في هذا العدد، نخبرك عن محطة طاقة نووية صغيرة جديدة تعمل بمفاعل ” VVER-I ” تم تطويره في بواسطة ” OKB Gidropress” وهو عبارة عن مفاعل معياري متكامل مع دوران سائل التبريد ذاتي.

قطع داخلية مميزة

يحتوي وعاء المفاعل VVER-1 على اللب، وكتلة الصاعد، ووحدات توليد البخار وغيرها من القطع الداخلية الضرورية. الماء، الذي يعمل كمبرد، يدور فقط داخل وعاء المفاعل. نظرًا لوجود درجة حرارة أعلى وكثافة أقل، فإنه يدخل من القلب إلى الفضاء الحلقي لمولدات البخار، ويبرد هناك ويعود إلى القلب من خلال الأنابيب السفلية. إن موقع مولدات البخار وقلب المفاعل على ارتفاعات مختلفة يضمن الدوران الطبيعي. يدخل البخار بضغط 3 ميجا باسكال ودرجة حرارة حوالي 290 درجة مئوية إلى التوربين من مولدات البخار، ويدور من خلال المبادلات الحرارية. وهكذا، يتم دمج دائرة التبريد الأولى في وعاء ضغط المفاعل. المفاعل في الإصدار الأساسي قادر على توليد 250 ميغاواط من الطاقة الحرارية. ومع ذلك، تظهر الحسابات أنه يمكن زيادة طاقتها الحرارية إلى 400 ميغاواط دون تغييرات كبيرة في التصميم، وذلك ببساطة عن طريق زيادة ارتفاع أوعية المفاعل ومولدات البخار بمقدار 1.5 – 2 متر. سيساعد هذا على تلبية متطلبات العملاء بسهولة.

فوائد التخطيط المتكامل

يقلل التصميم المتكامل للمفاعل من كمية المعدات المطلوبة وحجم الأساس الخرساني. كما أنه يجعل الأنابيب ذات القطر الكبير غير ضرورية. يبلغ قطر أكبر أنبوب تبريد عالي الضغط في مفاعل VVER-I  أقل من 100 مم. نتيجة لذلك، هناك حاجة إلى عدد أقل من أنظمة السلامة ويمكن أن تكون جميعها سلبية، وهي ميزة أخرى لا جدال فيها للمفاعل الجديد. لا يتضمن تصميمه أي أنظمة أمان نشطة تحتاج إلى تدخل الإنسان.

يمتد مبدأ الوحدات على المفاعل بأكمله. يحتوي وعاء المفاعل على سبعة مولدات بخار معيارية يسهل صيانتها وإصلاحها وحتى استبدالها إذا لزم الأمر. المفاعل نفسه هو أيضًا مؤلف من وحدات، مما يسمح بوضع مفاعلين أو ثلاثة في حاوية واحدة.

فوائد الدورة الطبيعية

في وضع الدوران الطبيعي، تستطيع مفاعلات VVER الأكبر حجمًا توليد أكثر من 10٪ من طاقتها المقدرة، أو حوالي 300 ميغاواط من الطاقة الحرارية. تم تأكيد ذلك عن طريق الاختبارات. مع وضع ذلك في الاعتبار، يخطط المهندسون لتحقيق المزيد من الطاقة باستخدام وعاء ضغط المفاعل نفسه عن طريق تقليل المقاومة الهيدروليكية في حلقة الدوران وخلق ظروف أخرى للدوران الطبيعي المستمر. يتم تأكيد صحة هذا الحل من خلال محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD). وقال ميخائيل بيكوف، رئيس قسم الفيزياء الحرارية في Gidropress Design Bureau (تابعة لشركة روساتوم): في الواقع، ليست هناك حاجة لاختراع كيفية دمج مضخات الدوران في وعاء ضغط المفاعل، مما يعني عدم الحاجة إلى صيانتها. في رأيي، كلما كانت المعدات أبسط وذات تصميم مبسط، كلما زادت موثوقيتها.

طريقة موثوقة

تمت مراجعة العديد من المقترحات لتصميم المفاعل وتحليلها بواسطة OKB Gidropress أثناء عملية التصميم. نتيجة لذلك، اختار المهندسون التقنيات التي تم اختبارها بمرور الوقت، ولكن لا يزال هناك العديد من الحلول الجديدة التي يتعين العثور عليها.

وقال ميخائيل بيكوف: “مفاعل RPV مشابه لمفاعلات  VVER-1000، التي تعمل منذ أكثر من 1000 سنة مفاعلية. كان علينا وضع مولدات البخار والقلب بداخله، وواجهنا معضلة: هل ينبغي أن يتدفق المبرد حول أنبوب مولد البخار أم على العكس، هل يجب وضع الدائرة الثانية في الحلقة؟ كيف تصنع الناهض لضمان دوران طبيعي ثابت؟ لقد واجهنا مثل هذه المعضلات والمشاكل من وقت لآخر. إنه لأمر رائع أن يشارك الشباب في عملنا منذ البداية.

اقترح الخبراء الشباب أفكارًا جريئة وحللوا الخيارات واختاروا أفضل الحلول. كان الزملاء الأكثر خبرة يوجهونهم ويظهرون لهم الطريق الصحيح. تمت صياغة العرض الفني لمفاعل VVER-I أخيرًا حتى أكثر مما تتطلبه مرحلة التطوير هذه. بناءً على تلك الوثيقة، أعد الفريق الاختصاصات لمشروع تصميم VVER-I، والتي ستكون المرحلة التالية من عملية تطوير المفاعل.

سيتم تطوير تصميم أولي بالتعاون الوثيق مع كبير المصممين ورئيس البحث والتطوير للحصول على مفهوم محطة الطاقة النووية بالكامل ونطاق المعدات والأنظمة اللازمة. وقال ميخائيل بيكوف: “أعتقد أنه يمكننا معًا تطوير محطة طاقة نووية صغيرة تعتمد على VVER-I تكون فعالة من حيث التكلفة وجذابة للعملاء الدوليين وتفي بجميع متطلبات السلامة المعمول بها، من أجل زيادة تعزيز ريادة روساتوم في هذا القطاع من السوق”.

تقدم OKB Gidropress خدمات شاملة في هندسة التصميم والحساب والاختبار التجريبي والبحث والتطوير للمفاعلات النووية لمحطات الطاقة المختلفة. تقدم الشركة أيضًا خدمات الإشراف الهندسي طوال فترة خدمة المعدات المصممة.