Сможет ли Средний Джо перезагрузить атомную электростанцию?

Не ответ на черный старт (на который уже был дан ответ), а с учетом

Но завод также питается от солнечных батарей, поэтому некоторые внутренние системы безопасности могут работать.

Согласно предпосылке, Джо Средний поступил бы гораздо лучше, если бы решил сорвать солнечные батареи (и прикрепленные к ним батареи) и установить их в деревне. Сообществу из 500 человек не нужно много электроэнергии (не то чтобы каждая семья должна иметь морозильник и стиральную машину).

Установить солнечные панели присяжных гораздо проще, чем перезапустить атомную электростанцию ​​(и сохранить часть энергосистемы в рабочем состоянии!). Если среди выживших есть половина электрика с мультиметром, все готово.

Вы даже можете отправиться на поиски солнечных батарей поблизости. Но да, лучшее долгосрочное решение (через 20 лет большая часть солнечных панелей придет в негодность) — это гидроэнергетика. Может быть, ветряные генераторы, но они гораздо менее надежны.

Я проработал 6 лет инженером на атомной электростанции. Самому запустить завод было бы невозможно, даже если бы он был остановлен начисто, бассейн выдержки как-то не был грудой радиоактивного шлака, а все расходные материалы для обслуживания площадки были в наличии. У нас были сотни сотрудников, которые занимались повседневным обслуживанием, такими как масло для двигателей, смазка для подшипников и все, что я не могу вспомнить.

Однако, если предположить, что Джо смог решить все проблемы, перечисленные выше (найти достаточно энергии, чтобы запустить электростанцию, найти что-то, что потребляет всю энергию и т. д.) и фактически получил электростанцию, вырабатывающую электроэнергию, он (и его 500 со-выжившие) не смогли бы поддерживать работу завода в течение очень долгого времени. Некоторая критическая часть оборудования в конечном итоге выйдет из строя и потребует ремонта, для которого потребуется какое-то специально изготовленное оборудование, которое будет недоступно.

Лучшим выбором Джо будет найти какой-нибудь источник питания, предназначенный для длительного использования без присмотра, такой как солнечные батареи и батареи/инвертор. Тем не менее, Джо должен быть в состоянии найти замечательную коллекцию инструментов и оборудования на Атомной электростанции, которые были бы весьма полезны (включая электромобили, которые он мог бы заряжать от солнечной электростанции) для вещей, не связанных с самой электростанцией.

Не так вероятно

Помимо того, что Джо ничего не знает об электричестве, не говоря уже об атомной энергетике, главная проблема здесь заключается в том, чтобы запустить мощную электростанцию ​​без значительного доступного электричества для начала.

Итак, как говорит нам Википедия, «запуск с нуля — это процесс восстановления работы электростанции или части электрической сети без опоры на внешнюю сеть передачи». Мы можем с уверенностью предположить, что сетка не работает, учитывая апокалипсис и тому подобное. AP1000 указан с прибл. 1,1 ГВт электрической мощности. Википедия снова предлагает «потребовать эксплуатационную мощность станций до 10% от их мощности для насосов питательной воды котлов, нагнетателей воздуха для горения котлов и для подготовки топлива». (хорошо, не все из них применимы к атомной электростанции). Немного уменьшите это значение, поскольку усовершенствованная конструкция AP1000 с «на 35% меньшим количеством насосов» по-прежнему оставляет вам около 50 МВт, необходимых для запуска. Без внешнего источника питания, с которым можно было бы поговорить. 50 МВт солнечной энергии, как упоминалось в вопросе, действительно, действительно огромный. Нужно быть очень удачливым, чтобы найти что-то подобное поблизости, и также маловероятно, что завод будет иметь такую ​​большую резервную мощность (например, дизели) на месте.

Лучший способ заставить его работать (опять же, помимо того, что Джо узнает немного об электричестве и о том, какие кнопки нажимать в диспетчерской атомных электростанций), — это запустить гидроэлектростанцию. Если подумать, то поиск и эксплуатация одного из них должны обеспечить 500 человек достаточным количеством электричества.

В дополнение к другим очень обоснованным опасениям, поднятым в других ответах, другая серьезная проблема заключается в том, что делать со всеми этими 1,21 ГВт мощности. Если предположить, что у вас нет DeLorean, который может убрать остатки, а также предположить, что электрическая сеть разрушена из-за апокалипсиса и всего прочего, тогда возникает гораздо более широкая проблема балансировки нагрузки электрической сети. .

Это огромная тема, выходящая за рамки этого ответа, но магия электрической сети требует большего, чем просто работающая электростанция. Атомная электростанция не может быть просто включена и работает без достаточной нагрузки для питания - вырабатываемая ею энергия должна куда- то деваться . Имея всего 500 человек, вы будете производить ОЧЕНЬ много энергии — гораздо больше, чем может потреблять ваше постапокалиптическое население.

Прежде чем даже думать о запуске электростанции, вам нужно выяснить, что вы собираетесь делать с оставшейся мощностью. Предполагая, что электростанция будет работать в течение следующего десятилетия или около того, вам потребуется долгосрочное решение для устойчивого сброса всей избыточной электроэнергии в какое-либо устойчивое место, особенно таким образом, чтобы оно адаптировалось к нагрузке, потребляемой населением. Обычные заводы не имеют такой инфраструктуры. Атомная энергия — это технология базовой нагрузки, поэтому балансировка в сети осуществляется небольшими генераторами, такими как газовые турбины и т. д., которые включаются и выключаются, чтобы соответствовать потреблению в сети (т. дополнить ) .

В качестве альтернативы, если сеть на самом деле все еще не повреждена, у вас может быть противоположная проблема - одна единственная установка может быть все еще подключена ко всей континентальной электрической сети, и попытка включить ее приведет к тому, что одна единственная установка попытается передать энергию всем. один электрический прибор во всей сети, который все еще подключен и включен. Несоответствие нагрузки такого рода обычно приводит к перегреву генераторов вашей установки и, возможно, к их перегоранию или расплавлению.

В любом случае Джо нужно будет выяснить, какая часть сети еще не повреждена, принять соответствующие меры, чтобы изолировать часть сети, которую завод намеревается запитать (объезд и ручное отключение подстанций, обрезание кабелей и т. д.), расчет эффективной нагрузки на его недавно созданную мини-сеть, учет средств для точного распределения неиспользованной энергии ... даже для одного инженера-электрика, специализирующегося на энергосистемах, это было бы огромной задачей. У среднего Джо нет никакой надежды на ад.

TLDR; Пытаться включить эту штуку — значит ставить телегу впереди лошади. Если среднестатистический Джо думает, что это шаг 1 в процессе, то он точно не добьется успеха. Потребуется много работы с инфраструктурой, которую необходимо подготовить, прежде чем вы сможете даже подумать о шаге «включения».

Среднему Джо с командой из 500 обычных людей, вероятно, потребуется как минимум несколько лет планирования, интенсивного обучения, удачи и решимости, чтобы хотя бы отдаленно иметь шанс осуществить это (этап предварительного планирования и подготовки).

В вопросе есть принципиальная ошибка. Атомная электростанция НЕ МОЖЕТ оставаться без энергии очень долго без катастрофического инцидента.

Сам реакторный чан будет безопасно остановлен, но здесь дело не в этом. НАСТОЯЩАЯ проблема - бассейны для обращения с радиоактивным топливом. Это бассейны с водой, содержащие отработанное радиоактивное топливо, которое является остатками топливных стержней. Радиоактивные отходы будут продолжать выделять тепло и требовать охлаждения в течение многих лет. Это происходит в бассейнах, которые постоянно нужно наполнять водой с помощью насосов. без электричества или дизельных генераторов для питания этих насосов эти бассейны опустеют за несколько дней.

Как только они сливаются, отходы быстро нагреваются, воспламеняются и сжигают все растение. Это будет снова Чернобыль. Большие территории будут загрязнены частицами, для распада которых потребуются сотни тысяч лет.

Самая большая проблема заключается в том, что это произойдет НЕ ТОЛЬКО на интересующей вас атомной электростанции. Это происходит на КАЖДОЙ атомной электростанции во всем мире. а их более 400. В зависимости от того, где вы находитесь, ваше маленькое поселение может подвергаться серьезному риску.

https://www.youtube.com/watch?v=91JZCbGLCvk — это видео из документального фильма о жизни после людей, которое объясняет, что происходит.

Очень маловероятно.

Во-первых, откуда Джо может знать, что атомная электростанция в порядке, только потому, что она не взорвалась? Чернобыльская катастрофа многому научила инженеров. Современные атомные электростанции спроектированы так, чтобы безопасно удерживать активную зону реактора в случае аварии даже без участия человека (к сожалению, Фукусима-дайити была даже старше Чернобыльской АЭС и имела схожие проблемы с конструкцией). Так что даже в случае полного расплавления реактора объект снаружи может выглядеть совершенно нормально. Он может не заметить, пока не взломает дверь и не встретит несколько зивертов смертельной радиации.

Но давайте предположим, что объект действительно безопасен.

Я не техник-ядерщик, но совершенно уверен, что для запуска атомной электростанции нужно нечто большее, чем просто нажать кнопку «Вкл.». Однако велика вероятность, что Джо найдет руководство в шкафу в диспетчерской и сможет использовать его, чтобы научиться процедуре запуска реактора.

Но проблема в том, что реактор, скорее всего, не остановился должным образом. Когда случился апокалипсис, реактор, скорее всего, отключился автоматически, потому что сработала какая-то система безопасности. Это означает, что объект сейчас находится в аварийном состоянии. Попытка вывести объект из этого состояния может потребовать ручного вмешательства. Попытка сделать это без совета обученного техника, скорее всего, нанесет больше вреда, чем пользы, и может раз и навсегда разрушить электростанцию.

Даже с техническим специалистом для запуска объекта потребуется внешнее питание. Атомным электростанциям также требуется внешнее питание для продолжения работы. Потеря внешнего питания является критическим событием отказа, которое приведет к немедленному отключению. После того, как силовая установка была запущена, можно настроить ее так, чтобы она игнорировала условие LOOP, но опять же, для этого потребуется обученный техник, который знает, что он делает. И тут дело доходит до ухода за растением. Рано или поздно Джо придется достать новые топливные элементы (если повезет, они могут быть в наличии) и заменить старые. Я совершенно уверен, что Джо определенно не захочет приблизиться к ним, если только он не готов пожертвовать своей жизнью ради общества. На самом деле с неиспользованными элементами UOX безопаснее обращаться, чем можно было бы предположить. Они токсичны, но только слегка радиоактивным (но Джо мог об этом не знать). Б/у, жесткие, не очень.

Этот анекдот может немного не соответствовать первоначальной теме, но он иллюстрирует, как трудно запустить электростанцию ​​с «холодной» установки (черная установка в приведенных выше примерах).

Когда я служил в ВМС США на эсминце, мы проводили учения BECCE (базовые инженерные учения по борьбе с потерями), которые были разработаны для имитации боевых повреждений и обучения нас тому, как реагировать, чтобы удержать наш корабль либо в бою, либо, по крайней мере, на плаву. .

Упражнение, над которым мы тренировались, заключалось в потере кормового и машинного отделений (отверстий), а это означало, что нам пришлось перекрестно соединить переднее пожарное и машинное отделения, чтобы позволить нам вернуть пар обратно в кормовое машинное отделение, чтобы он мог повернуть винт ( пропеллер) и вырабатывать электроэнергию.

Капитан сбросил боевую гранату с крыла мостика правого борта, чтобы имитировать попадание торпеды в переднюю огневую рубку. Мы должны были провести имитацию ликвидации последствий наводнения, но у нас не было возможности. Граната взорвалась прямо рядом с главным топливным насосом передней пожарной рубки, отключив его, через несколько секунд мы потеряли огонь в передней пожарной рубке (а кормовая рубка была уже «холодной» для бура BECCE), поэтому давление пара упало. быстро. Поскольку оба машинных отделения были перекрестно соединены с передним пожарным отделением, мы быстро израсходовали весь наш пар, и оба привода, и корабельные турбогенераторы вышли из строя, весь корабль погас, что автоматически привело к запуску аварийных дизелей. , но пройдет несколько минут, прежде чем они успокоятся и смогут стабильно обеспечивать электроэнергию,

Как только вы теряете пар в топке, у вас есть буквально несколько минут тепла, достаточного для «горячего старта», в противном случае вам придется делать холодный старт. Настоящий холодный старт на этом типе кораблей занимает 72 часа. Что ж, без топливного насоса (он был с механическим приводом), без электричества для запуска вспомогательного в течение нескольких минут, а также с принудительной тягой воздуха они быстро выработались. Почти сразу включились аварийные генераторы (я знаю, потому что моя станция находилась на переднем аварийном генераторе, и он включился автоматически, напугав нас до чертиков, потому что это не было частью учений, и мы этого не ожидали). Представьте, что вы находитесь внутри герметичной металлической коробки с гигантским дизельным генератором внутри...

У нас был целый корабль , полный обученных инженеров, которые знали наши заводы вдоль и поперек, и нам потребовались часы и часы, чтобы перезапустить завод. Мы знали, что произошло и что нужно было исправить, но все же мы были мертвы в воде большую часть дня и до вечера, прежде чем мы снова набрали пар, чтобы мы могли тронуться. У нас даже были другие корабли того же класса в непосредственной близости, так что мы могли получить запчасти или помощь в случае необходимости.

Представьте себе, что Джо должен узнать, выяснить, настроить, приспособить, исправить, чтобы иметь возможность думать о запуске завода. Наша установка представляла собой довольно простой дизельный паровой котел № 2. По сути, если у вас достаточно электроэнергии для работы вспомогательного топливного насоса, вентилятора с принудительной тягой и вентиляции, вы можете запустить его с помощью бутановой зажигалки и некоторых ноу-хау.

Я прошел обучение военно-морским реакторам в USN, нам потребовалось шесть месяцев интенсивного обучения, чтобы добраться до того момента, когда мы узнали достаточно, чтобы на самом деле обучаться на реальном реакторе (еще шесть месяцев). Маловероятно, что Джо когда-нибудь запустит свой завод.

Я согласен с тем, что ответ не имеет шансов, но что завод (или действительно любой завод тяжелой промышленности) был бы золотой жилой во многих других отношениях (при условии, что вы можете избежать радиоактивного пожара жидкого металла).

Учтите, эти вещи часто строятся на реках, чтобы обеспечить охлаждающую воду для конденсаторов, и они полны всевозможных насосов и клапанов (а также инструментов, кранов и всякой всячины).

На 500 человек атомный бит забудьте (без предохранения прудов-охладителей от высыхания, речная вода не идеальна, а нужды должны, копать траншею), центробежный насос очень похож на гидроэлектрическую турбину, если правильно прищуриться, и у вас, вероятно, есть река.

Начните с малого, найдите скромный центробежный насос низкого давления мощностью в несколько кВт или около того (система отопления административного здания может быть хорошим местом для поиска), постройте водослив, чтобы получить некоторый напор, запустите насос в обратном направлении, как турбину, и прошивайте. одна из фаз двигателя с автомобильным аккумулятором для создания остаточного магнетизма в роторе. Конденсаторы, обеспечивающие реактивную мощность для тока намагничивания, должны быть легко доступны.

Если вы хотите увеличить масштаб (намного), насосы питательной воды конденсатора - это машины класса МВт и ОЧЕНЬ похожие на гидроэлектрические турбины, но это будет через годы (так что закройте шлюзы и слейте их, чтобы сохранить вещи, когда они вам понадобятся). ).

Вы хотите думать, что самый простой способ содрать шкуру с кота, цель - мощность для 500 человек, а не работающий ядерный реактор.

Итак, «средний Джо» здесь — механик, который немного разбирается в электрических машинах и, возможно, имеет лицензию радиолюбителя, но смысл в том, чтобы использовать периферийные части для создания технологии для решения вашей проблемы, а не той, которую вы хотели бы решить. имеют.

С уважением, Дэн.

Если ядерная часть действительно важна для вашей истории, и это действительно безрассудные выжившие, вы можете заставить их соединить горячие радиоактивные отходы с термоэлектрическими соединителями для получения электричества из тепла.

В основном это то, что вы могли бы сделать https://en.wikipedia.org/wiki/Radioisotope_thermoelectric_generator

Как еще один выживший после ядерной энергетической программы ВМС США, я хотел бы добавить, что ~2 года без технического обслуживания, даже если предположить, что хранилище отработавшего топлива обслуживалось должным образом, ни в одной из труб на самой электростанции не осталось бы воды.
Теплоноситель первого контура обязательно должен быть чистым и химически обработанным, особенно в водо-водяных реакторах такого типа.
Мой опыт водопроводчика/механика на подводных лодках подсказывает мне, что не бывает труб, которые не протекают, так что два года, когда никто не присматривает за доливкой, будут не только пустые трубы, но и засохший осадок, вероятно, с любовным, трудно найти, горячие точки радиоактивного материала.
Я не знаю, есть ли у гражданских заводов перегонные установки на месте, но наши корабельные приводились в движение паром, так что у вас тоже есть небольшая проблема с чистой водой.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Это также предполагает, что за это время никто не сбежал с каким-либо важным оборудованием.
Кроме того, одной из критических частей, которая не очень подвижна, являются редукторы. Это то, что берет десятки тысяч оборотов в минуту, на которых работала бы ваша паровая турбина, и уменьшает их до того, с чем может справиться генератор. Если они не будут должным образом очищены и смазаны перед попыткой запуска, могут возникнуть проблемы.

Сможете ли вы перезапустить и запустить атомную электростанцию? Если ты не профессионал, ты даже себя не знаешь. Так что в лучшем (в худшем) среднем Джо поверит, что он может это сделать. И тогда он, скорее всего, обнаружит, что был неправ.

yes/better -> he cannot do it
yes/worse  -> he can do it
yes/same   -> up to your story
no/better  -> he could never ever do it
no/worse   -> he might have a chance 
no/same    -> he cannot do it

Нет. Если бы вы никогда не учились этому, смогли бы вы вообще завести машину (не с автоматической коробкой передач)? Нет.

Могли бы вы даже использовать простой настольный компьютер? Нет.

В этом случае вы, вероятно, преуспеете, если будете искать документацию, книги и другую информацию об использовании.

Но в случае с АЭС такого нет. Это сложный механизм. Ты понятия не имеешь, что тебе нужно делать. Если вы физик-ядерщик, специализирующийся на ядерных реакторах, но без каких-либо знаний о фактической панели управления типа ядерного реактора, возможно, у вас есть такие же шансы на успех, но очень ограниченные шансы.

Честно говоря, вы даже не смогли перезапустить производственную линию по производству кока-колы. Вы не нашли, где его можно включить. Это не так просто, вы просто нажимаете кнопку и получаете колу. На самом деле машин много, каждая со своим ноу-хау, и эти машины работают во взаимодействии.

Вы помните, как впервые в жизни сели за компьютер? Вы помните, как впервые в жизни сели в машину? Помните полное безвыходное ощущение, что вы не имеете ни малейшего представления, что это за чертовщина?

Автомобиль и компьютер созданы для того, чтобы ими было легко пользоваться. Даже линия по производству колы - нет. И силовая установка, совсем нет.

В случае с атомными электростанциями есть бонусный механизм для борьбы. Есть очень жесткая система безопасности для предотвращения расплавления активной зоны (взрыв невозможен, но общество об этом не знает, а расплавление активной зоны может иметь и минимальный риск для окружающих).

Это дублирующие системы, дополняющие друг друга, и в случае практически любой «проблемы» они будут сбивать мощность. Это тоже пассивные системы: если не заслужили, тоже расстреляют.

(Например: борные регулирующие стержни, управляющие атомными электростанциями, управляются электродвигателями. Эти электродвигатели должны работать против веса этих стержней. Если на них не подается питание, стержни сами по себе падают в активную зону реактора. вес, и реактор останавливается. Это очень важная инженерная особенность: «поведение по умолчанию» любой части системы должно быть таким, что электростанция просто останавливается сама.)

Таких систем много (минимум 3, избыточных), и избежать их можно только в том случае, если вы их все глубоко знаете. Это, вы не можете сделать.

Но, с другой стороны: такие электростанции должны выдерживать случай, если их системы обесточены. При необходимости их часто отключают от электросети или вашей страны/континента, и в этом случае они не только не могут дать электроэнергию в вашу страну, но и не получают.

Но это очень важно, т.е. если нет питания, нельзя запустить диспетчерскую, которая могла бы запустить электростанцию. :-)

Для таких случаев у них есть большие дизель-генераторы, которые способны длительное время питать систему управления силовой установкой. У них много дизельного топлива, и они хорошо обслуживаются.

Это не солнечные панели, они дорогие и работают только днем. Дизельный генератор используется со времен первых электростанций с электронным управлением (которые, вероятно, были угольными электростанциями, вероятно, в США, вероятно, около 1850-1880 гг.).

Если вам повезет, вы можете найти это масло в них. В вашей жизни, а может и в жизни ваших детей, этого будет достаточно, чтобы обогреть свой дом.