Одноконтурными являются паротурбинные блоки ТЭС — полученный в перегретый пар направляется в , расширяется в ней и при глубоком разрежении поступает в конденсатор, где конденсируется и превращается в воду; из конденсатора с помощью насоса вода иод давлением подается в котел.
Во многих случаях (в энергоблоках ТЭС — всегда) пар, пройдя только часть турбины, возвращается в котел, дополнительно перегревается и затем проходит остальную часть турбины. Этот так называемый цикл с газовым (в котле) промежуточным перегревом.
В одноконтурной схеме АЭС рабочее вещество в турбоустановку поступает прямо из и одновременно является его теплоносителем. Одноконтурные схемы АЭС возможны при использовании в качестве теплоносителя обычной или тяжелой кипящей воды или газа с высокой температурой на выходе из реактора.
На АЭС с одноконтурными схемами применяются следующие типы реакторов.
а) Водо-водяные реакторы кипящего типа, где замедлителем и одновременно теплоносителем является обычная вода Н20: теплоноситель в реакторе доводится до кипения с образованием водяного пара; на выходе из реакторной установки температура пара равна температуре насыщения; в турбину поступает практически насыщенный пар—СНП (г/=0,2ч-0,5%). Тепловая схема одноконтурного энергоблока наиболее проста. Реактор имеет корпусную конструкцию и обычно работает на слабообогащенном уране.
Тяжеловодный реактор кипящего типа с замедлителем тяжелой водой D2O может иметь в качестве теплоносителя тяжелую и обычную воду. В этом случае схема электростанции одноконтурная: на входе в турбину пар насыщенный. Эти реакторы имеют большие преимущества — возможность использования в качестве топлива природного урана и повышенный коэффициент воспроизводства. В то же время из-за высокой стоимости тяжелой воды удельные капитальные затраты почти в 2 раза выше, чем в реакторах на обычной воде.
б) Водографитовые реакторы кипящего типа с замедлителем — графитом и теплоносителем — обычной водой выполняются канальной конструкции. Такие мощные (с 1000 МВт) реакторы называются реакторами большой мощности, канальными РБМК. В реакторах РБМК может генерироваться как насыщенный, так и перегретый пар. В первом случае тепловая схема атомной паротурбинной установки (АПТУ) и параметры пара не отличаются от параметров АЭС с водо-водяными реакторами кипящего типа, т. е. схема АЭС одноконтурная, и в турбину поступает насыщенный пар.
Канальная конструкция позволяет относительно легко увеличивать мощность реактора, а также осуществлять перегрев в специальных перегревательных каналах, когда в турбину поступает перегретый пар. Однако исследования и промышленный опыт обнаружили недостаточно благоприятные физико-технические свойства такого типа реакторов. Поэтому в настоящее время в работе нет водоохлаждаемых реакторов с начальным, а также с , хотя не исключено появление таких реакторов в будущем.
в) В газоохлаждаемом реакторе, работающем на смеси сильнообогащенного урана (в так называемом высокотемпературном реакторе), температура газа на выходе из реактора настолько высока, что может оказаться рациональным применение одноконтурной схемы с газовой турбиной. В этом случае, видимо, наиболее перспективен теплоноситель — инертный газ гелий He.
Газоохлаждаемые реакторы на быстрых нейтронах пока не вышли из стадии опытного исследования. В качестве теплоносителя для них рассматриваются He, CO2 и N2O4. Если предполагаются одноконтурные схемы, то принципиально для He и CO2 теплосиловой цикл не отличается от представленного цикла с гелиевой турбиной. В СССР разрабатывалась установка с теплоносителем — диссоциирующим газом — четырехокисью азота N2O4. В связи с ее особыми химическими и теплофизическими свойствами параметры рабочего вещества в цикле и турбина существенно отличаются от применяемых в пароводяных и газовых турбоустановках.
На выходе из реактора и, следовательно, на входе в турбину N2O4 находится в газообразном состоянии; расширяясь в турбине, он переходит в жидкое состояние и поступает в регенератор. В регенераторе за счет теплоты газа, выходящего из первой части турбины, происходят нагрев и испарение N2O4. В реакторе N2O4 нагревается до максимальной температуры.
Компрессор PDP для профессионального использования и установки на строительных площадках.