Канальный тип реактора с графитовым замедлителем и водяным теплоносителем, страница 6

Топливные каналы могут крепиться в верхней и нижней плитах или только в верхней плите. В первом случае каналы проходят через нижнюю плиту в подреакторное пространство, во втором — их нижний конец находится внутри реакторного объема выше нижней плиты. В зависимости от конструкции каналов теплоноситель подводится к их нижней или верхней части, а отводится всегда от верхней части. Объем, заключенный внутри кожуха реактора, обычно заполняют газом, защищающим графит от окисления при высокой температуре. В качестве такого газа применяется азот или смесь азота с гелием; добавка гелия обеспечивает лучший теплоотвод от графита к циркулирующему в каналах теплоносителю. Газ, прокачиваемый через реактор, анализируется, что позволяет осуществлять постоянный контроль за составом газа в реакторе и тем самым за герметичностью каналов реактора.

Реактор устанавливают в бетонной шахте и сверху закрывают стационарной и съемной защитой.

В зависимости от конструкции каналов реакторы можно разделить на два вида — с перегружаемыми и с неперегружаемыми при замене топлива каналами. В перегружаемых каналах применяют трубчатые твэлы, состоящие из двух коаксиальных труб, между которыми размещено топливо, а по внутренней трубе течет теплоноситель. Такие твэлы вместе с элементами канала образуют единую конструкцию, представляющую собой одновременно тракт теплоносителя. Каналы с трубчатыми твэлами крепятся к вваренным в верхнюю плиту трубам-стоякам. Теплоноситель подводится к головке канала, опускается в нижний хвостовик, затем поднимается вверх и отводится от головки канала При замене выгоревшего топлива свежим в таких реакторах топливные каналы заменяют новыми, для чего необходимо отсоединить от каналов трубопроводы, подводящие и отводящие теплоноситель, следовательно, надо разомкнуть контур теплоносителя, что требует остановки реактора.

В реакторах с неперегружаемыми каналами можно использовать различные типы твэлов, но обычно применяют стержневые с двуокисью урана, объединяемые в тепловыделяющие сборки (ТВС). ТВС и каналы в таких реакторах представляют собой отдельные конструкции. ТВС устанавливают в каналы, закрепленные в верхней и нижней плитах, без нарушения непрерывности тракта теплоносителя, образуемого в пределах реактора каналом и подводящими и отводящими трубопроводами. Перегрузку топлива на таких реакторах можно осуществлять без их остановки с помощью разгрузочно-загрузочных машин.

Конструкции канальных реакторов могут существенно различаться и по таким признакам, как конструкция ТВС, корпуса, параметры теплоносителя и т. п. Это приводит к тому, что присущие канальным реакторам преимущества и недостатки в каждом конкретном случае могут проявиться в большей или меньшей степени. В следующих параграфах рассмотрены основные виды канальных реакторов, созданных в СССР.

Тепловые схемы энергетических установок с канальными реакторами зависят главным образом от состояния и параметров теплоносителя — воды.

В реакторах с некипящей водой (рис.1.2  2.2, а) с недогревом до температуры насыщения при данном давлении на 10—15 °С тепловая схема двухконтурная, т. е. принципиально такая же, как и в установках с корпусными реакторами с некипящей водой. Пар для турбины вырабатывается в парогенераторе за счет тепла, переносимого некипящсй водой из реактора.

Реакторы, в которых происходит кипение воды с образованием пароводяной смеси (рис.1.2 22,6), работают в составе одноконтурных установок. Пароводяная смесь поступает в сепараторы пара„ в которых разделяется на пар и воду. Полученный таким образом насыщенный пар подается в турбину, а отсепарированная вода после ее смешения с питательной водой, полученной из отработанного в турбине и сконденсированного пара, поступает снова в реактор.

Рисунок 1.2 2 2  Принципиальные тепловые схемы энергетических установок с водо-графитовыми реакторами

а—с некипящей водой, б—с кипящей водой и прямой подачей насыщенного пара в турбину, в—с перегревом пара, г — с полным испарением воды в прямоточных каналах и перегревом пара,