ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Специальное оборудование атомных электростанций Ю Действие коррозионной среды из "Материалы ядерных энергетических установок " Обычный парогенератор расположен вокруг камеры сгорания, имеющей примерно прямоугольную форму. Схема парогенератора на 660 МВт показана на рис. 3.1, а внешний вид такого парогенератора — на рис. 3.2. Испаритель, который составляет главную часть стенок камеры, состоит из вертикальных трубок диаметром от 30 до 90 мм и получает основную часть тепла за счет излучения. [c.10] Другими важными узлами парового котла являются воздухонагреватель, обычно представляющий собой вращаю-Ш.ИЙСЯ барабан с чередующимися пластинами, в котором воздух нагревается теплом отходящих газов горелки со вспомогательными частями вентиляторы и, в случае парового котла, работающего на угле мельницы, сжигающие устройства. Отработанные газы, выходя из воздухонагревателя, проходят через фильтры, которые удаляют твердые частицы, затем они выводятся в атмосферу. [c.12] В чистом виде ядерное горючее практически нигде не используется, кроме некоторых исследовательских реакторов. В промышленных реакторах активная зона разбавлена или Th, которые под действием нейтронов превращаются в 2 Pu или частично или полностью возмещая используемое топливо. [c.13] Съем тепла при такой удельной энергонапряженности тепловыделяющих элементов обеспечивается использованием в качестве теплоносителя жидкого натрия, причем подобные системы, несмотря на высокие коррозионные свойства и большое влияние на реактивность, можно использовать при давлении, близком к атмосферному. В качестве альтернативного решения предложено использование гелия. [c.13] Высокая радиоактивность натрия в первом контуре, обусловленная облучением нейтронами, требует, чтобы первый контур находился в том же герметичном и защищенном корпусе, что и активная зона, а отвод тепла к парогенератору осуществлялся с помощью второго натриевого контура. [c.14] Реакторы на тепловых нейтронах работают на менее обогащенном топливе, чем реакторы на быстрых нейтронах, потому что сечение поглощения тепловых нейтронов, вызывающих деление, у топлива значительно больше, чем у воспроизводящего материала. Следовательно, стоимость тепловыделяющих элементов значительно ниже, что дает определенные преимущества. Замедление нейтронов до тепловых достигается применением замедлителя (материала с относительно невысокой атомной массой и малым сечением поглощения нейтронов), помещаемым между топливными каналами, которые имеют несколько увеличенные размеры по сравнению с реакторами на быстрых нейтронах. В качестве замедлителя используют обычную воду, тяжелую воду, а также графит. [c.15] Однако тепловые нейтроны более легко захватываются конструкционными материалами, чем быстрые, поэтому необходима тщательная разработка и выбор материалов, которые должны свести к минимуму захват нейтронов. Для материалов активной зоны предпочтительно использовать такие элементы, как графит, бериллий, магний, цирконий и алюминий, которые имеют небольшое сечение поглощения нейтронов, в то время как железо и легированные стали менее пригодны для этой цели. [c.15] Что касается стержней контроля и управления, то в качестве основных элементов они могут включать бор, литий, гафний, кадмий или редкоземельные металлы, которые используют как в чистом виде, так и в качестве легирующих. [c.15] К наиболее простым реакторам на тепловых нейтронах относятся легководные, или водо-водяные, реакторы, в которых обычная (легкая) вода выступает в качестве теплоносителя и замедлителя одновременно. Химическое соединение атомов водорода и кислорода образует очень эффективный замедлитель, который позволяет создавать очень компактные энергетические установки. [c.15] Простота и доступность оборудования исключают всякую возможность неудовлетворительной сепарации пара в верхней части активной зоны. [c.16] В реакторах типа PWR (рис. 3.5) водяной теплоноситель прокачивается насосами через реактор и парогенераторы (в такого типа реакторах парогенераторов может быть несколько). [c.17] Реактор PWR имеет два основных преимущества, которые компенсируют его большую по сравнению с реактором BWR сложность. [c.17] Во-первых, нет необходимости поддерживать точный химический состав водяного теплоносителя, грубое регулирование реактивности может быть обеспечено поглощающими добавками (обычно борной кислоты). [c.17] Во-вторых, в теплоносителе остается значительн 1й запас тепла и система имеет возможность быстро реагировать на различные режимы тепловых нагрузок. Это обеспечивает высокую надежность системы. [c.17] Этот тип тяжеловодного реактора, похожий на реакторы типа PWR, обычно использует в качестве теплоносителя тяжелую воду под давлением, а пар производится в специальном парогенераторе. Исключительная экономия нейтронов позволяет использовать в качестве горючего природный уран, а применение нагнетаемой воды дает возможность использования конструкций с горизонтальным расположением каналов (рис. 3.6). [c.18] Кипящий реактор с тяжеловодньш замедлителем (рис. 3.7) имеет вертикальное расположение каналов, использует, как правило, в качестве теплоносителя обычную воду и для увеличения устойчивости в работе при малой глубине выгорания допускает-небольшое обогащение. [c.19] Специфическая особенность всех реакторов этого типа — требование точной подгонки труб, по которым циркулирует пароводяная смесь. Это не столь существенно в случае простой прокачки теплоносителя по трубам, но при кипении в трубах и прокачке по ним пароводяной смеси становится серьезной проблемой. Все реакторы, теплоносителями в которых служат жидкости, должны иметь в ответственных местах двойные оболочки во избежание потери давления в контуре. Такой оболочке обычно придается соответствующая форма и она может выдержать используемое давление, однако в некоторых конструкциях применяют жидкостные затворы. [c.19] Стоимость такого реактора будет больше вследствие увеличения размеров активной зоны. Однако в этом случае нет необходимости в различном сложном оборудовании на случай разрушения давлением корпуса реактора, так как корпус выполняется из напряженной стали и напряжение в ней компенсирует усилия, вызванные высоким давлением, кроме того, ядерные характеристики получаются несколько лучше, что дает возможность использовать топливо с меньшим, чем в водо-водяных реакторах, обогащением. Теплоносителем в подобных газовых реакторах служит двуокись углерода (СО2). или гелий (Не). Важное преимущество заключается в том, что пароводяной контур не является активным, н текущий осмотр оборудования или ремонт не вызывает специфических трудностей и опасности для здоровья обслуживающего персонала. [c.20] Вернуться к основной статье