Перспективной кажется возможность использования газоохлаждаемых реакторов как на тепловых, так и на быстрых нейтронах на АЭС с прямым газотурбинным циклом. Преимущества таких АЭС – меньшие капзатраты, простота конструкции, компактность установки. При температуре газа перед газовой турбиной 1300 К КПД АЭС может превышать 50%. Использование в ядерной энергетике газотурбинных АЭС с ВГР позволит облегчить решение многих сложнейших проблем, связанных с развитием энергетики: охраны природы от вредного влияния тепловых и радиоактивных сбросов в окружающую среду, обеспечения безопасности АЭС, экономичного расходования природных ресурсов ядерного топлива и высоких технико-экономических показателей АЭС. ГТУ требует в 5 раз меньшей охлаждающей воды, чем паротурбинная установка равной мощности. Это существенно снижает величину тепловых сбросов в водоемы. Практическое же использование ГТУ потребует решения некоторых сложных проблем. К их числу относятся задачи создания материала лопаток высокотемпературных турбин, осаждения продуктов деления в турбине и связанные с ними эксплуатационные вопросы.
В настоящее время газоохлаждаемых высокотемпературные реакторы (HTR) приобретают все большее значение в производстве электроэнергии.
После широких исследовательских работ, проведенных в Англии США и ФРГ, началась эксплуатация этих реакторов. Одна из наиболее характерных особенностей высокотемпературного реактора выражена уже в его названии: в реакторе тепловая энергия производится при высокой температуре, а по этому реализуется и другая важная особенность таких реакторов, связанная с повышением КПД установок.
При высоких температурах, достижимых в активной зоне HTR, используемый теплоноситель не должен хомически реагировать с реакторными материалами, диссоциировать, активизироваться под облучением, изменять свой химический состав. Таким требованиям отвечают инертные газы.
При выборе материалов для высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов определяющим фактором является высокая температура. В качестве заменителя могут быть использованы керамические материалы. Топливо также должно быть использовано не в металлической форме, а в виде карбида или окисла. Из конструкционных материалов пригоден в первую очередь графит. Металлические оболочки твэлов должны быть заменены керамическими.
Для реакторов HTR характерно интегральное размещение оборудования 1 – го контура. Главные его компоненты: активная зона, аварийная и регулирующая системы, газодувки, теплообменники и биологическая защита-расположены в общем корпусе. Для такой компановки имеются экономические посылки и оговорены требования по безопасности. Применяемый для большинства исследовательских реакторов стальной корпус не технологичен для реакторов большой мощности. Поэтому было предложено выполнять корпуса из предварительно напряженного бетона. Предварительное нагружение корпуса обеспечивается в основном многочисленными стальными тягами или тросами, которые проходят в забетонированных сквозных трубах и натягиваются с помощью гидравлических домкратов. Эта операция производится спустя три месяца после окончания бетонирования. Бетонный корпус служит биологической защитой и имеет повышенную сейсмическую стойкость. Для обеспечения газовой плотности корпус с внутренней стороны облицовывают стальной оболочкой, которая при строительстве служит внутренней опалубкой бетонного корпуса. Бетонный корпус может работать при температурах не более 60-80 °С {14}. Защита бетонного корпуса от высоких температур, т.е. совершенствование его тепловой изоляции, является одной из проблем, которую приходится решать при проектировании высокотемпературных реакторов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.