Исследования, проведенные в нашей стране и за рубежом, показали, что наиболее полно отвечают требованиям, предъявляемым к атомным источникам теплоснабжения, водо-водяные реакторы.
Низкое давление теплоносителя в основном контуре, примерно на порядок ниже для современных энергетических водо-водяных реакторов, значительно снижает потенциальную энергию теплоносителя, предопределяет спокойный характер протекания аварийных процессов, связанных с разгерметизацией контура. Невысокая температура теплоносителя и умеренная теплонапряженность активной зоны позволяют существенно поднять эксплуатационную надежность твэлов.
Разработано несколько проектов ACT с водоохлаждаемыми реакторами под давлением, предназначенными для теплоснабжения городов.
Основные характеристики шведско-финского проекта подземной ACT Secure, французской ACT Thermos и советской ACT-500 приведены в табл. 1.1 3.4.
Таблица 1.1
В отечественном проекте АСТ-500 в основном контуре принята естественная циркуляция теплоносителя, что позволило скомпоновать весь главный циркуляционный контур внутри единого корпуса с выводом из него только небольших трубопроводов промежуточного контура. Естественная циркуляция теплоносителя существенно повышает надежность охлаждения активной зоны, исключает из рассмотрения аварийные ситуации, связанные с отказом циркуляционных насосов, в том числе при аварийном обесточивании станции.
Давление в реакторе ACT-500 обеспечивается и поддерживается встроенной в корпус реактора паровой системой компенсации давления за счет частичного кипения теплоносителя в верхней части активной зоны.
Рисунок 1.1 . 3.21. Компоновка (а) и принципиальная схема (б) реактора ACT Secure:
1— устройство предотвращающее вытекание воды из активной зоны; 2 — нижний газовый затвор; 3 — активная зона; 4—трубы Вентури; 5 — верхний газовый затвор; 6— борированная вода; 7—устройство для отвода остаточного тепла; 8—градирня; 9—бетонный корпус; 10 — теплообменник; 11 — ГЦН.
Особое внимание при компоновке реакторов ACT (рис. 1.1 3.21) должно быть уделено обеспечению надежного охлаждения активной зоны при различных аварийных ситуациях с разгерметизацией первого контура вплоть до повреждений, приводящих к разгерметизации корпуса реактора. Решающим фактором является сохранение уровня воды выше активной зоны, что может быть обеспечено размещением основного корпуса реактора внутри страховочного корпуса или в герметичной железобетонной шахте, рассчитанных на давление теплоносителя первого контура и внешнее воздействие. Необходимо также расположение всех систем, связанных с первым контуром, в изолированных помещениях, рассчитанных на внутреннее давление теплоносителя и внешнее воздействие.
Металлический корпус реактора Secure размещен в нижней части бассейна с холодной водой (40°С) объемом 1200 м3, содержащей 0,1% бора. Бассейн представляет собой цилиндр из предварительно напряженного бетона, закрытый сверху бетонной крышкой (рис. 1.2 3.22).
Внутри бассейна поддерживается давление около 0,68 МПа. Контур теплоносителя с насосами и теплообменниками расположен снаружи бассейна на крышке защитной оболочки и доступен для обслуживающего персонала. Активная зона Secure охлаждается водой под давлением, минимальный запас по недогреву до температуры насыщения на выходе из активной зоны около 25 °С.
При нормальной эксплуатации циркуляция осуществляется двумя циркуляционными насосами При аварийных ситуациях в активной зоне автоматически образуется контур естественной циркуляции, соединяющий активную зону с бассейном холодной борированной воды В нормальном режиме контур естественной циркуляции блокирован газовым затвором над активной зоной, стабильность которого обеспечивается перепадом давлений в активной зоне
|
Пуск реактора из холодного состояния осуществляется после включения главных циркуляционных насосов и образования газовых затворов между теплоносителем первого контура и борированной водой бассейна путем разогрева теплоносителя с помощью специальных электронагревателей. Нормальная горячая остановка реактора осуществляется путем увеличения концентраций бора в теплоносителе. При этом сохраняются нормальный расход теплоносителя и газовые затворы, что обеспечивает готовность реактора к быстрому повторному пуску (рис 1.3 323, а). Быстрое снижение мощности (рис 1.3 3.23,б) осуществляется выключением главных циркуляционных насосов. При этом нарушаются газовые затворы и открывается доступ борированной воды снизу в активную зону. Отвод остаточного тепловыделения осуществляется естественной циркуляцией борированной воды через активную зону, вспомогательный контур и градирню. При различных аварийных ситуациях снижение мощности осуществляется автоматически за счет вскипания теплоносителя в дроссельном устройстве (трубе Вентури), ограничивающем расход через активную зону (рис. 1.3 3.23,в).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.