курсовая работа / САР частотно-импульсного дозирования жидкостей / Scan

§ 69. Цикл атомных паротурбинных установок

В атомных паротурбинных установках (атомных электрических станциях) рабочее тело — водяной пар — образуется за счет тепла, выделяющегося при расщеплении атомных ядер. Ядерным топливом являются: уран-235; природный уран; природный уран, обогащенный ураном-235; плутоний-239, получаемый из урана-238; уран-233, получаемый из тория-232. Природный уран состоит примерно из 99,3% урана-238 и 0,7% урана-235.

Схемы атомных станций можно разделить в основном на двухконтурные и одноконтурные. На рис. 1.81 дана схема двухконтурной атомной станции. В первом контуре циркулирует теплоноситель, в качестве которого при­меняются вода (обычная или тяжелая), газ (С0₂ или гелий), жидкий металл (натрий, калий и др.). Во втором контуре циркулирует рабочее тело паро­турбинной установки (вода и водяной пар).

В рассматриваемой схеме, представ­ляющей собой упрощенную принципиаль­ную схему одной из крупных атомных станций Советского Союза, теплоносителем является вода, циркулирующая под давле­нием 150—160 бар (153—163,2 кгс/см²). За счет тепла, выделяющегося при рас­щеплении ядер атомного горючего в реак­торе 7, вода (теплоноситель) испаряется. Образовавшийся влажный пар поступает в сепаратор /, где от пара отделяется влага, и почти сухой насыщенный пар поступает в парогенератор (испаритель) 2. Отдавая пар конденсируется и идет в подогрева-из сепаратора /. Смесь конденсата

Рис. 1.81. Схема двухконтурной атом­ной станции

здесь тепло воде (рабочему телу) тель 8, куда поступает также влага и влаги подогревает в подогревателе воду, идущую в парогенератор, и охла­ждается, после чего подается насосом 6 обратно в реактор. Процесс в первом контуре замыкается.

Насыщенный пар, образующийся в парогенераторе при давлении 88,2 бар (90 кгс/см²), направляется в реактор, где перегревается до температуры 500° С, и затем поступает в турбину 3. Здесь пар расширяется, производя работу, и уходит в конденсатор 4. Конденсат насосом 5 подается в подогрева­тель 8, где, как было указано, подогревается теплоносителем, и поступает в парогенератор, в котором испаряется. Процесс во втором контуре также замыкается.

В рассмотренной схеме перегрев пара осуществляется в самом реакторе. Существуют установки, в которых перегрев производится в перегревателе, обогреваемом газами, образующимися от сжигания органического топлива. Такой перегрев менее перспективен.

В одноконтурной схеме атомных станций насыщенный пар, образующийся в реакторе, перегревается в нем и поступает в паровую турбину. Конденсат отработавшего пара насосом возвращается в реактор. Таким образом, одно­контурная схема подобна схеме обычной паротурбинной станции, в которой роль котла выполняет реактор.

Идеальным циклом одноконтурных атомных станций и контура рабочего тела двухконтурных станций является цикл Ренкина.