محطة يلينا – منشأة تجريبية للطاقة النووية الحرارية يجري تطويرها في معهد كورشاتوف نيابة عن روساتوم. سيكون تصميم المفاعل والمعدات الحيوية جاهزًا بحلول نهاية عام 2024.

محطة يلينا في المحيط الهادئ

في الستينيات، توصل المهندسون السوفييت إلى فكرة إنشاء محطة طاقة نووية مستقلة يمكنها العمل لمدة تصل إلى 10 سنوات دون صيانة. تم الانتهاء من تصميمها التفصيلي في عام 1975، وتلاه تشغيل وحدة تسمى غاما في عام 1982. كمصدر للطاقة الحرارية، استخدم مفاعلًا مبردا بالماء يتم التحكم فيه ذاتيا ودورانا طبيعيًا في الدوائر الأولية والثانوية. لإزالة الحرارة. تم تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء باستخدام المبدأ الكهروحراري.

في المولد الكهروحراري، يتم تحويل الحرارة مباشرة إلى كهرباء: فرق درجة الحرارة بين موصلين يخلق فرق الجهد. كانت وحدات غاما الحرارية الكهربائية من النوع الأنبوبي الميداني (تم وضع أنبوب داخل أنبوب آخر)؛ تم تصنيع بطاريات أشباه الموصلات من سبائك ثلاثية ذات درجة حرارة منخفضة. يمكن لأشعة غاما توليد 220 كيلوواط من الطاقة الحرارية و6.6 كيلوواط من الكهرباء. تم وضع الوحدة بأكملها في حوض مائي لإزالة الحرارة والحماية البيولوجية. كان الدوران الطبيعي لسائل التبريد والتحويل الكهروحراري بمثابة أفكار ثورية وحلول مبتكرة في ذلك الوقت.

في عام 1989، اقترح فرع الشرق الأقصى لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية تطوير محطة توليد مشتركة للطاقة الحرارية التجريبية لتوفير الحرارة والكهرباء لمحطة الأبحاث التابعة لمعهد المحيط الهادئ لعلوم المحيطات في منطقة خليج يلينا في جزيرة بوبوف. تكريما للخليج، تم تسمية المصنع يلينا. تم الانتهاء من التصميم الأولي في أوائل عام 1990. يمكن لـ “يلينا” توليد 880 كيلوواط من الكهرباء و3 ميغاواط من الحرارة. تم اعتماد التصميم الرئيسي والحلول التقنية من شركة Gamma. ومع ذلك، لم يتم تنفيذ المشروع أبدًا بسبب نقص التمويل وسوء الظروف الاقتصادية في البلاد.

حياة جديدة لمحطة يلينا

يُطلق على المنشأة الجديدة، التي طورها معهد كورشاتوف لصالح روساتوم، اسم Elena AM. يشير الاختصار “AM” إلى “آلي وحديث”. الغرض منه هو استخدام المحطة كمصدر للحرارة في المناطق النائية التي يتعذر الوصول إليها والتي تفتقر إلى شبكات التدفئة وتكون بعيدة جدا ومكلفة للغاية بحيث لا يمكن توفيرها بالوقود الأحفوري التقليدي.

تتمتع محطة يلينا بقدرة حرارية تصميمية تبلغ 7 ميغاواط ودوران طبيعي لسائل التبريد (الماء) في دائرتين. العمر التشغيلي للمعدات التي يتم تطويرها سيكون 40 عاما. وسيتكون قلب المفاعل، الذي يبلغ ارتفاعه 120 سم، من 241 مجموعة تحتوي على وقود بنسبة تخصيب لا تزيد عن 19.5%. سيتم التحكم في مفاعل الماء المضغوط الخاص به ذاتيا على نطاق كامل من الأحمال الكهربائية والحرارية بسبب تأثير درجة الحرارة السلبية للتفاعل (كلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفضت التفاعلية).

سيكون الحد الأدنى من الطاقة الكهربائية للمولد الحراري للمحطة 200 كيلو واط. ستعمل المحطة في وضع التحميل التالي مع تغيرات يومية في الطاقة من 20% إلى 100% من الطاقة المقدرة. ومن المتوقع أن تكون الكهرباء المنتجة كافية لتلبية احتياجات المحطة والمستهلكين القريبين.

ميزة أخرى مهمة للتركيب هي تصميم المحطة الخالي من الصيانة. سيتم تجهيز محطة يلينا بأنظمة مراقبة وتحكم مؤتمتة بالكامل وأنظمة مساعدة.

سيكون الحوض الفولاذي المملوء بالماء بمثابة هيكل داعم للمعدات الرئيسية للمحطة. سيكون الحوض  أيضًا بمثابة درع بيولوجي يمتص الإشعاعات المؤينة. بسبب الطاقة المنخفضة، تحتفظ الوحدة بدرجات حرارة متدنية: لا يتجاوز فرق درجة الحرارة بين الوقود والماء 50 درجة مئوية. بدون المضخات والصمامات، سيكون التثبيت أكثر موثوقية، حيث لا توجد أجزاء يمكن أن تخرج عن الخدمة. ستكون المحطة قادرة على العمل أثناء وبعد الزلازل التي تبلغ قوتها 8 درجات على مقياس MSK-64 وستظل آمنة بعد زلزال بقوة 9 درجات. بالإضافة إلى ذلك، ستكون قادرة على الصمود أمام سقوط طائرة تزن 20 طنًا وتتحرك بسرعة 215 م/ث. بالإضافة إلى تقديرات التصميم الخاصة بسقوط طائرة تزن 200 طن بسرعة لا تزيد عن 100 م/ث.

وستعمل المحطة 350 يوما في السنة ثم يتم إغلاقها لمدة أسبوعين لإجراء التشخيص والصيانة. ومن المخطط أن يتم إجراء الصيانة والإصلاحات سنويا بواسطة فريق متنقل خاص خلال فترة راحة مدتها أسبوعين.

في الوقت الحالي، يتم تطوير محطة يلينا وسيتم تحسين خصائصها مع تقدم أعمال التطوير.