Рис.1. Принципиальная схема АЭС з ВВЭР-1000: 1 корпус; 2 – защитная крышка; 3 – тепловой экран;
4 твэлы; 5,12 – циркуляционные насосы; 6 трубо- проводы первого контура; 7 парогенератор; 8 трубо- проводы второго контура; 9 паравая турбина; 10генератор; 11 технологический конденсатор
11
Реактор обнесен защитой из воды и железобетона. Тепловая схема ВВЭР является двухконтурной.
Вода является и теплоносителем и замедлителем нейтронов. Теплоноситель I контура (t = 322 оС) подводится к активной зоне под большим давлением (15,7 МПа). После активной зоны вода нагревается до 300 оС (большое давление не позволяет воде заки- пать) и дальше - на парогенератор. Теплоноситель I контура обладает высокой наведенной радиоактив- ностью, поэтому его трубопроводы размещают в отдельной емкости. В парогенераторе теплоноситель I контура отдает свою теплоту воде II контура под меньшим давлением – 4, 4 МПа. Поэтому вода заки- пает и преобразуется в нерадиоактивный насыщен- ный пар, подаваемый на паровую турбину , связан-
ную с генератором электротока. |
12 |
|
Пар конденсируется в технологичском конденса- торе и при помощи насосов снова поступает в парогенератор.
Таким образом, в этих реакторах I радиоактив- ный контур отделен от II контура, их теплоноси- тели нигде не смешиваются и радиоактивность с I контура не передается на II контур. Это достоинство ВВЭР, кроме того он имеет компакт- ные размеры и имеет малое количество конст- рукционных материалов в активной зоне.
Недостатки:
1) высокое давление теплоносителя I контура, а соответственно и корпуса и необходим постоян- ный контроль состояния корпуса; 2) отработанное топливо заменяется новым 13
только после полной остановки реактора.
Уран-графитовый реактор РБМК-1000. Особенность
ректора - отсутствие прочного корпуса. Реактор раз- мещен в бетонной шахте 21,6 21,6 25,5 м с толщи-
ной стен 2 м. Активная зона находиться внутри графитовой кладки из блоков (25 25 60 см). В бло-
ках имеются технологические каналы для ТВЭЛов с ядерным топливом, стержней поглотителей нейтро- нов (В4С) и датчиков системы контроля.
Активная зона окружена боковым и торцевым графитовым отражателем нейтронов толщиной 1 и 0,5 м соответственно. Вокруг графитовой кладки раз- мещена биологическая защита толщиной около 5 м (кольцевой бак с водой, речной песок и стоительный бетон). Графитовая кладка опирается на 1000-тонную плиту из металлоконструкций, а сверху реактора –
находится такая же плита с дополнительным
14
настилом.
Схема АЭС с реактором на тепловых нейтронах РБМК-1000 показана на рис. 2.
На РБМК-1000 в качестве ядерного топлива при-меняются спеченые таблетки диоксида урана UO2 (диаметр около 1 см и высота 1,5 см),
обогащен-ные до 2% U-235. Твэлы выполнены из сплава циркония с ниобием в виде пустотелых цилин-дров длиной 3,5 м и диаметром 13,6 мм. Твэлы объединены в тепловыделяющие сборки (ТВС) по 18 шт в каждой. Две сборки на общем опор-ном стержне образуют топливную кассету. Теплоноситель (вода) при температуре t = 270 °С с помощью главных циркуляционных насосов по трубопроводам подается снизу к каждому
технологическому каналу. |
15 |
В каналах вода нагревается, частично испаря- ется и в виде пароводяной смеси поступает на четыре горизонтальные барабана-сепараторы, выполненные из высококачественной стали (по два с каждой стороны реактора) длиной 30 м и диаметром 2,6 м каждый. После сепарации пар подается на две турбины, связанные с электроге- нератором.
Из турбин конденсат насосами перекачивается
вобогреватели и вместе с водой вновь подается
втехнологические каналы реактора.
Конструкция реактора позволяет заменять твэлы с использованным топливом без оста- новки реактора.
16
Рис 2. Принципиальная схема АЭС з РБМК-1000: 1 турбогенератор; 2 стержни управления ;
3 барабаны-сепараторы; 4 конденсаторы;
5 – графитовый замедлитель; 6 – активная зона;
7 твэлы; 8 – защитная оболочка из бетона
17
4
5
3
Активная зона реактора
–диаметр 11,8 м;
-высота 7 м;
-190 тонн ядерного топлива
6
1 – бетонная шахта размером 21,6 21,6 25,5 м толщиной 2 м
2 – биологическая защита толщиной 5 м (стальной бак с водой, бетон) 3 – графитовый отражатель нейтронов толщиной 1 м 4 – регулирующие и управляющие стержни из бора (длина 5 м)
5 – ТВЭЛы – 1693 шт в каждом канале по 18 ТВС (36 ТВЭЛов) (длина
3,5 м, диаметр 13,5 см, UO2 + 2% U-235)
18
6 – замедлитель нейтронов (графитовые блоки с каналами)
Вреакторе установлены противоаварийные системы:
– система управления и защиты (СУЗ);
– аппаратура контроля за уровнем и распреде- лением нейтронного потока.
Вкачестве поглощающих материалов исполь- зуют карбид бора В4С. СУЗ обеспечивает пуск,
ручное и автоматическое регулирование уровня мощности, остановки реактора. Поглощающие стержни применяютя для автоматического регулирования, как компенсирующие стержни и для аварийной защиты.
19
Преимущества РБМК-1000:
1)отсутствие корпуса большого давления;
2)возможность замены твэлов без остановки реактора;
3)использование дешевого и доступного в больших количествах замедлителя – графита; 4)возможность создания реактора большой
мощности; 5)охлаждение активной зоны пароводяной
смесью (одноконтурная схема);
6)возможность поканального контроля состояния реактора.
20