'shimcha iqtiboslar kerak tekshirish. Iltimos yordam bering ushbu maqolani yaxshilang tomonidan ishonchli manbalarga iqtiboslarni qo'shish. Ma'lumot manbasi bo'lmagan material shubha ostiga olinishi va olib tashlanishi mumkin. (2020 yil fevral) (Ushbu shablon xabarini qanday va qachon olib tashlashni bilib oling)

Reaktor kemasi, moderator va ekranlash

RBMK sxematik diagrammasi

RBMK reaktor yadrosi sxemasining yonma-yon ko'rinishi

RBMK reaktorining reaktor zali va quvur tizimlari. To'liq video

Reaktor qudug'i yasalgan Temir-beton va 21,6 x 21,6 x 25,5 metr (71 fut × 71 ft × 84 fut) o'lchamlarga ega. Unda silindrsimon devor va yuqori va pastki metall plitalardan yasalgan reaktor kemasi joylashgan. Idish grafit to'plamini o'z ichiga oladi va ge bilan ta'minlash uchun geliy-azot aralashmasi bilan to'ldiriladi inert grafit uchun atmosfera va grafitdan sovutish suvi kanallariga issiqlik uzatish vositachiligi uchun. yadro grafit o'lchamlari kanallarga perpendikulyar bo'lgan tekislikda 25 dan 25 santimetrgacha (9,8 dyuym 9,9 dyuym) va bir necha uzunlamasına o'lchamlari 20 santimetr (7,9 dyuym) va 60 santimetr (24 dyuym) oralig'ida, stakka joylashishiga qarab. . Yoqilg'i va boshqarish kanallari uchun bloklarning uzunlamasına o'qi bo'ylab 11,4 sm (4,5 dyuym) diametrli teshiklar mavjud. Bloklar diametri va balandligi 14 metrdan 8 metrgacha (46 fut × 26 fut) silindrsimon yadroga reaktor idishi ichiga joylashtirilgan.^[8] Grafitning ruxsat etilgan maksimal harorati 730 ° C gacha (1,350 ° F).^[9]

Reaktor kemasi po'lat silindr bo'lib, uning diametri va balandligi 14,52 dan 9,75 metrgacha (47,6 fut × 32,0 fut) va devor qalinligi 16 mm (0,63 dyuym). Eksenelni singdirish uchun issiqlik kengayishi yuklaydi, u bilan jihozlangan körük kompensatori.

Moderator silindrsimon suv idishi, qalinligi 3 sm (1,2 dyuym) devorlari, ichki diametri 16,6 m (54 fut 6 dyuym) va tashqi diametri 19 m (62 fut 4 dyuym) bo'lgan payvandlangan inshoot bilan o'ralgan. 16 vertikal bo'limga bo'lingan. Suv bo'linmalarga pastdan beriladi va tepadan olib tashlanadi; suv favqulodda reaktorni sovutish uchun ishlatilishi mumkin. Tankda suvning haroratini sezish uchun termojuftlar mavjud ion kameralari reaktor quvvatini kuzatish uchun.^[10] Tank, qum qatlami va reaktor chuqurining betonlari qo'shimcha biologik qalqon bo'lib xizmat qiladi.

RBMK-1500 reaktor zali Ignalina atom elektr stantsiyasi, Litva - yuqori biologik qalqon (UBS) reaktor zali polidan bir necha metr pastda joylashgan.

Reaktorning yuqori qismi "E sxemasi" deb nomlangan yuqori biologik qalqon (UBS) bilan qoplanadi, Pyatachok yoki portlashdan keyin (Chernobil reaktori 4), Elena. UBS 3 m × 17 m (9,8 fut × 55,8 fut) hajmdagi silindrsimon diskdir. U orqali kirib boradi oyoq quvurlari yonilg'i va boshqarish kanallari yig'ilishlari uchun. Yuqoridan va pastdan 4 santimetr (1,57 dyuym) qalinlikdagi po'lat plitalar bilan qoplangan, geliy o'tkazmaydigan qilib payvandlangan va qo'shimcha ravishda konstruktsion tayanchlar bilan birlashtirilgan. Plitalar va quvurlar orasidagi bo'shliq to'ldirilgan serpantinit, tarkibida katta miqdordagi tosh mavjud bog'langan suv. Disk mustahkamlangan silindrsimon suv idishining yuqori qismida joylashgan 16 ta rollarda qo'llab-quvvatlanadi. UBS strukturasi yonilg'i va boshqarish kanallarini, markaziy zaldagi reaktor ustidagi qavatni va bug 'suv quvurlarini qo'llab-quvvatlaydi.^[10][11]

Reaktor yadrosining pastki qismida UBSga o'xshash pastki biologik qalqon (LBS) mavjud, ammo o'lchamlari atigi 2 m × 14,5 m (6,6 fut × 47,6 fut). U bosim kanallarining pastki uchlari uchun naychalar orqali kirib boradi va grafit stakasining og'irligini va sovutish suvi kirish trubkasini ko'taradi. Chelik konstruktsiyasi, LBS markazi ostiga to'g'ri burchak bilan kesib o'tgan va LBSga payvandlangan ikkita og'ir plastinka, LBSni qo'llab-quvvatlaydi va mexanik yukni binoga o'tkazadi.^[11]

UBS ustki qismida yuqori qalqon qopqog'i joylashgan; uning yuqori yuzasi markaziy zalning polidir. Bu biologik qalqonning bir qismi va reaktor maydonini issiqlik izolatsiyasi uchun xizmat qiladi. Uning reaktor ustidagi markaziy maydoni kanallarning yuqori qismida joylashgan alohida olinadigan po'lat-grafit shtutserlardan iborat.^[11]

Yoqilg'i kanallari

Yoqilg'i kanallari payvandlanganlardan iborat zirkaloy 4 mm (0,16 dyuym) qalin devorlari bilan ichki diametridagi 8 sm (3,1 dyuym) bosim quvurlari, grafit markazidagi kanallar orqali moderator bloklar. Naychalarning yuqori va pastki qismlari yasalgan zanglamaydigan po'lat va tsirkonyum po'lat qotishma muftalari bilan markaziy zirkaloy segmenti bilan birlashtirildi. Bosim trubkasi 20 mm (0,79 dyuym) yuqori bo'lingan grafit halqalarining ikkita o'zgaruvchan turi bo'lgan grafit stak kanallarida ushlab turiladi; biri naycha bilan bevosita aloqada va grafit suyakka 1,5 mm (0,059 dyuym) oraliqda, ikkinchisi grafit suyakka to'g'ridan-to'g'ri tegib turibdi va naychada 1,3 mm (0,051 dyuym) bo'shliqqa ega; Ushbu yig'ilish mexanik yuklarning uzatilishini kamaytiradi neytron ta'sirida shish, bloklarning issiqlik kengayishi va boshqa omillar bosim trubasiga, shu bilan birga grafit bloklaridan issiqlik uzatilishini osonlashtiradi. Bosim naychalari reaktor idishining yuqori va pastki plitalariga payvandlanadi.^[11]

Parchalanish jarayonidagi issiqlik energiyasining katta qismi yonilg'i tayoqchalarida hosil bo'ladigan bo'lsa, ularning 5,5% grafit bloklariga yotqiziladi, chunki ular tez neytronlar bo'linishdan hosil bo'lgan. Grafitni qizib ketishining oldini olish uchun bu energiyani olib tashlash kerak. Grafitga yotqizilgan energiyaning taxminan 80-85% grafit halqalari orqali o'tkazuvchanlikdan foydalangan holda yonilg'i tayoqchasining sovutish suvi kanallari tomonidan tozalanadi. Grafitning qolgan issiqligi gazning majburiy aylanishi bilan boshqaruvchi novda kanallaridan chiqariladi.^[12]

Birinchi avlod RBMK reaktor yadrolarida 1693 yoqilg'i kanali va 170 boshqaruv novda kanali mavjud. Ikkinchi avlod reaktor yadrolari (Chernobil-4 kabi) 1661 yoqilg'i kanallari va 211 boshqaruv tayoq kanallariga ega.^[13]

Yoqilg'i moslamasi yonilg'i kanalida tutturucuda, muhr vilkasi bilan to'xtatiladi. Uzoqdan boshqariladigan yonilg'i quyish mashinasi yordamida uni olib tashlash va o'rnatishni engillashtirish uchun muhr vilkasi oddiy dizaynga ega.

Yoqilg'i kanallari yonilg'i o'rniga qattiq neytron yutgichlarni o'z ichiga olishi yoki to'liq sovutish suvi bilan to'ldirilishi mumkin. Shuningdek, ular tarkibida yoqilg'i birikmasi o'rniga kremniy bilan to'ldirilgan naychalar bo'lishi mumkin doping. Ushbu kanallarni mos keladigan servo o'qiydiganlar tomonidan aniqlanishi mumkin, ular bloklanadi va o'rniga kremniy uchun atom belgisi qo'yiladi.

Bosim kanali va grafit bloki orasidagi kichik bo'shliq grafit yadrosini shikastlanishga moyil qiladi. Agar bosim kanali deformatsiyaga uchragan bo'lsa, masalan. juda yuqori ichki bosim bilan deformatsiya grafit bloklariga sezilarli bosim yuklarini keltirib chiqarishi va shikastlanishiga olib kelishi mumkin.

Yoqilg'i

RBMK reaktori yonilg'i tayoqchasi ushlagichi 1 - uzoqlashtiruvchi armatura; 2 - yonilg'i tayoqchalari qobig'i; 3 - yonilg'i quyish uchun planshetlar.

RBMK reaktori yonilg'i tayoqchasi ushlagichi Uran yonilg'i pelletlari, yonilg'i quvurlari, masofa armaturasi, grafit g'ishtlari.

Yoqilg'i pelletlari tayyorlangan uran dioksidi chang, sinterlangan diametri 11,5 mm (0,45 dyuym) va 15 mm (0,59 dyuym) uzunlikdagi bochkalarga mos bog'lovchi bilan. Materialda qo'shilgan bo'lishi mumkin evropiy oksidi yonib ketadigan narsa sifatida yadroviy zahar yangi va qisman sarflangan yoqilg'i yig'indisi o'rtasidagi reaktivlik farqlarini pasaytirish.^[14] Issiqlik kengayishi va qoplama bilan o'zaro ta'sirni kamaytirish uchun granulalar yarim sharning chuqurliklariga ega. Pellet o'qi bo'ylab 2 mm (0,079 dyuym) teshik pellet markazidagi haroratni pasaytirishga xizmat qiladi va gazsimon bo'linish mahsulotlarini olib tashlashni osonlashtiradi. The boyitish darajasi 2% ni tashkil etadi (yig'ilishlarning so'nggi pelletlari uchun 0,4%). Yoqilg'i pelletining maksimal ruxsat etilgan harorati 2100 ° S (3,810 ° F).

Yoqilg'i tayoqchalari zirkaloy (1% niobiy ) tashqi diametri 13,6 mm (0,54 dyuym), qalinligi 0,825 mm (0,0325 dyuym) bo'lgan quvurlar. Tayoqchalar to'ldirilgan geliy 0,5 MPa da va germetik muhrlangan. Qo'llab-quvvatlaydigan halqalar granulalarni trubaning o'rtasiga o'rnatishga yordam beradi va granuladan trubaga issiqlik uzatilishini osonlashtiradi. Granulalar eksenel ravishda a tomonidan ushlab turiladi bahor. Har bir tayoqchada 3,5 kg (7,7 lb) yonilg'i pelletlari mavjud. Yoqilg'i tayoqchalarining uzunligi 3,64 m (11 fut 11 dyuym), uning 3,4 m (11 fut 2 dyuym) faol uzunligi. Yoqilg'i tayog'ining ruxsat etilgan maksimal harorati 600 ° C (1112 ° F).^[12]

Yoqilg'i agregatlari 18 ta yonilg'i tayoqchalari va 1 ta tashuvchi novda bilan jihozlangan ikkita to'plamdan ("quyi yig'ilishlar") iborat. Yoqilg'i tayoqchalari tashqi diametri 1,3 sm (0,5 dyuym) bo'lgan markaziy tashuvchi novda bo'ylab joylashgan. Yoqilg'i moslamasining barcha tayoqchalari 360 mm (14,2 dyuym) masofada ajratilgan 10 ta zanglamaydigan po'latdan yasalgan oraliq bilan ushlab turiladi. Ikkala pastki qism yig'ilish markazida silindr bilan birlashtirilgan; reaktorning ishlashi paytida yonilg'isiz bu o'lik bo'shliq reaktorning markaziy tekisligidagi neytron oqimini pasaytiradi. Yoqilg'i to'plamidagi uranning umumiy massasi 114,7 kg (253 lb) ni tashkil qiladi. Yoqilg'i kuyish 20 MVt · d / kg ni tashkil qiladi. Yoqilg'i to'plamining umumiy uzunligi 10.025 m (32 fut 10.7 dyuym), faol hududning 6.862 m (22 ft 6.2 dyuym).

Muntazam yonilg'i agregatlaridan tashqari, markaziy tashuvchida neytron oqimi detektorlarini o'z ichiga olgan asboblar mavjud. Bunday holda novda devor qalinligi 2,5 mm (0,098 dyuym) bo'lgan trubka bilan almashtiriladi; va tashqi diametri 15 mm (0,6 dyuym).^[15]

To'rtburchaklar PWR / BWR yonilg'i agregatlaridan farqli o'laroq, RBMK yoqilg'isi dumaloq bosim kanallariga mos keladigan silindrsimon.

Yoqilg'i quyish mashinasi portal kraniga o'rnatiladi va masofadan boshqariladi. Yoqilg'i agregatlarini ishlab chiqarish uchun muhim omil bo'lgan reaktorni o'chirmasdan almashtirish mumkin qurol-yarog ' plutonyum va fuqarolik nuqtai nazaridan reaktorning yaxshi ishlashini ta'minlash uchun. Yoqilg'i moslamasini almashtirish kerak bo'lganda, mashina yonilg'i kanalining ustida joylashgan: keyin u ikkinchisiga qo'shilib, ichidagi bosimni tenglashtiradi, novda tortadi va yangisini qo'shadi. Keyin sarflangan novda sovutadigan suv havzasiga joylashtiriladi. Yoqilg'i quyish mashinasining reaktor bilan quvvati nominal darajasida kuniga ikkita yonilg'i agregati, eng yuqori quvvati kuniga beshta.

Statsionar sharoitda yoqilg'ining umumiy miqdori 192 tonnani tashkil etadi.^[13]

Tekshirish tayoqchalari

Chernobil RBMK reaktori № 4 (Qavs ichidagi har bir tayoq turi):
  boshlang'ich neytron manbalari (12)
  boshqaruv tayoqchalari (167)
  pastdagi reaktorning qisqa boshqaruv tayoqchalari (32)
  avtomatik boshqaruv tayoqchalari (12)
  yonilg'i tayoqchalari bo'lgan bosimli naychalar (1661)
Rasmdagi raqamlar tegishli nazorat tayoqchalarining holatini bildiradi (kiritish chuqurligi santimetrda) soat 01:22:30 da 119-bet.^[16] Reaktor portlashidan 78 soniya oldin.

Reaktorning katta qismi boshqaruv tayoqchalari yuqoridan kiritilgan; 24 ta qisqartirilgan novda pastdan kiritilgan va yadroning eksenel quvvat taqsimotini kuchaytirish uchun ishlatiladi. 12 ta avtomatik novda bundan mustasno, boshqaruv tayoqchalari oxirida 4,5 m (14 fut 9 dyuym) uzunlikdagi grafit kesimiga ega bo'lib, ular 1,25 m (4 fut 1 dyuym) uzunlikdagi teleskop bilan ajratilgan (bu suv bilan to'ldirilgan bo'shliqni hosil qiladi) grafit va absorber) va a bor karbid neytron yutuvchi qism. "Ko'chiruvchi" deb nomlanuvchi grafit qismining roli, kiritilgan va tortib olingan tayoqlarning neytron oqimi susayish darajalari o'rtasidagi farqni kuchaytirishdan iborat, chunki grafit neytron yutuvchi vazifasini bajaradigan suvni siqib chiqaradi, garchi bor karbididan ancha zaif bo'lsa ham ; grafit bilan to'ldirilgan boshqaruv tayoqchasi kanali suv bilan to'ldirilganidan kamroq neytronlarni yutadi, shuning uchun kiritilgan va tortib olingan boshqaruv tayoqchasi orasidagi farq oshadi. Tekshirish tayog'i to'liq tortib olinganda, grafit siljitgich yadro balandligining o'rtasida joylashgan bo'lib, uning har bir uchida 1,25 m suv bor. Tayoq pastga qarab harakatlanayotganda yadroning pastki 1,25 m qismida suvning siljishi yadro tubida reaktivlikning mahalliy o'sishiga olib keladi, chunki boshqaruv tayoqchasining grafit qismi shu qismdan o'tib ketadi. Ushbu "ijobiy skram" effekti 1983 yilda Ignalina atom elektr stantsiyasi. Boshqaruv novdasi kanallari mustaqil suv zanjiri bilan sovutiladi va 40-70 ° C (104-158 ° F) da saqlanadi. Tarmoq va uning kanali orasidagi tor bo'shliq ularning harakatlanishi paytida novda atrofida suv oqimiga to'sqinlik qiladi va suyuqlikni pasaytiruvchi rolini bajaradi, bu ularning sekin kiritilish vaqtining asosiy sababi (reaktorni boshqarish va himoya qilish tizimining tayoqchalari uchun nominal ravishda 18-21 soniya, yoki taxminan 0,4 m / s). Chernobil falokatidan keyin boshqa RBMK reaktorlaridagi boshqaruv tayoqchalari servolari tezroq harakatlanishini ta'minlash uchun almashtirildi va hatto novda naychalarini yupqa suv qatlami bilan sovutish natijasida novdalarning o'zlarini gazga o'tkazib yuborish orqali tezroq harakatga erishildi.

Boshqarish tayoqchalarini qo'lda va favqulodda vaziyatlardan himoya guruhlari o'rtasida taqsimlash o'zboshimchalik bilan amalga oshirildi; reaktor ishlaganda tayoqlarni bir tizimdan ikkinchisiga texnik yoki tashkiliy muammolarsiz almashtirish mumkin edi.

Borga asoslangan qo'shimcha statik yutgichlar yangi yoqilg'i bilan to'ldirilganda yadroga kiritiladi. Dastlabki yadro yuklanganda 240 ga yaqin absorber qo'shiladi. Ushbu so'rg'ichlar kuyish kuchayishi bilan asta-sekin yo'q qilinadi. Reaktorning bo'sh koeffitsienti asosiy tarkibga bog'liq; u barcha boshlang'ich absorberlari bilan salbiydan, ularning hammasi olib tashlanganda ijobiygacha o'zgarib turadi.

Oddiy reaktivlik chegarasi 43-48 boshqaruv tayoqchasi.

Gaz davri

Reaktor a da ishlaydi geliy –azot atmosfera (70-90% He, 10-30% N₂).^[12] Gaz davri a dan iborat kompressor, aerozol va adsorber uchun yod filtrlari karbonat angidrid, uglerod oksidi va ammiak, gazsimon radioaktiv mahsulotlarning zaryadsizlanishidan oldin parchalanishiga imkon beradigan saqlash idishi, qattiq parchalanish mahsulotlarini olib tashlash uchun aerozolli filtr va ventilyatsiya stakti, zavod binosi ustidagi ramziy bacadan iborat.^[17] Gaz quyi qismdan quyi oqimga quyiladi va har bir kanalning trubkasidan alohida quvur orqali chiqadi. Chiqish gazining namligi va harorati nazorat qilinadi; ularning ko'payishi sovutish suyuqligining oqishi ko'rsatkichidir.^[9]

Sovutish va bug 'zanjirlari

RBMK elektr stantsiyasining sovutish tizimi va turbogeneratorlarining sxematik ko'rinishi.

Bug 'ajratgichlari (qizil), nasoslar (sariq) va quvurlar tarmog'ini aks ettiruvchi RBMK ning aylanish tizimi.

Reaktor ikkita mustaqil sovutish sxemasiga ega, ularning har biri to'rtta asosiy aylanma nasosga ega (uchta ishlaydigan, bitta kutish rejimida). Sovutish suvi quyi suv quvurlari orqali umumiy bosim sarlavhasiga (har bir sovutish davri uchun bittadan) reaktorga beriladi, u 22 ta guruh taqsimot sarlavhalariga bo'linadi, ularning har biri yadro orqali 38-41 bosim kanallarini oziqlantiradi, bu erda ozuqa suvi qaynaydi. Bug 'va suv aralashmasi yuqori bug' liniyalari tomonidan boshqariladi, har bir bosim kanali uchun bitta, reaktor tepasidan tepasiga bug 'ajratgichlari, reaktor tepasi ustidagi yon bo'linmalarda joylashgan juft qalin gorizontal barabanlar; har birining diametri 2,8 m (9 fut 2 dyuym), uzunligi 31 m (101 fut 8 dyuym), devor qalinligi 10 sm (3,9 dyuym) va og'irligi 240 ga tengt (260 qisqa tonna ).^[8] Bug ', bilan bug 'sifati taxminan 15% ni tashkil qiladi, ajratgichlarning yuqori qismidan har bir ajratgichga ikkita bug 'yig'uvchi tomonidan olinadi, birlashtiriladi va ikkitasiga olib keladi turbogeneratorlar turbinalar zalida, keyin uchun kondensatorlar, 165 ° C (329 ° F) ga qadar isitiladi va kondensat nasoslari ga deaeratorlar, bu erda gaz fazasi va korroziyaga olib keladigan gazlarning qoldiqlari olib tashlanadi. Natijada ozuqa suvi bug 'ajratgichlariga olib boriladi ozuqa suv nasoslari va ularning chiqish joylarida ulardan suv bilan aralashtirilgan. Bug 'ajratgichlarining pastki qismidan ozuqa suvini 12 ta quyish trubkasi (har bir ajratgichdan) asosiy sirkulyatsiya nasoslarining assimilyatsiya sarlavhalariga olib boradi va reaktorga qaytaradi.^[18] Bor ion almashinuvi ozuqa suvidan kirlarni tozalash uchun tizimga kiritilgan tizim.

Turbin bitta yuqori bosimli rotordan va to'rtta past bosimli rotordan iborat. Bug'ni yangi bug 'bilan isitish uchun turbinaning keyingi bosqichiga berishdan oldin beshta past bosimli separator-isitgichlar ishlatiladi. Kondensatsiz bug 'kondensatorga quyiladi, ajratgichlardan kondensat bilan aralashtiriladi, birinchi bosqichli kondensat pompasi bilan kimyoviy tozalash moslamasiga, so'ngra ikkinchi pog'onali kondensat pompasi bilan eritilgan va biriktirilgan gazlar chiqariladigan to'rtta deaeratorga beriladi; deaeratorlar, shuningdek, ozuqa suvi uchun ombor sifatida xizmat qiladi. Deaeratorlardan suv filtrlar orqali va bug 'ajratuvchi barabanlarning pastki qismlariga quyiladi.^[19]

Asosiy aylanma nasoslarning quvvati 5500–12000 m³/ soat va 6 kV quvvatga ega elektr motorlar. Oddiy sovutish suvi oqimi 8000 m³/ soatiga nasos; bu 6000–7000 m gacha bo'lgan nazorat klapanlari yordamida qisqaradi³/ soat reaktor quvvati 500 MVt dan past bo'lganda. Har bir nasosda oqimni boshqarish valfi va teskari oqimning oldini olish mavjud valfni tekshiring rozetkada va o'chirish vanalar ikkala kirish va chiqish joyida. Yadro ichidagi bosim kanallarining har biri o'ziga xosdir oqimni boshqarish valfi shuning uchun reaktor yadrosidagi harorat taqsimoti optimallashtirilishi mumkin. Har bir kanalda to'p turi mavjud oqim o'lchagich.

Reaktor orqali sovutish suvi nominal oqimi 46000-48000 m³/ soat. Bug 'oqimi to'liq quvvat bilan 5440–5600 t (6000-6170 qisqa tonna) / soatni tashkil qiladi.^[9]

Reaktor kirishidagi sovutish suvining nominal harorati taxminan 265-270 ° C (509-518 ° F) va chiqish harorati 284 ° C (543 ° F), baraban ajratgichidagi bosim 6,9 megapaskal ( 69 bar; 1000 psi).^[9] Bosim va kirish harorati reaktorda qaynoq boshlanadigan balandlikni aniqlaydi; agar sovutish suvi harorati tizim bosimida uning qaynash haroratidan etarlicha past bo'lmasa, qaynoq yuqori qismlar o'rniga reaktorning eng pastki qismida boshlanadi. Chernobil AESidagi kabi, reaktor yadrosidagi ozgina absorberlar bilan ijobiy bekor koeffitsienti reaktorning reaktori ozuqa suvi haroratiga juda sezgir bo'ladi. Qaynayotgan suv pufakchalari quvvatni kuchayishiga olib keladi, bu esa pufakchalar hosil bo'lishini oshiradi. 1986 yildan so'ng, yoqilg'i assambleyasida uran yoqilg'isini yuqori darajada boyitish talablari hisobiga manfiy bo'shliq koeffitsienti doimiy ravishda ta'minlanib, yoqilg'ilar yig'ildi.^{[iqtibos kerak ]}

Agar sovutish suvi harorati qaynoq nuqtasiga juda yaqin bo'lsa, kavitatsiya nasoslarda paydo bo'lishi mumkin va ularning ishlashi tartibsiz bo'lib qolishi yoki hatto butunlay to'xtashi mumkin. Besleme suvining harorati bug 'hosil bo'lishiga bog'liq; bug 'fazasi qismi turbinalar va kondensatorlarga olib keladi va to'g'ridan-to'g'ri bug' ajratuvchidan (284 ° C) qaytib kelgan suvdan ancha salqinroq (155-165 ° C (311-329 ° F)). Shuning uchun kam reaktor quvvatida kirish harorati xavfli darajada yuqori bo'lishi mumkin. Suv quyida joylashgan to'yinganlik harorati oldini olish uchun filmni qaynatish va shunga bog'liq ravishda issiqlik uzatish tezligining pasayishi.^[8]

Reaktor qoqilib ketdi bug 'ajratgichlarida suv darajasi yuqori yoki past bo'lgan holatlarda (ikkita tanlanadigan past darajali eshiklar bilan); yuqori bug 'bosimi; ozuqa suvining past oqimi; har ikki tomonda ikkita asosiy sovutish nasoslarining yo'qolishi. Ushbu sayohatlar qo'lda o'chirib qo'yilishi mumkin.^[10]

Bug 'ajratgichlaridagi suv darajasi, reaktor bosimi naychalarida bug' miqdori, reaktor yadrosida suv qaynashni boshlash darajasi, neytron oqimi va reaktorda quvvat taqsimoti va ozuqa suvining yadro orqali oqishi ehtiyotkorlik bilan nazorat qilinishi kerak. Bug 'ajratgichidagi suv darajasi asosan ozuqa suvi ta'minoti bilan boshqariladi, deaerator baklari suv ombori bo'lib xizmat qiladi.

Reaktor va sovutish suvi isitishning ruxsat etilgan maksimal tezligi 10 ° C (18 ° F) / soat; maksimal sovitish tezligi 30 ° C (54 ° F) / soat.^[9]

ECCS

Reaktor favqulodda yadroli sovutish tizimi (ECCS) bilan jihozlangan bo'lib, maxsus suv zahirasi tanki, gidravlik akkumulyator va nasoslardan iborat. ECCS quvurlari oddiy reaktor sovutish tizimi bilan birlashtirilgan. Elektr quvvati umuman yo'qolgan taqdirda, ECCS nasoslari turbogenerator rotorining aylanish momentumidan oldingi vaqtgacha ishlaydi. dizel generatorlari onlayn keling. The Chernobil fojiasi ushbu tizimning sinovdan o'tkazilishi paytida yuzaga keldi. ECCS sovutish tizimining sarlavhalariga ulangan uchta tizimga ega. Zarar bo'lsa, birinchi ECCS quyi tizimi sovutish suvi zanjirining shikastlangan yarmiga (ikkinchi yarmi asosiy aylanma nasoslar tomonidan sovutiladi) 100 sekundgacha sovutishni ta'minlaydi va qolgan ikki quyi tizim keyinchalik uzoq muddatli sovutishni boshqaradi. reaktor.^[10]

Qisqa muddatli ECCS quyi tizimi oltita akkumulyator tanklaridan iborat bo'lib, ular tarkibida azot bilan yopilgan, suvi 10 megapaskal (1500 psi) bosim ostida, reaktorga tez ishlaydigan valflar bilan bog'langan. Har bir guruh reaktorning shikastlangan yarmiga maksimal sovutish suvi oqimining 50% etkazib berishi mumkin. Uchinchi guruh - bu deaeratorlardan suv oladigan elektr nasoslar to'plami. Qisqa muddatli nasoslar asosiy turbogeneratorlarning orqa tomoni bilan quvvatlanishi mumkin.^[10]

Zarar etkazilgan sxemani uzoq muddatli sovutish uchun ECCS uch juft elektr nasosdan iborat bo'lib, bosimni bostirish havzalaridan suv oladi; suv assimilyatsiya liniyalaridagi issiqlik almashinuvchilari yordamida o'simliklarga xizmat ko'rsatadigan suv bilan sovutiladi. Har bir juft maksimal sovutish suvi oqimining yarmini ta'minlashga qodir. Buzilmagan sxemani uzoq muddat sovutish uchun ECCS uchta alohida nasosdan iborat bo'lib, ularning har biri maksimal oqimning yarmini ta'minlashga qodir bo'lgan kondensat saqlanadigan idishlardan suv tortadi. ECCS nasoslari dizel generatorlari bilan ta'minlangan 6 kV kuchlanishli ichki tarmoqlardan quvvatlanadi. Uzluksiz quvvat talab qiladigan ba'zi vanalar ham batareyalar bilan ta'minlanadi.^[10]

Reaktorni boshqarish / nazorat qilish tizimlari

Ning taqsimlanishi quvvat zichligi reaktorda o'lchanadi ionlash kameralari yadro ichida va tashqarisida joylashgan. Jismoniy quvvat zichligini taqsimlashni boshqarish tizimi (PPDDCS) yadro ichida datchiklarga ega; reaktorni boshqarish va himoya qilish tizimi (RCPS) yadro va lateral biologik qalqon idishidagi sensorlardan foydalanadi. Tankdagi tashqi datchiklar reaktorning o'rta tekisligi atrofida joylashgan, shuning uchun eksenel quvvat taqsimoti va yadroning markaziy qismidagi quvvat haqida ma'lumot yo'q. O'z-o'zidan ishlaydigan detektorlardan foydalangan holda 100 dan ortiq radial va 12 eksenel quvvat taqsimlovchi monitor mavjud. Reaktorning ishga tushirilishini kuzatish uchun reaktivlik o'lchagichlari va olinadigan startap kameralari ishlatiladi. Reaktorning umumiy quvvati lateral ionlash kameralarining oqimlari yig'indisi sifatida qayd etiladi. Kanallarda aylanadigan gazning namligi va harorati bosim naychasining yaxlitligini kuzatish tizimi tomonidan nazorat qilinadi.

PPDDCS va RCPS bir-birini to'ldirishi kerak. RCPS tizimi 211 harakatlanuvchi boshqaruv tayoqchasidan iborat. Biroq, ikkala tizim ham kamchiliklarga ega, ayniqsa sezilarli darajada past reaktor quvvat darajalarida. PPDDCS reaktor quvvati zichligini taqsimotini nominal darajalarning 10 dan 120% gacha ushlab turish va nominal darajalarning 5 dan 120% gacha bo'lgan umumiy reaktor quvvatini boshqarish uchun mo'ljallangan. LAC-LAP (mahalliy avtomatik boshqaruv va mahalliy avtomatik himoya) RPCS quyi tizimlari reaktor ichidagi ionlash kameralariga tayanadi va 10% dan yuqori quvvat darajasida ishlaydi. Ushbu darajadan past bo'lgan avtomatik tizimlar o'chirilgan va yadro ichidagi sensorlarga kirish imkoni yo'q. Avtomatik tizimlarsiz va faqat lateral ionlash kameralariga tayanib, reaktorni boshqarish juda qiyin bo'ladi; operatorlar reaktorni ishonchli boshqarish uchun etarli ma'lumotlarga ega emas va o'z sezgilariga tayanishi kerak. Zaharsiz yadrosi bo'lgan reaktorni ishga tushirish paytida ushbu ma'lumot etishmovchiligini boshqarish mumkin, chunki reaktor oldindan taxmin qilinadigan ish tutadi, ammo bir xilda zaharlanmagan yadro quvvat taqsimotining katta bir xil bo'lmaganligini keltirib chiqarishi mumkin va natijada halokatli natijalar bo'lishi mumkin.

Reaktorning favqulodda vaziyatlardan himoya qilish tizimi (EPS) reaktorning ishlash parametrlari oshib ketganda uni o'chirishga mo'ljallangan. Yoqilg'i elementlari harorati 265 ° C dan pastga tushganda yadroda bug 'qulashi, sovuq reaktor holatida yonilg'i kanallarida sovutish suyuqligining bug'lanishi va ba'zi bir favqulodda himoya tayoqchalarining yopishishi hisobga olingan. Shu bilan birga, boshqaruv pog'onalarini sekin kiritish tezligi, ularning dizayni bilan birgalikda, joy almashtiruvchi yadroning pastki qismida harakatlanayotganda lokalize ijobiy reaktivlikni keltirib chiqaradi, bir qator mumkin bo'lgan vaziyatlarni keltirib chiqardi, bu esa EPSni ishga tushirish reaktorning qochishini keltirib chiqarishi yoki og'irlashtirishi mumkin. .

Reaktivlik chegarasini hisoblash uchun kompyuter tizimi 4000 ga yaqin manbadan ma'lumot yig'di. Uning maqsadi operatorga reaktorni barqaror boshqarishda yordam berish edi. Barcha o'lchovlarni aylanib chiqish va natijalarni hisoblash uchun o'n-o'n besh daqiqa vaqt kerak edi.^[20]

Operatorlar ba'zi xavfsizlik tizimlarini o'chirib qo'yishi, ba'zi signal signallarini tiklashi yoki bostirishi va avtomatik ravishda chetlab o'tishlari mumkin scram, biriktirish orqali patch kabellari foydalanish mumkin bo'lgan terminallarga. Ba'zi hollarda ushbu amaliyotga yo'l qo'yilgan.

Reaktor yonilg'i tayoqchasi qochqinlarni aniqlash vositasi bilan jihozlangan. A sintilatsion hisoblagich qisqa muddatli bo'linish mahsulotlarining energiyasiga sezgir bo'lgan detektor maxsus qo'g'irchoqqa o'rnatiladi va yonilg'i kanallari chiqish joylari bo'ylab harakatlanadi, agar bug 'suvi oqimida radioaktivlik oshgan bo'lsa, ogohlantirish beradi.

Qamoq

RBMK dizayni, birinchi navbatda, kuchli, tez quriladigan va oson parvarishlanadigan qilib qurilgan. Har bir reaktor uchun to'liq fizikaviy inshootlar har bir qurilmaning narxi va qurilish vaqtini ikki barobardan ko'proq ko'paytirishi mumkin edi va Sovet Ittifoqi yadro fanlari vazirligi tomonidan belgilangan parametrlar doirasida ishlaganda tabiiy ravishda xavfsizligi tasdiqlanganligi sababli, Sovet hukumati ularga rioya qilishni o'z zimmasiga oldi. ishchilar tomonidan berilgan ta'limot har qanday baxtsiz hodisani imkonsiz qiladi. Bundan tashqari, RBMK reaktorlari yonilg'i tayoqchalarini o'chirmasdan to'liq quvvat bilan almashtirishga imkon beradigan tarzda ishlab chiqilgan (bosimli og'ir suvda bo'lgani kabi) CANDU yonilg'i quyish uchun ham, ham uchun plutonyum ishlab chiqarish (uchun yadro qurollari ). Buning uchun yadro ustidagi katta kranlar kerak edi. RBMK reaktori juda baland bo'lganligi sababli (taxminan 7 m (23 fut 0 dyuym)), og'ir izolyatsiya inshootini qurish narxi va qiyinligi reaktor tepasida quvurlar uchun qo'shimcha favqulodda inshoot inshootlarini qurishning oldini oldi. In Chernobil AESidagi avariya, bosim yuqori darajaga ko'tarilib, reaktorning yuqori qismini urib yubordi, bu jarayonda yonilg'i kanallarini ochdi va havo juda qizib ketgan grafit yadrosi bilan aloqa qilganda katta olovni boshladi. Chernobil AESidagi avariyadan so'ng, ba'zi RBMK reaktorlari qisman izolyatsiya tuzilishi bilan jihozlandi (to'liq o'rniga qamoqxona binosi ), chiqadigan radioaktiv zarralarni olish uchun yonilg'i kanallarini suv ko'ylagi bilan o'rab turgan.

Reaktorning pastki qismi suv o'tkazmaydigan bo'linmada joylashgan. Reaktorning pastki qismi va tagligi o'rtasida bo'sh joy mavjud. Reaktor bo'shlig'ining ortiqcha bosimidan himoya qilish tizimi erga singdirilgan va bug 'tarqatuvchisi sarlavhalariga olib boriladigan bug' chiqarish moslamalaridan iborat. yorilish disklari va +6 darajadagi reaktor ostidagi Buxoriy tarqatish koridoriga kirish. Yo'lakning tagida ko'p sonli vertikal quvurlarning kirish joylari joylashgan bo'lib, ular +3 va +0 darajalarida joylashgan Bosimlarni basseynlari ("ko'pikli" hovuzlar) tubiga olib boradi. Hodisa sodir bo'lgan taqdirda, ko'pi bilan bir yoki ikkita bosim kanalining yorilishi bo'lishi mumkin edi, bug 'suv orqali pufakchaga aylanib, u erda quyultirilib, sızdırmaz bo'linmadagi ortiqcha bosimni kamaytirishi kerak edi. Hovuzlarga quvurlar oqimining o'tkazuvchanligi himoya bosimini bir vaqtning o'zida ikkita bosim kanalining yorilishi bilan cheklab qo'ydi; nosozliklar soni ko'proq bo'lsa, qopqoq plitasini ko'tarish uchun etarli bosim paydo bo'lishiga olib keladi ("Elena" laqabli portlashdan keyin "Tuzilma E"), yonilg'i kanallarining qolgan qismi uzilib, boshqaruv pog'onasini o'rnatish tizimi yo'q qilinadi va potentsial nazoratni olib tashlaydi yadrodan tayoqchalar.^[21] Tarkibni quyish moslamalari, nasoslar va ozuqa suvini taqsimlash va kiritishdagi nosozliklarni bartaraf etish uchun mo'ljallangan. Nasoslar atrofidagi sızdırmaz bo'linmalar 0,45 MPa ortiqcha bosimga bardosh bera oladi. Tarqatish sarlavhalari va kirish joylari 0,08 MPa ni tashkil qilishi mumkin va ular orqali shamollatiladi valflarni tekshiring sızdırmaz bo'limga. Reaktorning bo'shlig'i 0,18 MPa dan ortiq bosimni ushlab turishi mumkin va nazorat valflari orqali sızdırmazlık bo'limiga yuboriladi. The pressure suppression system can handle a failure of one reactor channel, a pump pressure header, or a distribution header. Leaks in the steam piping and separators are not handled, except for maintaining slightly lower pressure in the riser pipe gallery and the steam drum compartment than in the reactor hall. These spaces are also not designed to withstand overpressure. The steam distribution corridor contains surface condensers. The yong'inga qarshi sug'orish tizimlari, operating during both accident and normal operation, are fed from the pressure suppression pools through heat exchangers cooled by the plant service water, and cool the air above the pools. Jet coolers are located in the topmost parts of the compartments; their role is to cool the air and remove the steam and radioactive aerosol particles.^[10]

Hydrogen removal from the leaktight compartment is performed by removal of 800 m³/h of air, its filtration, and discharge into the atmosphere. The air removal is stopped automatically in case of a coolant leak and has to be reinstated manually. Hydrogen is present during normal operation due to leaks of coolant (assumed to be up to 2 t (2.2 short tons) per hour).^[10]

Boshqa tizimlar

For the nuclear systems described here, the Chernobil AES is used as the example.

Elektr tizimlari

The power plant is connected to the 330 kV and 750 kV elektr tarmog'i. The block has two elektr generatorlari connected to the 750 kV grid by a single generator transformer. The generators are connected to their common transformer by two switches in series. Between them, the unit transformers are connected to supply power to the power plant's own systems; each generator can therefore be connected to the unit transformer to power the plant, or to the unit transformer and the generator transformer to also feed power to the grid. The 330 kV line is normally not used, and serves as an external power supply, connected by a station transformer to the power plant's electrical systems. The plant can be powered by its own generators, or get power from the 750 kV grid through the generator transformer, or from the 330 kV grid via the station transformer, or from the other power plant block via two reserve shinalar. In case of total external power loss, the essential systems can be powered by dizel generatorlari. Each unit transformer is connected to two 6 kV main power boards, A and B (e.g. 7A, 7B, 8A, 8B for generators 7 and 8), powering principal non-essential drivers and connected to transformers for the 4 kV main power and the 4 kV reserve busbar. The 7A, 7B, and 8B boards are also connected to the three essential power lines (namely for the coolant pumps), each also having its own diesel generator. In case of a coolant circuit failure with simultaneous loss of external power, the essential power can be supplied by the spinning down turbogenerators for about 45–50 seconds, during which time the diesel generators should start up. The generators are started automatically within 15 seconds at loss of off-site power.^[10]

Turbogenerators

The electrical energy is generated by a pair of 500 MW vodorod bilan sovutiladigan turbogeneratorlar. These are located in the 600 m (1,968 ft 6 in)-long machine hall, adjacent to the reactor building. The turbinalar, the venerable five-cylinder K-500-65/3000, are supplied by the Xarkov turbine plant; The elektr generatorlari are the TVV-500. The turbine and the generator rotors are mounted on the same shaft; the combined weight of the rotorlar is almost 200 t (220 short tons) and their nominal rotational speed is 3000 rpm. The turbogenerator is 39 m (127 ft 11 in) long and its total weight is 1,200 t (1,300 short tons). The coolant flow for each turbine is 82,880 t (91,360 short tons)/h. The generator produces 20 kV 50 Hz AC power. The generator's stator is cooled by water while its rotor is cooled by vodorod. The hydrogen for the generators is manufactured on-site by electrolysis.^[8] The design and reliability of the turbines earned them the State Prize of Ukraine for 1979.

The Kharkiv turbine plant (now Turboatom ) later developed a new version of the turbine, K-500-65/3000-2, in an attempt to reduce use of valuable metal. The Chernobyl plant was equipped with both types of turbines; Block 4 had the newer ones.

Design flaws and safety issues

Erta sifatida II avlod reaktori based on 1950s Soviet technology, the RBMK design was optimized for speed of production over redundancy. It was designed and constructed with several design characteristics that proved dangerously unstable when operated outside their design specifications. The decision to use a graphite core with natural uranium fuel allowed for massive power generation at only a quarter of the expense of og'ir suv reactors, which were more maintenance-intensive and required large volumes of expensive og'ir suv for startup. However, it also had unexpected negative consequences that would not reveal themselves fully until the 1986 Chernobyl disaster.

High positive void coefficient

Light water (ordinary H₂O) is both a neytron moderatori va a neytron yutuvchi. This means that not only can it slow down neutrons to velocities in equilibrium with surrounding molecules ("thermalize" them and turn them into low-energy neutrons, known as termal neytronlar, that are far more likely to interact with the uranium-235 nuclei than the fast neutrons produced by fission initially), but it also absorbs some of them.

In the RBMK series of reactors, light water functions as a coolant, while moderation is mainly carried out by grafit. As graphite already moderates neutrons, light water has a lesser effect in slowing them down, but could still absorb them. This means that the reactor's reactivity (adjustable by appropriate neutron-absorbing rods) has to account for the neutrons absorbed by light water.

In the case of evaporation of water to bug ', the place occupied by water would be occupied by water vapor, which has a density vastly lower than that of liquid water (the exact number depends on pressure and temperature; at standard conditions, steam is about ​¹⁄₁₃₅₀ as dense as liquid water). Because of this lower density (of mass, and consequently of atom nuclei able to absorb neutrons), light water's neutron-absorption capability practically disappears when it boils. This allows more neutrons to fission more U-235 nuclei and thereby increase the reactor power, which leads to higher temperatures that boil even more water, creating a thermal teskari aloqa davri.

In RBMK reactors, generation of steam in the coolant water would then in practice create a void: a bubble that does not absorb neutrons. The reduction in moderation by light water is irrelevant, as graphite still moderates the neutrons. However, the loss of absorption dramatically alters the balance of neutron production, causing a runaway condition in which more and more neutrons are produced, and their density grows exponentially fast. Such a condition is called a "positive bekor koeffitsienti ", and the RBMK reactor series has the highest positive void coefficient of any commercial reactor ever designed.

A high void coefficient does not necessarily make a reactor inherently unsafe, as some of the fission neutrons are emitted with a delay of seconds or even minutes (post-fission neutron emission from daughter nuclei), so steps can be taken to reduce the fission rate before it becomes too high. This situation, however, does make it considerably harder to control the reactor, especially at low power. Thus, control systems must be very reliable and control room personnel must be rigorously trained in the peculiarities and limits of the system. Neither of these requirements were in place at Chernobyl: since the reactor's actual design bore the approval stamp of the Kurchatov instituti va a davlat siri, discussion of the reactor's flaws was forbidden, even among the actual personnel operating the plant. Some later RBMK designs did include control rods on electromagnetic grapples, thus controlling the reaction speed and, if necessary, stopping the reaction completely. The RBMK reactor at Chernobyl, however, had manual control rods.

Keyin Chernobil fojiasi, all RBMK reactors in operation underwent significant changes, lowering their void coefficients from +4.7 β to +0.7 β. This new number decreases the possibility of a low-coolant erish.

Improvements since the Chernobyl accident

In his posthumously published memoirs, Valeriy Legasov, direktorning birinchi o'rinbosari Kurchatov atom energetikasi instituti, revealed that the Institute's scientists had long known that the RBMK had significant design flaws.^[22][23] Legasov's suicide in 1988, apparently a result of becoming bitterly disappointed with the failure of the authorities to confront the flaws, caused shockwaves throughout the Soviet nuclear industry and the problems with the RBMK design were rapidly accepted.^[24]

Following Legasov's death, all remaining RBMK reactors were retrofitted with a number of updates for xavfsizlik. The largest of these updates fixed the RBMK control rod design. The control rods have 4.5-metre (14 ft 9 in) graphite displacers, which prevent coolant water from entering the space vacated as the rods are withdrawn. In the original design, those displacers, being shorter than the height of the core, left 1.25-metre (4.1 ft) columns of water at the bottom (and 1.25 metres [4.1 ft] at the top) when the rods were fully extracted.^[3] During insertion, the graphite would first displace that lower water, locally increasing reactivity. Also, when the rods were in their uppermost position, the absorber ends were outside the core, requiring a relatively large displacement before achieving a significant reduction in reactivity.^[25] These design flaws were likely the final trigger of the first explosion of the Chernobyl accident, causing the lower part of the core to become prompt critical when the operators tried to shut down the highly destabilized reactor by reinserting the rods.

The updates are:

• An increase in fuel enrichment from 2% to 2.4% to compensate for control rod modifications and the introduction of additional absorbers.
• Manual control rod count increased from 30 to 45.
• 80 additional absorbers inhibit operation at low power, where the RBMK design is most dangerous.
• SCRAM (rapid shut down) sequence reduced from 18 to 12 seconds.
• Precautions against unauthorized access to emergency safety systems.

Bunga qo'chimcha, RELAP5-3D models of RBMK-1500 reactors were developed for use in integrated thermal-hydraulics-neutronics calculations for the analysis of specific transients in which the neutronic response of the core is important.^[26]

Deformed graphite moderator blocks

From May 2012 to December 2013, Leningrad -1 was offline while repairs were made related to deformed graphite moderator blocks. The 18-month project included research and the development of maintenance machines and monitoring systems. Similar work will be applied to the remaining operational RBMKs.^[27] Graphite moderator blocks in the RBMK can be repaired and replaced in situ, unlike in the other current large graphite moderated reactor, the Ilgari gaz bilan sovutilgan reaktor.^[28]

Longitudinal cutting in some of the graphite columns during lifetime extension refurbishment work can return the graphite stack to its initial design geometry.^[7]

Keyingi rivojlanish

A post-Soviet redesign of the RBMK is the MKER (Ruscha: МКЭР, Многопетлевой Канальный Энергетический Реактор [Mnogopetlevoy Kanalniy Energeticheskiy Reaktor] which means Multi-loop pressure tube power reactor), with improved safety and containment.^[29][30] The physical prototype of the MKER-1000 is the 5th unit of the Kursk atom elektr stantsiyasi. The construction of Kursk 5 was cancelled in 2012.^[31] A MKER-800, MKER-1000 and MKER-1500 were planned for the Leningrad nuclear power plant.^[32][33][34]

Yopish

Of the 17 RBMKs built (one was still under construction at the Kursk Nuclear Power Plant), all three surviving reactors at the Chernobyl plant have now been closed (the fourth having been destroyed in the accident, and the second disabled after a hydrogen explosion in 1991). Chernobyl 5 and 6 were under construction at the time of the accident at Chernobyl, but further construction was stopped due to the high level of contamination at the site limiting its longer term future. Both reactors at Ignalina yilda Litva ham yopildi.^[35] Russia is the only country to still operate reactors of this design: Leningrad (2 RBMK-1000), Smolensk (3 RBMK-1000) and Kursk (4 RBMK-1000).^[36]

List of RBMK reactors

Rang tugmasi:

– Operatsion reactor (including reactors currently offline)

– Reactor ishdan chiqarilgan

– Reactor vayron qilingan

– Abandoned or cancelled reactor

A graphite-moderated Magnox reactor similar to the RBMK design exists in Shimoliy Koreya da Yongbyon Yadro ilmiy tadqiqot markazi.^[40]

Shuningdek qarang

• Nikolay Dollejal, chief designer of RBMK

Adabiyotlar

Manbalar va tashqi havolalar

• Technical data on RBMK-1500 reactor da Ignalina nuclear power plant – a decommissioned RBMK reactor
• Chernobyl – A Canadian Perspective – A brochure describing nuclear reactors in general and the RBMK design in particular, focusing on the safety differences between them and CANDU reaktorlar. Published by Atomic Energy of Canada Limited.