奥布宁斯克核电站——世界上第一座核电站的历史

1954年6月27日，在莫斯科附近的奥布宁斯克市，世界上第一座有效功率为5000千瓦的核电站（NPP-1）投入运行。

天王星于 1789 年由德国化学家马丁·克拉普罗思 (Martin Klaproth) 发现，并以天王星命名。几十年后，即 1951 年 12 月，在美国爱达荷州阿科的 EBR-I 实验增殖反应堆中，核电首次产生了电力——可以点亮四个灯泡。然而，EBR-I 并非设计用于发电。

位于奥布宁斯克的 NPP-1 是世界上第一座生产商业电力的核电站。

世界上第一座核电站

在创造世界第一 核电站 苏联的主要研究所、设计局和工厂都参加了。该问题的科学管理由原子能研究所 (IAE) 和院士 I. V. Kurchatov 亲自进行。自 1951 年以来，科学和技术管理一直委托给物理与能源研究所及其所长 D. I. Blohintsev 教授。

A.K.克拉辛任第一副主任。燃料元件（燃料棒）的开发由 V.A. Malykh 领导。反应堆的设计是由院士 N. A. Dolezhal 和他最亲密的助手 P. I. Aleshenkov 领导的团队进行的。最重要的系统之一——反应堆控制和保护系统——是在苏联科学院通讯院士 I. Ya. Emelyanov 的领导下开发的。

1950 年代奥布尼斯克核电站的建设

1950年2月，科学家提议在莫斯科地区建造一个实验反应堆，以产生3万千瓦的热量和5000千瓦的电力。苏联部长会议于 1950 年 5 月批准了该项目。

1950年12月底，公布了反应堆和火力发电厂的设计方案，次年年底，开始了设备的详细设计和生产。施工于 1951 年 7 月开始。

第一座核电站选择了水-石墨通道反应堆。其中，减速剂是石墨，水用于带走燃料元件中释放的热量（顺便说一句，它也参与中子的减速）。

苏联。卡卢加地区。奥布宁斯克。世界上第一座核电站的反应堆。塔斯社摄 / Valentin Kunov

动力反应堆的基本结构——复杂且昂贵的技术结构——非常简单。

水-石墨通道反应堆是第一座核电站的前身，由一堆穿有垂直孔的石墨块组成。这些孔形成一个均匀的网格。它们包含带燃料元件的燃料通道以及控制和保护装置 (CPS)。

石墨包放置在充满惰性气体的密封反应器空间中。反应器空间由底板形成，砌体搁置在底板上，侧护套和上板具有与砌体中的开口相对应的开口。

为了去除第一个 NPP 燃料元件中释放的热量，提供了两个循环回路。

第一电路是密封的。在其中，水（冷却剂）从上方送入每个燃料通道，在那里被加热，然后进入热交换器 - 蒸汽发生器，冷却后，泵将其返回反应堆。

在第二个回路中，在蒸汽发生器中产生驱动传统涡轮机的蒸汽。因此，能源反应堆取代了热电厂的蒸汽锅炉。因此，它通常被称为产生蒸汽的核电站。

第一核电站反应堆结构图

现在，第一座核电站的设备看起来简单而普通。特别是对于专家。但是大约 70 年前，当它被创建时，还没有可用来检查计算结果的模拟物、模型或工作台。

还有很多问题。如何将水从初级电路分配到所有 128 个燃料通道和每个通道的四个燃料电池，以及当通道功率发生变化时（在运行期间不可避免），这种分配将如何变化？

当通道中的水密度再次不可避免地发生变化时，尤其是在启动期间预热和关闭期间冷却期间，反应堆从一种进料过渡到另一种进料时，反应堆将如何表现？

随着第一座核电站的开始运行，这些问题和许多其他问题都得到了答案，这充分证实了科学家和电站开发人员的期望。

第一座核电站的设计所涉及的解决方案非常成功，即使是现在，经过四十年的运行，它仍继续成功地用于科学和技术实验。

1956 年，第一个商用核电站 Calder Hall 1 并入英国国家电网。 1958年，美国第一座商业核电站——希普波特核电站建成。 1964年，第一座法国动力反应堆EDF1在卢瓦尔河畔的希农运行。

在大约 4 年的时间里，在托木斯克的西伯利亚核电站启用之前，奥布宁斯克一直是苏联唯一的核反应堆。下一个连接到电网的苏联核电站是 1964 年的 100 兆瓦别洛亚尔斯克第一核电站（见 — 俄罗斯的核电站).

贝洛亚尔核电厂和比利宾核电厂的第一级反应堆距离奥布宁斯克反应堆最近。但也有根本的区别。在别洛亚尔斯克核电站，蒸汽的核过热在世界实践中首次被使用。

通道反应堆的创建和十年运行的经验使得开发串联动力反应堆 RBMK（高功率沸腾反应堆）的项目成为可能。它的热方案与带有水-石墨通道的反应堆相同，但燃料元件不是管状的，而是棒状的，带有锆合金衬里，对中子的吸收很弱。

18根这样的燃料棒组合成一个燃料组件，该组件安装在锆管的顶部，形成燃料通道。保护和控制装置在同一管道中运行。

燃料通道的设计使得在不关闭反应堆的情况下重新装载燃料（使用特殊机器）成为可能，这对于几乎所有其他类型的反应堆来说都是不可避免的。反应堆运行时间增加，铀利用效率大大提高。

沟道水-石墨反应器RBMK结构图

第一个具有 1000 兆瓦电力容量的 RBMK 安装在列宁格勒核电站，该核电站于 1973 年投入使用。切尔诺贝利核电站也安装了相同的反应堆。

1983 年底，第一台 RBMK-1500 在 Ignalina NPP 投入使用。因此，在不到30年的时间里，反应堆的单位功率增加了300倍。一台 RBMK-1500 的容量与 GOELRO 计划下建造的所有发电厂的容量相同。多年来，伊格纳利纳反应堆一直是世界上最强大的反应堆。

根据国际原子能机构的数据，目前全球有 443 座民用核反应堆在运行，另有 51 座正在建设中。

奥布宁斯克核电站主控面板

奥布宁斯克核电站于 2002 年 4 月关闭退役，即无事故运行 48 年，比原计划延长了 18 年，期间仅进行了一次大修。

第一座核电站的重要性怎么估计都不过分。它在核能的发展、下一站项目中包含的技术解决方案的合理性以及高素质人才的培训方面发挥着巨大的作用。

2009年，在奥布宁斯克核电站的基础上建立了核能博物馆。