Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Появляющиеся в результате реакции быстрые нейтроны должны быть замедлены. Для этого можно использовать один из трех видов замедлителей: обычную воду, тяжелую воду и графит. Как замедлитель наиболее эффективна обычная вода, затем тяжелая вода и, наконец, графит. Но есть еще один важный показатель – поглощение нейтронов. Меньше всех из названных замедлителей нейтроны поглощает тяжелая вода, затем графит и обычная вода.
Именно поэтому, используя в качестве замедлителя графит или обычную воду, природный уран приходится обогащать изотопом 235U до 3 – 4%. Если бы в качестве замедлителя использовалась тяжелая вода, то обогащать природный уран не было бы необходимости.
По ряду причин в качестве замедлителя (а также теплоносителя) чаще всего используют обычную воду.
Атомные реакторы на тепловых нейтронах различаются между собой главным образом по двум признакам:
1) какие вещества используются в качестве замедлителя нейтронов;
2) какие вещества используются в качестве теплоносителя, с помощью которого производится отвод тепла из активной зоны реактора.
Наибольшее распространение в настоящее время имеют:
a) водо–водяные реакторы, в которых обычная вода служит замедлителем и теплоносителем нейтронов;
b) уран–графитовые реакторы (замедлитель – графит, теплоноситель – обычная вода);
c) газографитовые реакторы (замедлитель – графит, теплоноситель – газ, часто углекислота);
d) тяжеловодные реакторы (замедлитель – тяжелая вода, теплоноситель – либо тяжелая, либо обычная вода).
В странах СНГ широкое применение получили водо–водяные реакторы, описание которого приведено ниже.
На рис. 1 представлена принципиальная схема водо–водяного реактора. Активная зона реактора представляет собой толстостенный сосуд, в котором находятся вода и погруженные в нее сборки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов). Тепло, выделяемое ТВЭЛами, забирается водой, температура которой значительно повышается.
На рис. 2 схематически представлены основные элементы АЭС с водо-водяным реактором на тепловых нейтронах – реактор и парогенератор. Схема в данном случае является двухконтурной. Вода, соприкасающаяся в активной зоне реактора с ТВЭЛами и поэтому делающаяся нагретой и радиоактивной, передает тепло в парогенераторе также воде (воде второго контура), но не протекающей через активную зону и вследствие этого не представляющей опасности с точки зрения радиоактивного излучения. Вода второго контура должна в результате перехода тепла от воды первого контура не только стать нагретой, но и быть превращенной в пар.
Температура парообразования, то есть температура, выше которой вода существовать не может, зависит от давления. Чем выше давление, тем выше и температура парообразования. Так например, при давлении 0,04 абсолютных атмосферы (ата) – это как раз обычное давление пара в конденсаторе паросиловой установки (см. рис. 1) – температура парообразования (конденсации) равна ; при давлении 1 ата температура парообразования ; при давлении 160 ата – уже . Поэтому, если давление воды в первом контуре выше, чем во втором, воду второго контура можно превратить в пар за счет тепла, отдаваемого водой первого контура. Так практически и поступают.
В водо–водяном реакторе (ВВЭР) мощностью 1 млн. кВт, установленном на Нововоронежской АЭС, давление воды первого контура избрано 160 ата, а давление воды второго контура – 60 ата. Температура парообразования равна соответственно и .
На рис.3 представлена схема АЭС с водо–водяным реактором на тепловых нейтронах. Темной линией на этом рисунке выделены элементы (реактор и парогенератор), свойственные АЭС. Остальное оборудование (паровая турбина, электрический генератор, конденсатор пара, водяной насос) в принципе не отличается от оборудования ТЭС (см. рис. 1). Главное различие между ТЭС и АЭС заключается в том, что в схеме последней вместо котла, работающего на органическом топливе, имеется атомный реактор, а также специфический парогенератор. Работа АЭС, представленной на рис. 3, не требует пояснений.
Рисунок 1 Схема устройства водо–водяного реактора
Рисунок 2 Схема устройства водо–водяного реактора
и теплообменника–парогенератора
Рисунок 3 Схема устройства АЭС с водо–водяным реактором
Следует заметить, что реакторы описанного типа (ВВЭР), получили в энергетике (суммарно во всех странах мира) наиболее широкое применение: их доля составляет около 60%. Конструкция этих реакторов за последние время не претерпела существенных изменений.
Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 565 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!