奧布寧斯克核電站——世界上第一座核電站的歷史

1954年6月27日，在莫斯科附近的奧布寧斯克市，世界上第一座有效功率為5000千瓦的核電站（NPP-1）投入運行。

天王星于 1789 年由德國化學家馬丁·克拉普羅思 (Martin Klaproth) 發現，並以天王星命名。幾十年後，即 1951 年 12 月，在美國愛達荷州阿科的 EBR-I 實驗增殖反應堆中，核電首次產生了電力——可以點亮四個燈泡。然而，EBR-I 並非設計用於發電。

位於奧布寧斯克的 NPP-1 是世界上第一座生產商業電力的核電站。

世界上第一座核電站

在創造世界第一 核電站 蘇聯的主要研究所、設計局和工廠都參加了。該問題的科學管理由原子能研究所 (IAE) 和院士 I. V. Kurchatov 親自進行。自 1951 年以來，科學和技術管理一直委託給物理與能源研究所及其所長 D. I. Blohintsev 教授。

A.K.克拉辛任第一副主任。燃料元件（燃料棒）的開發由 V.A. Malykh 領導。反應堆的設計是由院士 N. A. Dolezhal 和他最親密的助手 P. I. Aleshenkov 領導的團隊進行的。最重要的系統之一——反應堆控制和保護系統——是在蘇聯科學院通訊院士 I. Ya. Emelyanov 的領導下開發的。

1950 年代奧布尼斯克核電站的建設

1950年2月，科學家提議在莫斯科地區建造一個實驗反應堆，以產生3萬千瓦的熱量和5000千瓦的電力。蘇聯部長會議於 1950 年 5 月批准了該項目。

1950年12月底，公佈了反應堆和火力發電廠的設計方案，次年年底，開始了設備的詳細設計和生產。施工於 1951 年 7 月開始。

第一座核電站選擇了水-石墨通道反應堆。其中，減速劑是石墨，水用於帶走燃料元件中釋放的熱量（順便說一句，它也參與中子的減速）。

蘇聯。卡盧加地區。奧布寧斯克。世界上第一座核電站的反應堆。塔斯社攝 / Valentin Kunov

動力反應堆的基本結構——複雜且昂貴的技術結構——非常簡單。

水-石墨通道反應堆是第一座核電站的前身，由一堆穿有垂直孔的石墨塊組成。這些孔形成一個均勻的網格。它們包含帶燃料元件的燃料通道以及控制和保護裝置 (CPS)。

石墨包放置在充滿惰性氣體的密封反應器空間中。反應器空間由底板形成，砌體擱置在底板上，側護套和上板具有與砌體中的開口相對應的開口。

為了去除第一個 NPP 燃料元件中釋放的熱量，提供了兩個循環迴路。

第一電路是密封的。在其中，水（冷卻劑）從上方送入每個燃料通道，在那裡被加熱，然後進入熱交換器 - 蒸汽發生器，冷卻後，泵將其返回反應堆。

在第二個迴路中，在蒸汽發生器中產生驅動傳統渦輪機的蒸汽。因此，能源反應堆取代了熱電廠的蒸汽鍋爐。因此，它通常被稱為產生蒸汽的核電站。

第一核電站反應堆結構圖

現在第一座核電站的設備看起來簡單而普通。特別是對於專家。但是大約 70 年前，當它被創建時，還沒有可用來檢查計算結果的模擬物、模型或工作台。

還有很多問題。如何將水從初級電路分配到所有 128 個燃料通道和每個通道的四個燃料電池，以及當通道功率發生變化時（在運行期間不可避免），這種分配將如何變化？

當通道中的水密度再次不可避免地發生變化時，尤其是在啟動期間預熱和關閉期間冷卻期間，反應堆從一種進料過渡到另一種進料時，反應堆將如何表現？

隨著第一座核電站的開始運行，這些問題和許多其他問題都得到了答案，這充分證實了科學家和電站開發人員的期望。

第一座核電站的設計所涉及的解決方案非常成功，即使是現在，經過四十年的運行，它仍繼續成功地用於科學和技術實驗。

1956 年，第一個商用核電站 Calder Hall 1 併入英國國家電網。 1958年，美國第一座商業核電站——希普波特核電站建成。 1964年，第一座法國動力反應堆EDF1在盧瓦爾河畔的希農運行。

在大約 4 年的時間裡，在托木斯克的西伯利亞核電站啟用之前，奧布寧斯克一直是蘇聯唯一的核反應堆。下一個連接到電網的蘇聯核電站是 1964 年的 100 兆瓦別洛亞爾斯克第一核電站（見 — 俄羅斯的核電站).

貝洛亞爾核電廠和比利賓核電廠的第一級反應堆距離奧布寧斯克反應堆最近。但也有根本的區別。在別洛亞爾斯克核電站，蒸汽的核過熱在世界實踐中首次被使用。

通道反應堆的創建和十年運行的經驗使得開發串聯動力反應堆 RBMK（高功率沸騰反應堆）的項目成為可能。它的熱方案與帶有水-石墨通道的反應堆相同，但燃料元件不是管狀的，而是棒狀的，帶有鋯合金襯裡，對中子的吸收很弱。

18根這樣的燃料棒組合成一個燃料組件，該組件安裝在鋯管的頂部，形成燃料通道。保護和控制裝置在同一管道中運行。

燃料通道的設計使得在不關閉反應堆的情況下重新裝載燃料（使用特殊機器）成為可能，這對於幾乎所有其他類型的反應堆來說都是不可避免的。反應堆運行時間增加，鈾利用效率大大提高。

溝道水-石墨反應器RBMK結構圖

第一台發電容量為 1000 兆瓦的 RBMK 安裝在列寧格勒核電站，該核電站於 1973 年投入使用。切爾諾貝利核電站也安裝了相同的反應堆。

1983 年底，第一台 RBMK-1500 在 Ignalina NPP 投入使用。因此，在不到30年的時間裡，反應堆的單位功率增加了300倍。一台 RBMK-1500 的容量與 GOELRO 計劃下建造的所有發電廠的容量相同。多年來，伊格納利納反應堆一直是世界上最強大的反應堆。

根據國際原子能機構的數據，目前全球有 443 座民用核反應堆在運行，另有 51 座正在建設中。

奧布寧斯克核電站主控面板

奧布寧斯克核電站於 2002 年 4 月關閉退役，即無事故運行 48 年，比原計劃延長了 18 年，期間僅進行了一次大修。

第一座核電站的重要性怎麼估計都不過分。它在核能的發展、下一站項目中包含的技術解決方案的合理性以及高素質人才的培訓方面發揮著巨大的作用。

2009年，在奧布寧斯克核電站的基礎上建立了核能博物館。