Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Канальные ядерные реакторы

Канальные реакторы получили относительно ограниченное распространение. Было создано несколько типов канальных реакторов: водо-графитовые, охлаждаемые кипящей и некипящей водой, тяжеловодные, охлаждаемые некипящей тяжелой водой и кипящей обычной. Кипящих графитовых и тяжеловодных с охлаждением тяжелой водой было построено около полутора десятков каждого типа. В нашей стране получили развитие кипящие реакторы типа РБМК с графитовым замедлителем, прототипом для которых послужил канальный графитовый реактор первой в мире АЭС.

Активная зона реактора РБМК представляет собой цилиндрический блок графитового замедлителя, равномерно пронизанный параллельными вертикальными канальными трубами, в которых располагаются ТВС, охлаждающиеся движущейся снизу вверх водой, массовое паросодержание в которой на выходе достигает 15-30%. Внутриканальное давление достигает 8 МПа, что требует использования прочного циркониевого сплава. Диаметр каналов 88 мм, толщина стенки 4 мм. Каналы изготовляются из сплава циркония с массовым содержанием ниобия 2,5 %. ТВС РБМК состоят из двух секций — верхней и нижней. Реактор не требует прочного корпуса: давление теплоносителя принимают на себя каналы. Такая конструкция позволяет осуществлять с помощью специальной машины перегрузку ТВС без остановки реактора. Изготавливать оборудование активной зоны РБМК проще, чем корпусных реакторов. Однако вследствие того, что в реакторе около 1700 каналов, расположенных с шагом квадратной решетки, равным 250 мм, активная зона оказалась перегруженной конструкционным материалом, а реактор — разветвленной системой трубопроводов и тепломеханических устройств, что существенно увеличивает капитальные затраты.

Курская АЭС

Ядерный реактор РБМК на Курской АЭС

Пароводяная смесь, имеющая температуру около 280 °С, поступает в барабан-сепараторы (по два сепаратора в контуре, сообщающихся между собой с целью выравнивания уровня воды), и отсепарированный пар поступает на турбогенераторы. Конденсат после турбин и вода из сепараторов возвращаются в ГЦН. Таким образом, в реакторах РБМК реализуется одноконтурная тепловая схема. Описанный диаметр активной зоны составляет 11,8 м при высоте 8 м, при этом высота технологического канала с учетом запорного верхнего перегрузочного устройства достигает 19 м.

В каждой из верхней и нижней секций ТВС РБМК содержится по 18 твэлов — 36 в сумме. Диаметр твэлов 13,6 мм, оболочки выполнены из сплава циркония с массовым содержанием ниобия 1 %, топливо — диоксид урана обогащения 2-2,4 %. Стержни СУЗ вводятся в активную зону сверху в специальные каналы СУЗ. Регулировка обеспечивается со скоростью изменения мощности не более 4% от номинального значения мощности в секунду. Система СУЗ позволяет регулировать радиальное распределение энерговыделения. Реактор снабжен также системой регулирования высотного распределения знерговыделения, поглощающие стержни которой выводятся из активной зоны вниз. В связи с аварией на IV блоке Чернобыльской АЭС в 1986 году и недостаточной безопасностью, строительство реакторов типа РБМК прекращено. Дальнейшее развитие атомной энергетики в нашей стране базируется на использовании реакторов типа ВВЭР повышенной безопасности.

В Канаде разработаны тяжеловодные канальные реакторы, в которых замедлителем и теплоносителем является некипящая тяжелая вода. АЭС с такими реакторами типа CANDU построены также в Индии и Пакистане. Интерес к ним возник в связи с возможностью использования в них необогащенного, естественного урана. Активная зона представляет собой заполненный тяжелой водой — замедлителем — бак (каландр) из нержавеющей стали, расположенный горизонтально в защитном бетонном боксе. Сквозь каландр горизонтально пропущены канальные трубы из циркониевого сплава, служащие для размещения ТВС, которые охлаждаются некипящей тяжелой водой с принудительной циркуляцией. Реакторная установка имеет двухконтурную схему. Перегрузка топлива осуществляется при работающем реакторе перегрузочными машинами.

Большая длина замедления нейтронов в тяжелой воде приводит к повышенным габаритам активной зоны и величине шага решетки каналов. Тяжеловодный замедлитель в сочетании с диоксидом природного урана в качестве топлива требует воднотопливного отношения не менее 20 по объему. Это приводит к низкой энергонапряженности и большему объему активной зоны. Твэлы имеют диаметр 13,1 мм при толщине оболочки из циркалоя всего 0,38 мм. В пучке собрано по 37 твэлов, содержащих диоксид урана. Температуре замедлителя находится в пределах 22-68 °С при давлении 0,175 МПа. Температура теплоносителя на входе и выходе реактора составляет соответственно 250 и 300 8С, давление в первом контуре 9,0 МПа. Особое внимание уделено исключению протечек тяжелой воды и выхода трития ва пределы каландра и контура высокого давления.

Качественные и надёжные детские сиденья для вашего автомобиля от ведущего мирового производителя. Фирменный магазин Daiichi доступен при переходе по ссылке.

Читайте также:

Updated: 02.08.2015 — 08:53
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Adblock detector