19
Поэтому в первом контуре циркулирует только вода. Из ядерного реактора вода поступает парогенератор (ПГ), представляющий собой емкость, частично заполненную питательной водой. Вода, поступающая из ядерного реактора, проходит по многочисленным трубам ПГ и нагревает воду второго контура. В ПГ поддерживается давление порядка 60 атмосфер. При таком давлении вода закипает уже при температуре 275 градусов и генерируемый пар подается на турбину.
В одноконтурных АЭС с реакторами типа РБМК через реактор и турбину циркулирует одно и то же рабочее тело. Пароводяная смесь из реактора подается
в барабан – сепаратор, служащий для отделения пара и воды. Образующийся пар
спараметрами 65 атмосфер и 280 градусов направляется прямо на турбину. Пар, получаемый в реакторе и сепараторе, является радиоактивным, поэтому все элементы схемы одноконтурной АЭС нуждаются в биологической защите, что существенно осложняет как эксплуатацию, так и утилизацию отработавшего свой срок оборудования. Для примера на рисунке 4.3 приведена схема двухконтурной АЭС. Радиоактивный контур (РК) выделен пунктирной линией.
ПГ |
T |
Г |
|
||
|
|
3 |
Р |
К |
ЦН |
Др |
|
|
|
|
КН
а к ре
РК |
ГЦН |
ХВО |
|
ПН |
|||
|
Рисунок 4.3.
Р – реактор, ПГ – парогенератор, ГЦН – главный циркуляционный насос, Т турбина, К – конденсатор, КН – конденсатный насос, ЦН – циркуляционный насос, Др – деаэратор.
20
Все вышесказанное относится к реакторам на тепловых нейтронах. Кроме них существуют еще реакторы на быстрых нейтронах. Первый реактор такого типа был пущен в СССР в 1973 году в г. Шевченко, его мощность 350 МВт. Второй реактор БН – 600 (его мощность 600 МВт) введен в действие на Белоярской АЭС.
В качестве ядерного топлива в реакторах на быстрых нейтронах используется изотопы урана 233, или плутония 239, которые могут самопроизвольно делиться. Однако в природе эти изотопы практически не встречаются и могут быть получены лишь в реакторах – размножителях из урана 238 и тория 235 путем бомбардировки их ядер нейтронами. Процесс этот довольно сложен, поэтому реакторы на быстрых нейтронах до сих пор находятся в стадии опытной эксплуатации. Многие страны отказались от реакторов такого типа, но интерес к ним все же поддерживается тем, что в природном уране содержится всего 0,71% изотопа урана 235, используемого в реакторах на тепловых нейтронах, а остальные 99,29% составляет изотоп урана 238, из которого в реакторах – размножителях получают топливо для реакторов на быстрых нейтронах.
Особенности АЭС:
1.Не привязаны к топливной базе. Могут сооружаться в любом месте при наличии источника водоснабжения. По соображениям безопасности строятся вдали от населенных пунктов.
2.Выработанную электроэнергию выдают в систему на повышенном напряжении.
3.Низкоманевренны.
4.Работают по свободному графику выработки электроэнергии.
5.В сравнении с ТЭС существенно меньше загрязняют своими выбросами окружающее пространство.
Схемы выдачи мощности АЭС аналогичны КЭС, т.е. имеют блочный принцип построения. Для реакторов мощностью 1000 – 1500 МВт используют укрупненные блоки, в которых один реактор работает на две турбины.
21
В схеме собственных нужд имеется много механизмов, относящихся к категории особо ответственных, требующих резервирования и автономных источников питания.
Главными недостатками АЭС являются тяжелые последствия аварий в реакторном отделении (достаточно вспомнить аварию на Чернобыльской АЭС), а также утилизация отходов и ликвидация самой АЭС после выработки ее ресурса.
После аварии на Чернобыльской АЭС в ряде стран был принят мораторий на строительство новых АЭС, много готовых к пуску объектов было заморожено. Судьбы российской и мировой атомной энергетики схожи. В 1970 – 1980 гг. было введено 7 млн кВт новых мощностей на АЭС и в последующие годы планировалось ввести в эксплуатацию в бывшем СССР еще 28 млн. кВт, однако в силу отмеченных ранее причин, введено было в два раза меньше.
После долгого перерыва в 1993 и в 2001гг. в России пущены в работу энергоблоки мощностью по 1000 МВт на Балаковской и Ростовской АЭС. По данным Минатома в России предполагается строительство АЭС на 38 ранее заложенных площадках, а также сооружение новых АЭС.
22
5. ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.
Выбор места сооружения ГЭС является сложной геологической и строительной задачей. Очень не просто подыскать на реке место для сооружения гидроузла, включающего в себя плотину, водохранилище, обводной канал, шлюз и другие сооружения.
По конструкции ГЭС подразделяют на три типа:
1.Русловые.
2.Приплотинные.
3.Деривационные.
На русловых ГЭС машинный зал является частью плотины (см. рис. 5.1). Такую конструкцию имели миниГЭС, очень распространенные в пятидеся-
тые годы прошлого столетия
река
2
1
Рис. 5.1.
1 – машинный зал, 2 – плотина.
На приплотинных ГЭС (см. рис. 5.2) машинный зал находится за плотиной.
река
2 
1
Рис. 5.2.