Главная Обратная связь

Дисциплины:






Реактор з кульковою засипкою



ВВЕР

Реактори ВВЕР є найпоширенішим типом реакторів України і Росії. Дуже привабливі

дешевизною використовуваного в них теплоносія-уповільнювача і відносна безпека в

експлуатації, незважаючи на необхідність використання в цих реакторах збагаченого урану. З

самої назви реактора ВВЕР виходить, що у нього і уповільнювачем, і теплоносієм є звичайна

легка вода. Як паливо використовується збагачений до 4,5% уран. Він має два контури. Перший

контур, реакторний, повністю ізольований від другого, що зменшує радіоактивні викиди в

атмосферу. Циркуляційні насоси прокачують воду через реактор і теплообмінник. Вода

реакторного контуру знаходиться під підвищеним тиском, так, що незважаючи на її високу

температуру (2930С - на виході і 2670С - на вході в реактор) її закипання не відбувається. Вода

другого контуру знаходиться під звичайним тиском, так що в теплообміннику вона

перетворюється на пару. У теплообміннику-парогенераторі теплоносій, який циркулює по

першому контуру, віддає тепло воді другого контуру. Пара, генерована в парогенераторі, по

головних паропроводах другого контуру поступає на турбіни і віддає частину своєї енергії на

обертання турбіни, після чого поступає в конденсатор. Конденсатор, що охолоджується водою

циркуляційного контуру (так би мовити, третій контур), забезпечує збір і конденсацію пари, що

відпрацювала. Конденсат, пройшовши систему підігрівачів, подається знову в теплообмінник.

Активна зона ВВЕР має міцний зовнішній сталевий корпус, який у разі непередбачених

обставин може локалізувати можливу аварію. Корпус повністю заповнений водою під високим

тиском. В середині активної зони розташовані тепловиділяючі елементи (ТВЕЛ) з кроком в 20-

25 см. Деякі ТВЕЛи доповнені згори поглиначем з борцирконієвого сплаву і нітриду бору і здатні

знаходиться в активній зоні або борцирконієвою частиною, або урановою - таким чином, що

здійснюється регулювання ланцюгової реакції. Вода подається в реактор знизу під тиском. Згори

реактор закритий сталевою кришкою, яка герметизує його корпус і являється біозахистом.

РБПК

РБПК побудований за дещо іншим принципом, чим ВВЕР. Передусім, в його активній зоні

відбувається кипіння - з реактора поступає пароводяна суміш, яка, проходячи через сепаратори,

ділиться на воду, що повертається на вхід реактора, і пару, яка йде безпосередньо на турбіну.

Електрика, що виробляється турбіною, витрачається також на роботу циркуляційних насосів.

Основні технічні характеристики РБПК наступні. Активна зона реактора - вертикальний

циліндр діаметром 11,8 метрів і заввишки 7 метрів. По периферії активної зони, а також згори і



знизу розташований бічний відбивач - суцільна графітова кладка завтовшки 0,65 метра.

Власне активна зона зібрана з графітових шестигранних колон (рис.9.4), зібраних з блоків

перерізом 250×250 мм. По центру кожного блоку крізь усю колону проходять наскрізні отвори

діаметром 114 мм для розміщення технологічних каналів і стержнів системи управління

завантаженням (СУЗ).

Усередині більшості технологічних каналів знаходяться тепловиділяючі касети, що мають

досить складну структуру. Касета довжиною 3,5 м містить стержневі ТВЕЛи - трубок зовнішнім

діаметром 13,5 мм з товщиною стінки 0,9 мм, заповнених пігулками з двоокису урану ( UO 2)

діаметром 11,5 мм, кріпильні деталі із сплаву цирконію і стержень з оксиду ніобію. Стінки касети

щільно фіксовані до графітової кладки, а усередині касет циркулює вода. У інших каналах

розташовані стержні системи управління захистом, які складаються з поглинача -

борцирконієвого сплаву. Деякі канали повністю ізольовані від теплоносія, і в них розташовані

датчики радіації. Електрична потужність РБПК – 1000 МВт.

Рисунок 9.4 - Активна зона реактора РБПК (схема) :

1 - шестигранна графітова колона; 2 - оболонка тепловиділяючої касети; 3 - трубка з UO 2; 4 -

канал циркуляції теплоносія (вода); 5 - стержень з NbO 2

9.4.3 Реактор на важкій воді

У Канаді і Америці розробники ядерних реакторів при вирішенні проблеми про підтримку в

реакторі ланцюгової реакції вважали за краще використати в якості уповільнювача важку воду

(на основі ізотопу водню - дейтерія D2O). У важкої води дуже низька міра поглинання нейтронів і

дуже високі уповільнюючі властивості, що перевищують аналогічні властивості графіту.

Внаслідок цього реактори на важкій воді працюють на незбагаченому паливі, що дозволяє не

будувати складні і небезпечні підприємства по збагаченню урану. В принципі добре

спроектований і побудований реактор на важкій воді може працювати довгі роки на природному

урані, що потребує лише виділення його з руди, і давати дешеву енергію. Але важка вода дуже

дорога у виробництві, і тому внаслідок неминучих витоків її з трубопроводів сумарні витрати на

експлуатацію реактора зростають і наближаються до аналогічних у РБПК і ВВЕР

Як теплоносій першого контура може використовуватися уповільнювач - важка вода, хоча є

реактори, де теплоносій - легка вода, а контури циркуляції теплоносія і уповільнювача розділені.

Конструкція реактора багато в чому аналогічна конструкції реактора ВВЕР.

Реактор з кульковою засипкою

У реакторі з кульковою засипкою активна зона має форму сфери, в яку засипані кулькові

тепловиділяючі елементи. Кожен елемент представляє з себе графітову сферу, в яку украплені

частки оксиду урану. Через реактор прокачується газ - найчастіше використовується

вуглекислота СО 2. Газ подається в активну зону під тиском і згодом поступає на теплообмінник.

Регулювання реактора здійснюється стержнями з поглинача, що вставляються в активну зону.

Екстрена зупинка реактора здійснюється шляхом вистрілювання в активну зону клину з

поглинача (поряд з реактором влаштовують деяку подібність короткої гармати, яка в

екстраординарній ситуації вистрілює в реактор через його корпус клиноподібний поглинач, при

цьому реактор відразу зупиняється). Реактор з кульовою засипкою вигідно відрізняється тим, що

в нім принципово не може статися вибух гримучого газу, і у разі розгону реактора

найнеприємнішим наслідком буде лише розплавлення тепловиділяючих елементів і

неможливість подальшої експлуатації реактора. Вибуху такого реактора при його розгоні статися

не може в принципі. З іншого боку, у разі попадання води в активну зону (наприклад, з другого

контуру у разі прориву труби в теплообміннику) руйнування реактора і викид радіоактивного

газу-теплоносія неминуче. Реактори з кульовою засипкою в незначній кількості будувалися в

Східній Європі і Америці.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...