نیروگاه نوواوارنژ-۲ (Novovoronezh-۲ NPP)

نوواوارنژ-۲ با بهره‌گیری از طراحی پیشرفته رآکتورVVER-۱۲۰۰، به‌عنوان یکی ازاولین نیروگاه‌های هسته‌ای نسل۳+  شناخته می‌شود که استانداردهای جدیدی را در حوزه ایمنی، طول عمر و کارایی نیروگاه‌های هسته‌ای تعریف کرده است. رآکتور VVER-۱۲۰۰  از نوع V-۳۹۲M، با ترکیبی از سیستم‌های ایمنی فعال و غیرفعال، به سطح بالایی از ایمنی دست یافته که در شرایط اضطراری، حتی بدون دخالت مستقیم اپراتورها، عملکرد ایمن نیروگاه را تضمین می‌کند. این رآکتور علاوه بر افزایش قابلیت‌های ایمنی، با طراحی بهینه و پیشرفته خود، طول عمر نیروگاه را به ۶۰ سال افزایش داده و امکان تولید۱۲۰۰مگاوات توان خالص رافراهم کرده است.این ویژگی‌ها باعث شده تا این طراحی به یکی از مطمئن‌ترین و کارآمدترین فناوری‌های هسته‌ای در جهان تبدیل شود.
   
ویژگی‌ها و اهمیت طراحی
VVER-۱۲۰۰ در نوواوارنژ-۲

۱. افزایش ایمنی: استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده پسیو، کنترل فشار خودکار و محفظه دوجداره ازجمله فناوری‌های کلیدی در این رآکتور هستند که به کاهش احتمال حوادث و مدیریت ایمن شرایط اضطراری کمک می‌کنند. این سیستم‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که حتی در صورت قطع برق یا خرابی سیستم‌های اصلی، از آسیب به هسته رآکتور جلوگیری کنند.

۲.بهره‌وری و صرفه‌جویی اقتصادی: طراحی VVER-۱۲۰۰ با استفاده از مواد مقاوم و فناوری‌های پیشرفته، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش و بازدهی انرژی را افزایش داده است. همچنین، این نیروگاه با توان تولید ۱۲۰۰ مگاوات برق خالص، نقش مهمی در تأمین پایدار انرژی در روسیه و کشورهای مقصد صادرات فناوری ایفا می‌کند.

۳.تأییدات بین‌المللی: طراحی VVER-۱۲۰۰ توسط آژانس بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA) و در قالب گزارش Status Report ۱۰۷ تأیید شده است. این تأییدیه‌ها بیانگر انطباق کامل این فناوری با استانداردهای جهانی در زمینه ایمنی، بهره‌وری و مدیریت پسماندهای هسته‌ای است.

۴.کاربردهای بین‌المللی: علاوه بر بهره‌برداری از واحدهای نوواوارنژ-۲، این طراحی در نیروگاه‌های هسته‌ای روپپور در بنگلادش نیز به کار گرفته شده است که نشان‌دهنده اعتماد بین‌المللی به این فناوری پیشرفته است.

به عنوان جمع‌بندی کلی باید گفت نیروگاه هسته‌ای نوواوارنژ-۲ با استفاده از طراحی نوآورانه VVER-۱۲۰۰، نه‌تنها به‌عنوان یک پروژه پیشرو در توسعه انرژی هسته‌ای در روسیه شناخته می‌شود، بلکه الگویی برای سایر کشورها در بهره‌برداری از انرژی هسته‌ای ایمن و پایدار است. این نیروگاه با تلفیق فناوری‌های نوین، استانداردهای ایمنی بالا و طول عمر طولانی، نقش مهمی در تأمین انرژی پاک و پایدار ایفا می‌کند و به‌عنوان یک دستاورد برجسته در صنعت هسته‌ای جهان مطرح است.
     
مشخصات فنی کلیدی واحد
واحد نیروگاهی شامل یک رآکتور آب تحت فشار (PWR) است که برای تولید و تأمین بخار خشک اشباع‌شده به واحد توربین-ژنراتور طراحی شده است. در این واحد، انرژی حرارتی بخار به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و توربین به‌عنوان محرک ژنراتور عمل می‌کند. چرخه حرارتی واحد به صورت دومداری طراحی شده است.

مدار اولیه:
مدار اولیه حاوی سیال خنک‌کننده رادیواکتیو است و از یک رآکتور هسته‌ای حرارتی ــ نوترونی ناهمگن، چهار حلقه اصلی گردش و یک فشاردهنده بخار تشکیل شده است.
هر حلقه گردش شامل یک مولد بخار (سرهای مدار اولیه و فضای داخلی لوله‌های مبدل حرارتی) و یک مجموعه پمپ خنک‌کننده رآکتور است که از طریق لوله‌های اصلی خنک‌کننده به رآکتور متصل می‌شود.

مدار ثانویه:
مدار ثانویه غیررادیواکتیو است و شامل بخش تولید بخار مولدهای بخار، لوله‌های بخار اصلی، یک توربین، تجهیزات کمکی و سیستم‌های مرتبط برای هواگیری، گرم‌کردن و تأمین آب تغذیه به مولدهای بخار است.
توربین مجهز به یک واحد کندانسور،تجهیزات احیایی برای گرم‌کردن آب تغذیه،جداکننده‌های رطوبت وبازگرم‌کننده‌ها است.

سیستم‌های ایمنی:
واحد دارای سیستم‌های ایمنی است که برای جلوگیری از حوادث پایه طراحی و یا محدود کردن پیامدهای آنها در نظر گرفته شده است.
این واحدشامل سیستم‌هایی است که وظایف ایمنی مربوط به مدیریت شرایط فراترازحوادث طراحی(DEC)راانجام می‌دهند.

نمودار جریان پایه‌ای
نمودار جریان پایه‌ای (Basic Flow diagram) یک واحد VVER-۱۲۰۰ شامل اجزای مختلفی است که در دو مدار اصلی و ثانویه عمل می‌کنند. این طراحی برای بهینه‌سازی عملکرد، ایمنی و کارایی نیروگاه به‌طور دقیق تنظیم شده است.
مدار اولیه: مدار اولیه رادیواکتیو است و شامل اجزای زیر است:
رآکتور: که انرژی حرارتی از واکنش‌های هسته‌ای تولید می‌کند.
چهار حلقه گردش اصلی: (MCP) که جریان آب سرد را از رآکتور به سمت مولد بخار و برعکس هدایت می‌کند.
چهار پمپ خنک‌کننده رآکتور: که جریان آب خنک‌کننده را در مدار اولیه به حرکت درمی‌آورد.
مولد بخار: از آن به‌عنوان محلی برای انتقال حرارت به مدار ثانویه استفاده می‌شود. 
فشارساز بخار(Steam Pressurizer): فشارمدار اولیه را تنظیم می‌کند و در مواقع افزایش فشار به دستگاه‌های ایمنی عمل می‌کند. 
در این مدار آب با بوریک اسید به‌عنوان خنک‌کننده و مدراتور در رآکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. آب به‌صورت مداوم از طریق قلب رآکتور عبور کرده و حرارت جذب‌شده را از رآکتور به مولد بخار منتقل می‌کند. این فرآیند باعث تولید بخار در مدار ثانویه می‌شود. 
مدار ثانویه: مدار ثانویه غیررادیواکتیو است و شامل بخش‌های زیر است:
مولد بخار (SG): بخار مورد نیاز برای گردش در توربین را تولید می‌کند. 
پمپ‌های تغذیه آب: آب تغذیه را از دی‌اریتور به مولدهای بخار ارسال می‌کنند. 
توربین:‌ بخار تولیدشده از SG وارد توربین می‌شود و انرژی حرارتی را به انرژی مکانیکی چرخشی تبدیل می‌کند. 
کنسانتر: بخار پس ازعبور ازتوربین به کنسانتر وارد می‌شود تا توسط آب خنک‌کننده جریان یابد و به آب مایع تبدیل شود. 
سیستم‌های تقویت‌کننده و رطوبت‌گیر: بخار پس از گذر از توربین دوباره گرم می‌شود و برای استفاده مجدد به دی‌اریتور و مولد بخار بازمی‌گردد. 
در این مدار، آب تغذیه از ‌ژنراتور به‌وسیله پمپ‌ها به مولد بخار ارسال شده و طی فرآیندهای مختلفی مانند گرمایش و دی‌اکسیداسیون برای بهبود کیفیت بخار تغذیه می‌شود.
سیستم‌های ایمنی: 
سیستم‌های ایمنی در طراحی VVER-۱۲۰۰ ترکیبی از سیستم‌های فعال و غیرفعال است. این سیستم‌ها برای جلوگیری از بروز حوادث و کاهش پیامدهای آنها در نظر گرفته شده‌اند. از جمله سیستم‌های ایمنی می‌توان به سیستم‌های کنترل فشار، سیستم‌های محافظت از تجهیزات و سیستم‌های فعال و غیرفعال آتش‌نشانی اشاره کرد. 
سیستم‌های پشتیبانی عملیات عادی 
برخی از سیستم‌های اصلی پشتیبانی که برای عملیات عادی نیروگاه در نظر گرفته شده‌اند عبارتند از: 
سیستم کنترل حجم و شیمی مدار اولیه 
سیستم خنک‌کننده استخر سوخت 
سیستم نمونه‌برداری و تخلیه مدار اولیه 
سیستم تصفیه آب فعال و سیستم‌های تهویه و تهویه مطبوع 
سیستم‌های برق نیروگاه  
سیستم‌های برق نیروگاه شامل تولید و انتقال برق و سیستم برق کمکی برای تأمین انرژی ضروری در حین عملیات است. این طراحی سیستم‌ها و تجهیزات به‌گونه‌ای است که شرایط عملیاتی ایمن و پایدار را برای نیروگاه فراهم می‌کند و در عین حال توانایی مدیریت شرایط اضطراری و تعمیرات را نیز دارد. 
     
چیدمان عمومی نیروگاه نوواوارنژ-۲

توابع ایمنی
مفهوم دفاع چند لایه (defence-in-depth) در طراحی نیروگاه هسته‌ای به این معناست که از اقدامات مهندسی مختلفی برای تضمین ایمنی استفاده می‌شود. این اقدامات شامل سیستم‌های ایمنی حفاظتی، محلی‌سازی و پشتیبانی و همچنین سیستم‌های کنترل و ابزارآلات ایمنی (I&C) است. هدف اصلی از این اقدامات رسیدن به چهار هدف ایمنی زیر است: 
۱.آغاز عملکرد اضطراری و نگهداری رآکتور در حالت زیر بحرانی‌
۲.حذف اضطراری گرما از رآکتور 
۳.محصور کردن مواد رادیواکتیو در مرزهای مشخص 
۴.فراهم کردن شرایط مناسب برای عملکرد سیستم‌های ایمنی 
برای حذف گرمای اضطراری از سوخت هسته‌ای، گرما از سوخت در رآکتور و همچنین در استخر سوخت باید حذف شود. همچنین نگهداری سطح آب در مخزن رآکتور و استخر سوخت ضروری است و این گرما باید به منبع نهایی گرما منتقل شود. 
در زمینه محصور کردن مواد رادیواکتیو هدف این است که هر گونه نشت مواد رادیواکتیو به بیرون از سیستم‌ها و لوله‌های غیرمقاوم در اثر زلزله جلوگیری شود. علاوه بر این، سیستم‌های پشتیبانی برای عملکرد درست سیستم‌های ایمنی از جمله تأمین برق اضطراری و تهویه نیز در نظر گرفته شده است. 
این اهداف ایمنی در چهار دسته کلی تقسیم می‌شوند: 
 هدف A:‌ آغاز عملکرد اضطراری و نگهداری رآکتور در حالت زیر بحرانی‌ 
 هدف B:‌ حذف اضطراری گرما از سوخت  
 هدف C:‌ محصور کردن مواد رادیواکتیو  
 هدف D:‌ پشتیبانی از عملکرد سیستم‌های ایمنی  
هر کدام از این اهداف به مجموعه‌ای از توابع خاص نیاز دارند که به‌طور دقیق برای ایمنی نیروگاه طراحی شده‌اند.