Реакторы, охлаждаемые углекислым газом, страница 2

В THTR-300 аварийная и обычная остановки реактора осуществляются 36 поглощающими стержнями. Эти стержни вводятся в предусмотренные в боковом отражателе каналы. Для управления реактором, а также в качестве второй системы остановки реактора служит группа из 42 стержней аварийной защиты, которая принудительно вводится непосредственно в шаровую засыпку активной зоны. Для больших реакторов предлагается альтернативная конструкция органов регулирования в виде ввинчивающихся геликоидальных стержней. Кроме того, для аварийной системы остановки предполагается использовать мелкие поглощающие нейтроны шарики, способные проникать в зазоры между шаровыми твэлами.

1.4  ГАЗОХЛАЖДАЕМЫЕ   ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ  РЕАКТОРЫ

 ТРИ  ПОКОЛЕНИЯ  ГАЗООХЛАЖДАЕМЫХ  РЕАКТОРОВ

     АЭС  с газоохлаждаемыми реакторами получили распространение на самой ранней стадии развития ядерной энергетики. Продолжительное время этот тип АЭС занимал ведущее положение (до 60% от всей установленной

 мощности  АЭС мира). Однако со временем в связи быстрым развитием  АЭС с водным теплоносителем и ограничением строительства АЭС с газоохлаждаемыми реакторами, доля последних стала заметно снижаться и к 1973г. составляла примерно 12%. После 1985г. с расширением внедрения высокотемпературных реакторов роль АЭС с газоохлаждаемыми реакторами будет заметно возрастать.

     Начало развития АЭС с газоохлаждаемыми реакторами относится к середине 50-х годов, когда в Великобритании (1953г.) и Франции (1954г.) было начато строительство первых опытно-промышленных атомных электростанций с газографитовыми реакторами. Не имея собственной промышленности по обогащению урана, указанные страны на начальном этапе развития ядерной энергетики применяли так называемые магноксовые реакторы-газографитовые реакторы с твэлами из природного металлургического урана в оболочке из сплава магния (магнокса); теплоноситель-двуокись углерода CO2 , замедлитель-химически чистый графит.

     Первая АЭС Великобритании с магноксовыми реакторами «Колдер-Холл» введена в эксплуатацию в 1966 г.  Она имела небольшую мощность блоков (четыре блока по 60 МВт), низкие параметры газа (0,78Мпа, 618К), а также низкий КПД(13,8%).

   Применение магноксовых реакторов на первом этапе развития АЭС с газоохлаждаемыми  реакторами позволяло иметь двухцелевые АЭС на природном уране с удовлетворительными для начального этапа развития нейтронно-физическими (в частности по производству плутония), а также технико-экономическими показателями. Вместе с тем опыт  эксплуатации показал, что могноксовые реакторы имеют существенные недостатки, ограничивающие дальнейший технический прогресс в ядерной энергетике: низкую энергонапряженность  активной зоны из-за использования природного урана (0,4-0,8 МВт\м3), большой удельный расход урана ввиду невысокой глубины выгорания топлива (3000-4000 МВт*сутки/т), низкие параметры пара  и вследствие этого невысокий КПД АЭС (30-33 %).

   Продолжительный опыт эксплуатации магноксовых реакторов показал, что в среде горячего углекислого газа узлы, изготовленные из мягкой стали, подвергаются коррозии и разрушению.

   Одновременно с разработкой магноксовых ректоров развивалось другое направление газоохлаждаемых реакторов, в которых в качестве замедлителя применялась тяжелая вода. В сравнение с графитом этот замедлитель имеет существенные преимущества: хороший нейтронный баланс, возможность достижения более высокого теплосъема и большей глубины выгорания, меньшие критические размеры реактора. В тоже время у него есть и отрицательные качества по сравнению с графитом (он имеет долее высокую стоимость, требует хорошей герметичности контура, восполнение потерь теплоносителя и др.). АЭС с газоохлаждаемыми  тяжеловодными реакторами сооружены в Швейцарии, Чехословакии, ФРГ, Франции.

  Первая АЭС с газоохлаждаемыми тяжеловодными реакторами построена во Франции в 1967г. Это была опытная установка EL-4 мощностью 77 МВт с реактором, охлаждаемым двуокисью углерода под давлением 5,3 МПа. Температура газа на выходе 773 К , температура перегретого пара 763 К.