АЭС, а. реакторы, особенности паротурбинного цикла АЭС.
В с-ме любой АЭС различают теплоноситель и рабочее тело. Назначение теплоносителя – отвод теплоты из реактора. Рабочее тело предназначено для преобразования тепловой энергии в механическую. Если контуры теплоносителя и раб. тела совпадают, то такую АЭС наз. одноконтурной. Достоинством одноконтурных АЭС явл простота тепловой схемы и относительно высокая тепловая экономичность.
Если контуры теплоносителя и раб тела разделены, то такую АЭС наз двухконтурной. Соответственно контур теплоносителя наз первым, а контур раб тела – вторым. В данном типе АЭС контур теплоносителя явл радиоактивным и вкл в себя часть оборудования АЭС.
В состав реакторной установки АЭС в зав-ти от её типа входят различные агрегаты. Однако важнейшим и основным элементом явл реактор. Яд реактор – это аппарат, предназначенный для осуществления и поддержания цепной реакции деления тяжелых ядер при взаимодействии их с нейтронами. В одном акте деления тяжелых ядер, являющихся ядерным топливом, выделяется большое кол-во энергии (200 МэВ), которое отводится из активной зоны реактора теплоносителем.
В процессе деления ядерного топлива образуются новые нейтроны, которые м. б. использованы для осуществления самоподдерживающейся цепной реакции деления.
На одноконтурных АЭС по нейтронно-физическим и теплогидравлическим соображениям теплоноситель м. б. т-ко кипящим. Переход к перегреву пара усложняет работу реактора, повышает его стоимость, и, как правило, достоинства цикла на перегретом паре на АЭС не проявляются так очевидно, как на ТЭС. Повышение t и соответственно р насыщенного пара сверх 7,0 МПа не приводит к существ росту показателей тепловой экономичности, однако делает необходимым увеличение стенки технологических каналов. Это неблагоприятно с нейтронно-физической точки зрения, т.к. в активной зоне реактора возрастает относительное кол-во конструкционных материалов, что уменьшает запас реактивности реактора. На 2хконтурной АЭС начальные параметры пара жестко связаны с параметрами теплоносителя. Замедлителем нейтронов и одновременно теплоносителем в реакторе типа ВВЭР (водо-водяной реактор корпусного типа) явл. некипящая вода. Объемное кипение воды недопустимо, т.к. при этом резко снижается её замедляющая способность.
В парогенераторе необходим определенный перепад температур м/у т-носителем и раб телом, а раб тело д. б. кипящей средой, давление пара перед турбиной не может превышать 6.0 МПа. Понижение давления пара перед турбиной при зафиксированной максимальной температуре раб тела позволило бы организовать цикл на перегретом паре. Однако т/д оценки показывают, что такой цикл имел бы более низкие показатели тепловой экономичности, нежели цикл на насыщенном паре.
Анализ показывет, что турбинные установки на насыщенном паре с давлением не выше 7,0 МПа обеспечивают оптимальные технико-экономические показатели АЭС с водным теплоносителем. Основными особенностями таких установок явл относительно невысокая экономичность и нарастающая влажность пара по ступеням.
В любых пар турб, за исключением противодавленческих, приходится иметь дело с работой на влажном паре. Однако для турбин на перегретом паре это относится т-ко к последним ступеням, в турбинах на насыщ паре большая часть ступеней (а в отсутствии промеж перегрева – все степени турбины) работает на влажном паре. Влажность пара отриц влияет на работу турб, в частности, вызывая эрозию её лопаток.
Сущ разные способы предотвр этого явл. Одним из наиболее приемл – отвод влаги из проточной части турбины при помощи сепарационных устройств. К этим устройствам отн прежде всего внешние турбинные сеператоры, устанавливаемые м/у корпусами турбины.
Ядерный реактор - это техническая установка, в которой осуществляется самоподдерживающаяся цепная реакция деления тяжелых ядер с освобождением ядерной энергии. Ядерный реактор состоит из активной зоны и отражателя, размещенных в защитном корпусе.Активная зона содержит ядерное топливо в виде топливной композиции в защитном покрытии и замедлитель. Топливные элементы обычно имеют вид тонких стержней. Они собраны в пучки и заключены в чехлы. Такие сборные композиции называются сборками или кассетами.
Вдоль топливных элементов двигается теплоноситель, который воспринимает тепло ядерных превращений. Нагретый в активной зоне теплоноситель двигается по контуру циркуляции за счет работы насосов либо под действием сил Архимеда и, проходя через теплообменник, либо парогенератор, отдает тепло теплоносителю внешнего контура.
Перенос тепла и движения его носителей можно представить в виде простой схемы:
|
2.Теплообменник, парогенератор
3.Паротурбинная установка
4.Генератор
5.Конденсатор
6.Насос