Eng Ru
Отправить письмо

1.8.3. Принципиальные тепловые схемы аэс. Аэс принципиальная схема


1.8.3. Принципиальные тепловые схемы аэс

В настоящее время строятся АЭС, работающие по различным схемам. В зависимости от типа реактора, вида теплоносителя и по числу замкнутых контуров теплоносителя и рабочего тела различают три типа тепловой схемы АЭС: одноконтурную, двухконтурную и трёхконтурную. Но всё же наибольшее распространение получили двухконтурные АЭС с водяным теплоносителем и одноконтурные с реактором кипящего типа.

Первая отечественная АЭС была построена и пущена в эксплуатацию в июне 1954 года. Эта станция положила начало использованию атомной энергии для производства электроэнергии. На станции необходимо было проверить работу основных элементов и показать возможность в промышленных установках преобразовать энергию деления ядер в электрическую. Параметры установки были низкими, тепловая схема сильно упрощена, а электрическая мощность составляла всего 5 МВт. Электростанция была спроектирована для работы по двухконтурной схеме. Опыт эксплуатации её показал, что двухконтурные АЭС вполне надёжны, а работа их не оказывает вредного влияния на окружающую среду и здоровье обслуживающего персонала.

Работы, проведённые в последующие годы на установках электрической мощностью 210, 365, 440 МВт (на Нововоронежской АЭС), позволили создать серии крупных энергетических блоков, эксплуатирующихся сейчас на ряде отечественных электростанций. Одновременно были разработаны и построены блоки конденсационных АЭС большой мощности, работающие по одноконтурной схеме.

Рассмотрим принципиальную схему одноконтурной АЭС (рис.47).

Одноконтурная схема связана с применением кипящего

реактора, производящего пар для работы в паровой

турбине. Такая схема является наиболее простой и

Ядерный

реактор

дешёвой.

Недостатками её являются усложнение работы ядерного

реактора на двухфазной пароводяной среде и работа

турбин на радиоактивном паре.

Возможна в принципе, одноконтурная схема с газовым

теплоносителем, являющимся одновременно и рабочим

Рис.47. телом, совершающем работу в газовой турбине.

В двухконтурной схеме АЭС теплоносителем в первом контуре, включающем ядерный реактор и другое оборудование, служит вода или газ, циркулирующие в этом контуре под давлением, создаваемым насосом или газодувкой.

В парогенераторе поверхностного типа теплоноситель, нагретый в ядерном реакторе, передаёт тепло воде, превращая её в пар, направляемый в турбину. Таким образом, парогенератор является промежуточным звеном, входящим в первый и второй контуры.

Вдвухконтурной схеме АЭС ядерный реактор работает большей частью на однофазной среде ― воде, или газе, что повышает надёжность его действия. Турбина работает на чистом практически нерадиоактивном паре. Двухконтурные схемы атомных электростанций получили наибольшее распространение.

Рис.48

Турбина работает на чистом практически

нерадиоактивном паре. Двухконтурные схемы

ПГ атомных электростанций получили наибольшее

распространение.

Рис.48 Использование реакторов-размножителей

Цирк. насос I контура Конд. насос на быстрых нейтронах позволяет воспроизводить

ядерное горючее в количестве, превышающем на 25÷40% затраченное топливо, то есть обеспечивать горючим ввод новых АЭС в соответствии с потребностями энергетики страны. Их достоинством является также высокий КПД и возможность применения обычных турбоустановок.

На одно- и двухконтурных АЭС турбины обычно работают на насыщенном паре. Все атомные электростанции являются блочными: один ядерный реактор на две турбины. На блоках могут устанавливаться сетевые подогревательные установки, служащие для покрытия тепловых нагрузок (на отопление, вентиляцию и бытовые нужды) АЭС и жилого посёлка.

Тепловая нагрузка установки при нагреве воды от 70 до 1300Ссоставляет около 105 ГДж/ч. В нашей стране имеется несколько электростанций с такими блоками. Имеются они и в ряде зарубежных стран: Болгарии, Финляндии, Германии и т.д.

Как я уже говорил, в настоящее время наибольшее распространение имеют крупные промышленные АЭС, работающие на насыщенном паре. Однако уже имеется несколько АЭС, на которых используется перегретый пар.

В России на перегретом паре, получаемым в уран-графитовом реакторе канального типа, работают установки первой и второй очередей Белоярской АЭС имени Курчатова. Перегретый пар из каналов реактора поступает непосредственно на турбину. При такой схеме АЭС на такой электростанции могут применяться серийные турбины, не отличающиеся от тех, которые работают на обычных паротурбинных установках на органическом топливе.

Атомная электростанция с реакторами на быстрых нейтронах построена в городе Шевченко. Она работает по трёхконтурной схеме. Теплоносителем в первом и промежуточном контурах является жидкий натрий.

На Дальнем Востоке ещё в 1974-1976 годах была введена в эксплуатацию Билибинская АТЭЦ электрической мощностью 48 МВт. Теплофикационная нагрузка электростанции составляет 420 ГДж/ч. Билибинская АТЭЦ состоит из четырёх блоков. Мощность блока равна 12 МВт, тепловая мощность реактора 62,5 МВт. Начальное давление пара составляет около 6 МПа. Реактор ― канального типа. Все реакторы размещены в одном зале.

Блок Билибинской АТЭЦ конечно не является прототипом будущих крупных атомных ТЭЦ, но в отдалённых районах России, глее не требуются большие электрические и тепловые мощности, подобные электростанции, возможно, будут строиться.

На крупных атомных ТЭЦ, включая Белоярскую, для того, чтобы устранить возможность попадания радиоактивных веществ в поток горячей воды для тепловых потребителей, все эти электростанции выполняются по трёхконтурной схеме. На таких блоках имеется система обнаружения межконтурной негерметичности. При появлении радиоактивности во втором (промежуточном) контуре дефектная секция в реакторе немедленно отключается.

studfiles.net

41.Принципиальная схема одноконтурной аэс, ее работа. Достоинства и недостатки.

1 – реактор

2 – паровая турбина (ЦВД и ЦНД)

4 – конденсатор

5 – диаратор

6 – сепаратор

7 – паросборник

9 – конденсаторный насос

10 – циркуляционный насос

11 – питательный насос

13 – электрогенератор

Вода из паросборника с помощью циркуляционного насоса проходит реактор, где за счет теплоты выделяющейся в результате ядерных реакций проходит процессы испарения, парообразования, пароперегрева и направляется в паросборник. Из паросборника полученный перегретый пар попадает на лопатки ЦВД отрабатывает и после этого проходит сепаратор, где из него удаляется влага, после этого попадает на лопатки ЦНД отрабатывает, соосно работает электрогенератор. После чего пар проходит конденсатор, конденсируется и с помощью конденсаторного насоса направляется в диаратор, где из питательной воды удаляются газы в виде О2, СО2, которые могут вызвать коррозию. После чего вода с помощью питательного насоса направляется в паросборник, откуда с помощью циркуляционного насоса направляется в реактор.

Достоинства: простота

Недостатки: возможность радиоактивного загрязнения всего оборудования, что усложняет его эксплуатацию.

Теплоноситель – вода.

42.Принципиальная схема двухконтурной аэс, ее работа.

В двухконтурных АЭС контур первичного теплоносителя и рабочего тела разделены.

1 – реактор

2 – паровая турбина (ЦВД и ЦНД)

3 – парогенератор

4 – конденсатор

5 – диаратор

6 – сепаратор

8 – компенсатор обмена

9 – конденсаторный насос

10 – циркуляционный насос

11 – питательный насос

12 – промежуточный (вторичный) пароперегреватель

13 – электрогенератор

Во II контуре в качестве рабочего тела используется вода, в качестве теплоносителя – жидкий натрий. В питательном насосе питательная вода направляется в парогенератор, где за счет теплоты жидкого натрия, который нагревается в реакторе, вода превращается перегретый пар, после чего одна часть пара отрабатывает в ЦВД, а другая часть направляется в промежуточный пароперегреватель. Из промежуточного пароперегревателя пар попадает в ЦНД отрабатывает, и со статорной обмотки электрогенератора снимается напряжение. Из ЦНД пар попадает в конденсатор, где происходит его конденсация, а также конденсация пара из промежуточного пароперегревателя. Полученный конденсат с помощью конденсаторного насоса проходит в диаратор, где осуществляется процесс удаления агрессивных газов О2, СО2. Полученная питательная вода с помощью питательного насоса направляется на процесс парообразования в парогенератор.

В I контуре в использовании жидкий натрий, с помощью циркуляционного насоса теплоноситель направляется в реактор, где в результате ядерных реакций выделяется тепло, он нагревается и направляется в парогенератор, где отдает тепло воде.

Чтобы избежать в I контуре вскипания в нем поддерживается более высокое давление, чем во II контуре. Чтобы понизить давление можно использовать высоко кипящий теплоноситель (органические жидкости, жидкие металлы при отсутствии высокого давления). двухконтурная схема дает меньшую радиоактивность, что улучшает ее эксплуатацию.

studfiles.net

21. Принципиальная схема аэс с ввэр

Условная схема энергоблока с водо-водяным реактором. 1 — реактор, 2 — топливо, 3 — регулирующие стержни, 4 — приводы СУЗ, 5 — компенсатор давления, 6 — теплообменные трубки парогенератора, 7 — подача питательной воды в парогенератор, 8 — цилиндр высокого давления турбины, 9 — цилиндр низкого давления турбины, 10 — генератор, 11 — возбудитель, 12 — конденсатор, 13 — система охлаждения конденсаторов турбины, 14 — подогреватели, 15 — турбопитательный насос, 16 — конденсатный насос, 17 — главный циркуляционный насос, 18 — подключение генератора к сети, 19 — подача пара на турбину, 20 — гермооболочка

Технологическая схема каждого блока двухконтурная. Первый контур является радиоактивным, в него входитводо-водяной энергетический реакторВВЭР  и четыре циркуляционных петли, по которым черезактивную зонус помощью главных циркуляционныхнасосовпрокачиваетсятеплоноситель—водаподдавлением. Температура воды на входе в реактор примерно равна 289°C, на выходе — 322 °C. Нагретая в реакторе вода направляется по четырёмтрубопроводамвпарогенераторы. Давление и уровень теплоносителя первого контура поддерживаются при помощи паровогокомпенсатора давления.

Второй контур — нерадиоактивный, состоит из испарительной и водопитательной установок, блочной обессоливающей установки (БОУ) и турбоагрегатаэлектрической мощностью1000 МВт. Теплоноситель первого контура охлаждается в парогенераторах, отдавая при этом тепло воде второго контура.Насыщенный пар, производимый в парогенераторах, с давлением 6,4 МПа и температурой 280 °C подается в сборныйпаропроводи направляется ктурбоустановке, приводящей во вращениеэлектрогенератор. Расход пара от 4 парогенераторов на турбину — примерно 6000 т/ч. Во второй контур также входят конденсатныенасосыпервой и второй ступеней, подогреватели высокого и низкого давления,деаэратор, турбопитательные насосы.

22: . Принципиальная схема АЭС с РБМК

РБМК

РБМК построен по несколько другому принципу, чем ВВЭР. Прежде всего в его активной зоне происходит кипение - из реактора поступает пароводная смесь, которая, проходя через сепараторы, делится на воду, возвращающуюся на вход реактора, и пар, который идет непосредственно на турбину. Электричество, вырабатываемое турбиной, тратится, как и в реакторе ВВЭР, также на работу циркуляционных насосов. Его принципиальная схема - на рисунке.

Основные технические характеристики РБМК следующие. Активная зона реактора — вертикальный цилиндр диаметром 11.8 метров и высотой 7 метров (см.рис.ниже). По периферии активной зоны, а также сверху и снизу расположен боковой отражатель - сплошная графитовая кладка толщиной 0.65 метра. Собственно активная зона собрана из графитовых шестигранных колонн (всего их 2488), собранных из блоков сечением 250х250мм. По центру каждого блока сквозь всю колонну проходят сквозные отверстия диаметром 114мм для размещения технологических каналов и стержней СУЗ.

Общее число технологических каналов в активной зоне 1693. Внутри большинства технологических каналов находятся тепловыделяющие кассеты, имеющие довольно сложную структуру. Кассета состоит из двух последовательно соединенных тепловыделяющих сборок (ТВС), длина каждой из которых 3,5м. ТВС содержит 18 стержневых твэлов — трубок наружным диаметром 13,5мм с толщиной стенки 0,9 мм, заполненных таблетками диаметром 11,5мм из двуокиси урана (UO2), крепежные детали из сплава циркония и несущий стержень из оксида ниобия. Стенки кассеты плотно фиксированы к графитовой кладке, а внутри кассет циркулирует вода. В остальных каналах расположены стержни системы управления защитой, которые состоят из поглотителя - бороциркониевого сплава. Некоторые каналы полностью изолированы от теплоносителя, и в них расположены датчики радиации.

Электрическая мощность РБМК - 1000 Мвт. АЭС с реакторами РБМК составляют заметную долю в атомной энергетике. Так, ими оснащены Ленинградская, Курская, Чернобыльская, Смоленская, Игналинская АЭС.

Активная зона реактора РБМК 

23: Принципиальное устройство ядерного реактора на тепловых нейтронах

Принципиальное устройство ЯР на ТН

 

 

 

 

  1. Биологическая защита 2. Корпус ЯР 3. Детектор нейтронов 4. Боковой отражатель 5. Торцевой отражатель 6. Замедлитель 7 , 8. Тепловой экран 9. Ядерное топливо 10. Регулирующий стержень 11. Привод органов регулирования

 

 

Рис. I.3.1.  Конструктивная схема ЯР на ТН

 

    ЯР на ТН является гетерогенным, т.е. в нем топливо, замедлитель и теплоноситель пространственно отделены друг от друга. Главная осбенность такого реактора - наличие замедлителя.

    Принципиальная конструктивная схема ЯР на ТН представлена на рис. I.3.1.

    Топливо 9 с делящимися элементами ( 235U,238U ) представляют собой топливную композицию различного физико-химического состава, которая находится в твэлах, покрытых защитной оболочкой. В корпусных реакторах и некоторых канальных твэлы объединяются в группы - тепловыделяющие сборки (ТВС). ТВС помещают либо в технологические каналы, по которым протекает охлаждающий их теплоноситель (РБМК), либо непосредственно в активную зону (ВВЭР).

    В канальных реакторах между технологическими каналами располагается замедлитель (графит, вода) 6, а в ВВЭР вода является одновременно и замедлителем и теплоносителем.

    Для уменьшения утечки нейтронов из реактора активная зона со всех сторон окружается отражателями нейтронов 4,5. В качестве отражателей используется: вода, тяжелая вода и д.р.

    Сама АЗ помещается в корпус реактора 2, а реактор со всех сторон окружается биологической защитой 1. Корпус имеет патрубки для входа и выхода теплоносителя. Вообще, он предназначен для размещения компонентов активной зоны и других корпусных устройств, формирующих трак движения теплоносителя. Для облегчения условий работы корпуса, внутрикорпусных устройств, а также уменьшения потерь тепла устанавливаются тепловые экраны 7,8.

    Конструктивные материалы под действием ионизирующего излучения меняют свои свойства в худшую сторону, поэтому в ряде случаев в АЗ устанавливается нейтронная защита.

    Чтобы управлять ядерной реакцией необходимо воздействовать на коэффициент отражения, наиболее распространенный способ - это введение поглощающих стержней 10. ОР СУЗ (органы управления системы управления защиты) приводятся в движение специальными приводными механизмами 11.

    Для того, чтоб управлять мощностью реактора нужно знать ее значение, контроль за ее уровнем осуществляется при помощи специальных детекторов 3, измеряющих нейтронный поток.

studfiles.net

ЗАЕС - Схема і компонування АЕС

Основні рішення щодо компонування

До складу кожного з шести енергоблоків Запорізької АЕС входить наступне основне обладнання:

  • водо-водяний енергетичний корпусний реактор типу ВВЕР-1000 виробничого об'єднання "Іжорський завод", м. Санкт-Петербург
  • турбоустановка типу К-1000-60/1500-2 виробничого об'єднання атомного турбобудування "Харківський турбінний завод", м. Харків
  • генератор типу ТВВ-1000-4 виробничого об'єднання "Електросила", м. Санкт-Петербург
  1. Реакторне відділення
  2. Турбінне відділення
  3. Дизель-генератор
  4. Блокова насосна станція
  5. Спецкорпус 1 і 2
  6. Сховище твердих радіоакт. відходів
  7. Об’єднано-допоміжний корпус
  8. Лабораторно-побутовий корпус 1 і 2
  9. Адміністративний корпус,контрольно-пропускний пункт 1
  10. Контрольно-пропускний пункт 2
  11. Майданчик ССВЯП
  12. Бризкальні басейни
  13. Їдальня
  14. Повномасштабний тренажер
  15. Навчально-тренувальний центр

Уніфікований моноблок розміщений в окремому головному корпусі АЕС, що складається з реакторного відділення, машинного залу, деаераторної етажерки з приміщеннями електротехнічних пристроїв.

Головні корпуси енергоблоків зорієнтовані до ставка охолоджувача - джерела циркулярного водопостачання АЕС. Між ставком-охолоджувачем та головними корпусами енергоблоків розміщені блокові насосні станції, трубопроводи технічного водопостачання та автомобільні дороги.

Зв'язок Запорізької АЕС з єдиною енергетичною системою України здійснюється трьома лініями електропередач напругою 750 кВ і однією лінією електропередач напругою 330 кВ змінного струму.

www.npp.zp.ua

4. Принципиальная схема аэс

Тепловая схема каждого энергоблока АЭС — одноконтурная. Канальный реактор РБМК с кипящим теплоносителем, в качестве которого применена обычная вода, обеспечивает паром две турбины К-500-65/3000. Циркуляция теплоносителя через реактор осуществляется по двум независимым циркуляционным петлям контура многократной принудительной циркуляции (МПЦ). К каждой петле подключена половина топливных каналов реактора (около 840 каналов). Циркуляционная петля имеет 4 главных циркуляционных насоса (три постоянно находятся в работе, один стоит в резерве), которые через систему коллекторов и трубопроводов подают воду в каждый топливный канал. Вода в каналах нагревается до кипения и частично испаряется. Пароводяная смесь из топливных каналов реактора по трубам пароводяных коммуникаций направляется в барабан-сепараторы, где разделяется на пар и воду. Всего на энергоблоке имеется 4 горизонтальных гравитационных барабан-сепаратора. Из каждого барабан-сепаратора насыщенный пар поступает в 2 паросборных коллектора и далее по 8 паропроводам направляется к турбинам конденсационного типа. После стопорно-регулирующих клапанов пар поступает в цилиндр высокого давления турбины. После цилиндра высокого давления пар сепарируется и перегревается свежим паром в промежуточных сепараторах-перегревателях и далее поступает в 4 цилиндра низкого давления, откуда сбрасывается в конденсаторы, охлаждаемые морской водой. Конденсат отработанного в турбине пара из конденсаторов каждой турбины подается конденсатными насосами первой ступени на установку конденсатоочистки, где весь поток конденсата проходит химическую очистку для обеспечения требуемого качества питательной воды. Конденсатные насосы второй ступени обеспечивают подачу конденсата в деаэраторы через установку регенерации. Это пять подогревателей низкого давления, которые осуществляют подогрев конденсата паром из промежуточных отборов турбины. Конденсат греющего пара смешивается с потоком основного конденсата по каскадной схеме. В схеме энергоблока предусмотрено 4 деаэратора, где происходит удаление коррозионно-активных газов из конденсата и создается рабочий запас питательной воды. Питательная вода из деаэратора питательными насосами подается в барабан-сепараторы каждой циркуляционной петли через свой питательный узел. В питательном узле, имеющем 3 параллельных нитки (2 — в работе, 1 — в резерве), установлены механические фильтры и автоматические клапаны, регулирующие подачу питательной воды в барабан-сепараторы путем

поддержания в них номинального уровня воды. В целях обеспечения сброса пара из барабан-сепараторов в режимах с отключением турбин, предусмотрены паросбросные и пароприемные устройства. Для поддержания требуемого водно-химического режима в контуре МПЦ предусмотрена байпасная очистка производительностью 200 т/час. Контурная вода отбирается из напорных коллекторов главных циркуляционных насосов каждой петли. Предварительно перед поступлением на фильтры байпасной очистки вода охлаждается до 50 С в регенераторах и доохладителях. После очистки возвращаемая в контур МПЦ вода предварительно подогревается в регенераторах контурной водой, поступающей на очистку.(Схема № 1).[10]

Схема №1 «Принципиальная схема АЭС»

  1. Реактор РБМК-1000

17. Малый питательный насос

  2. Турбина К-500-65

18. Фильтр

  3. Генератор

19. Кольцо высокого давления

  4. Барабан-сепаратор

20. Редукционная установка

  5. Главный циркуляционный насос

21. Сепаратор-пароперегреватель

  6. Напорный коллектор

22. Барбатёр

  7. Раздаточно-групповой коллектор

23. Технологический конденсатор

  8. Запорно-регулирующий клапан

24. Конденсатный насос

  9. Расходомер “ШТОРМ”

25. Главный предохранительный клапан

10. Конденсатор

26. Циркуляционный насос

11. Конденсатный насос 1 подъема

27. Сифонный сливной колодец

12. Конденсатоочистка

28. Насос расхолаживания

13. Конденсатный насос II подъема

29. Регенератор (СПИР)

14. Подогреватель низкого давления

30. Доохладитель (СПИР)

15. Деаэратор

31. Байпасная очистка КМПЦ

16. Питательный насос

 

Возможные причины аварий, которые могут произойти на АЭС, опираясь на эту схему. Поэтому, ошибок проектирования АЭС и ошибок операторов не должно быть, иначе они повлекут ещё большие «шансы» на возможность аварий.

Причины:

1. Взрыв водорода в бассейне-барботере 2. Взрыв водорода в нижнем баке контура охлаждения СУЗ 3. Диверсия (взрыв заряда с разрушением трубопроводов контура циркуляции) 4. Разрыв напорного коллектора ГЦН или раздаточного группового коллектора 5. Разрыв барабана-сепаратора или пароводяных коммуникаций 6. Эффект положительного выбега реактивности от вытеснителей стержней СУЗ 7. Неисправность автоматического регулятора 8. Грубая ошибка оператора при управлении стержнями ручного регулирования 9. Кавитация ГЦН, приводящая к подаче пароводяной смеси в технологические каналы 10. Кавитация на дроссельно-регулирующих клапанах 11. Захват пара из барабана-сепаратора в опускные турбоприводы 12. Пароциркониевая реакция и взрыв водорода в активной зоне 13. Попадание в реактор сжатого газа из баллонов САОР

Возможны также и другие причины аварий на АЭС (опираясь на версии аварии на Чернобыльской АЭС):

- принципиально неверная конструкция стержней СУЗ; - положительный паровой и быстрый мощностной коэффициент реактивности; - большой расход теплоносителя при малом расходе питательной воды; - нарушение персоналом регламентного значения оперативного запаса реактивности (ОЗР), малый уровень мощности; - недостаточность средств защиты и оперативной информации для персонала; - отсутствие указаний в проекте и технологическом регламенте об опасности нарушения установленного уровня ОЗР.[17]

studfiles.net

1.8.3. Принципиальные тепловые схемы аэс

В настоящее время строятся АЭС, работающие по различным схемам. В зависимости от типа реактора, вида теплоносителя и по числу замкнутых контуров теплоносителя и рабочего тела различают три типа тепловой схемы АЭС: одноконтурную, двухконтурную и трёхконтурную. Но всё же наибольшее распространение получили двухконтурные АЭС с водяным теплоносителем и одноконтурные с реактором кипящего типа.

Первая отечественная АЭС была построена и пущена в эксплуатацию в июне 1954 года. Эта станция положила начало использованию атомной энергии для производства электроэнергии. На станции необходимо было проверить работу основных элементов и показать возможность в промышленных установках преобразовать энергию деления ядер в электрическую. Параметры установки были низкими, тепловая схема сильно упрощена, а электрическая мощность составляла всего 5 МВт. Электростанция была спроектирована для работы по двухконтурной схеме. Опыт эксплуатации её показал, что двухконтурные АЭС вполне надёжны, а работа их не оказывает вредного влияния на окружающую среду и здоровье обслуживающего персонала.

Работы, проведённые в последующие годы на установках электрической мощностью 210, 365, 440 МВт (на Нововоронежской АЭС), позволили создать серии крупных энергетических блоков, эксплуатирующихся сейчас на ряде отечественных электростанций. Одновременно были разработаны и построены блоки конденсационных АЭС большой мощности, работающие по одноконтурной схеме.

Рассмотрим принципиальную схему одноконтурной АЭС (рис.47).

Одноконтурная схема связана с применением кипящего

реактора, производящего пар для работы в паровой

турбине. Такая схема является наиболее простой и

Ядерный

реактор

дешёвой.

Недостатками её являются усложнение работы ядерного

реактора на двухфазной пароводяной среде и работа

турбин на радиоактивном паре.

Возможна в принципе, одноконтурная схема с газовым

теплоносителем, являющимся одновременно и рабочим

Рис.47. телом, совершающем работу в газовой турбине.

В двухконтурной схеме АЭС теплоносителем в первом контуре, включающем ядерный реактор и другое оборудование, служит вода или газ, циркулирующие в этом контуре под давлением, создаваемым насосом или газодувкой.

В парогенераторе поверхностного типа теплоноситель, нагретый в ядерном реакторе, передаёт тепло воде, превращая её в пар, направляемый в турбину. Таким образом, парогенератор является промежуточным звеном, входящим в первый и второй контуры.

Вдвухконтурной схеме АЭС ядерный реактор работает большей частью на однофазной среде ― воде, или газе, что повышает надёжность его действия. Турбина работает на чистом практически нерадиоактивном паре. Двухконтурные схемы атомных электростанций получили наибольшее распространение.

Рис.48

Турбина работает на чистом практически

нерадиоактивном паре. Двухконтурные схемы

ПГ атомных электростанций получили наибольшее

распространение.

Рис.48 Использование реакторов-размножителей

Цирк. насос I контура Конд. насос на быстрых нейтронах позволяет воспроизводить

ядерное горючее в количестве, превышающем на 25÷40% затраченное топливо, то есть обеспечивать горючим ввод новых АЭС в соответствии с потребностями энергетики страны. Их достоинством является также высокий КПД и возможность применения обычных турбоустановок.

На одно- и двухконтурных АЭС турбины обычно работают на насыщенном паре. Все атомные электростанции являются блочными: один ядерный реактор на две турбины. На блоках могут устанавливаться сетевые подогревательные установки, служащие для покрытия тепловых нагрузок (на отопление, вентиляцию и бытовые нужды) АЭС и жилого посёлка.

Тепловая нагрузка установки при нагреве воды от 70 до 1300Ссоставляет около 105 ГДж/ч. В нашей стране имеется несколько электростанций с такими блоками. Имеются они и в ряде зарубежных стран: Болгарии, Финляндии, Германии и т.д.

Как я уже говорил, в настоящее время наибольшее распространение имеют крупные промышленные АЭС, работающие на насыщенном паре. Однако уже имеется несколько АЭС, на которых используется перегретый пар.

В России на перегретом паре, получаемым в уран-графитовом реакторе канального типа, работают установки первой и второй очередей Белоярской АЭС имени Курчатова. Перегретый пар из каналов реактора поступает непосредственно на турбину. При такой схеме АЭС на такой электростанции могут применяться серийные турбины, не отличающиеся от тех, которые работают на обычных паротурбинных установках на органическом топливе.

Атомная электростанция с реакторами на быстрых нейтронах построена в городе Шевченко. Она работает по трёхконтурной схеме. Теплоносителем в первом и промежуточном контурах является жидкий натрий.

На Дальнем Востоке ещё в 1974-1976 годах была введена в эксплуатацию Билибинская АТЭЦ электрической мощностью 48 МВт. Теплофикационная нагрузка электростанции составляет 420 ГДж/ч. Билибинская АТЭЦ состоит из четырёх блоков. Мощность блока равна 12 МВт, тепловая мощность реактора 62,5 МВт. Начальное давление пара составляет около 6 МПа. Реактор ― канального типа. Все реакторы размещены в одном зале.

Блок Билибинской АТЭЦ конечно не является прототипом будущих крупных атомных ТЭЦ, но в отдалённых районах России, глее не требуются большие электрические и тепловые мощности, подобные электростанции, возможно, будут строиться.

На крупных атомных ТЭЦ, включая Белоярскую, для того, чтобы устранить возможность попадания радиоактивных веществ в поток горячей воды для тепловых потребителей, все эти электростанции выполняются по трёхконтурной схеме. На таких блоках имеется система обнаружения межконтурной негерметичности. При появлении радиоактивности во втором (промежуточном) контуре дефектная секция в реакторе немедленно отключается.

studfiles.net

Принципиальная схема АЭС

 

Тепловая схема каждого энергоблока АЭС — одноконтурная. Канальный реактор РБМК с кипящим теплоносителем, в качестве которого применена обычная вода, обеспечивает паром две турбины К-500-65/3000.

Циркуляция теплоносителя через реактор осуществляется по двум независимым циркуляционным петлям контура многократной принудительной циркуляции (МПЦ). К каждой петле подключена половина топливных каналов реактора (около 840 каналов). Циркуляционная петля имеет 4 главных циркуляционных насоса (три постоянно находятся в работе, один стоит в резерве), которые через систему коллекторов и трубопроводов подают воду в каждый топливный канал. Вода в каналах нагревается до кипения и частично испаряется. Пароводяная смесь из топливных каналов реактора по трубам пароводяных коммуникаций направляется в барабан-сепараторы, где разделяется на пар и воду. Всего на энергоблоке имеется 4 горизонтальных гравитационных барабан-сепаратора.

Из каждого барабан-сепаратора насыщенный пар поступает в 2 паросборных коллектора и далее по 8 паропроводам направляется к турбинам конденсационного типа.

После стопорно-регулирующих клапанов пар поступает в цилиндр высокого давления турбины. После цилиндра высокого давления пар сепарируется и перегревается свежим паром в промежуточных сепараторах-перегревателях и далее поступает в 4 цилиндра низкого давления, откуда сбрасывается в конденсаторы, охлаждаемые морской водой.

Конденсат отработанного в турбине пара из конденсаторов каждой турбины подается конденсатными насосами первой ступени на установку конденсатоочистки, где весь поток конденсата проходит химическую очистку для обеспечения требуемого качества питательной воды.

Конденсатные насосы второй ступени обеспечивают подачу конденсата в деаэраторы через установку регенерации. Это пять подогревателей низкого давления, которые осуществляют подогрев конденсата паром из промежуточных отборов турбины. Конденсат греющего пара смешивается с потоком основного конденсата по каскадной схеме.

В схеме энергоблока предусмотрено 4 деаэратора, где происходит удаление коррозионно-активных газов из конденсата и создается рабочий запас питательной воды. Питательная вода из деаэратора питательными насосами подается в барабан-сепараторы каждой циркуляционной петли через свой питательный узел. В питательном узле, имеющем 3 параллельных нитки (2 — в работе, 1 — в резерве), установлены механические фильтры и автоматические клапаны, регулирующие подачу питательной воды в барабан-сепараторы путем поддержания в них номинального уровня воды.

В целях обеспечения сброса пара из барабан-сепараторов в режимах с отключением турбин, предусмотрены паросбросные и пароприемные устройства.

Для поддержания требуемого водно-химического режима в контуре МПЦ предусмотрена байпасная очистка производительностью 200 т/час. Контурная вода отбирается из напорных коллекторов главных циркуляционных насосов каждой петли. Предварительно перед поступлением на фильтры байпасной очистки вода охлаждается до 50 С в регенераторах и доохладителях. После очистки возвращаемая в контур МПЦ вода предварительно подогревается в регенераторах контурной водой, поступающей на очистку.

Принципиальная схема АЭС:

 

1. Реактор РБМК-1000 17. Малый питательный насос
2. Турбина К-500-65 18. Фильтр
3. Генератор 19. Кольцо высокого давления
4. Барабан-сепаратор 20. Редукционная установка
5. Главный циркуляционный насос 21. Сепаратор-пароперегреватель
6. Напорный коллектор 22. Барбатёр
7. Раздаточно-групповой коллектор 23. Технологический конденсатор
8. Запорно-регулирующий клапан 24. Конденсатный насос
9. Расходомер "ШТОРМ" 25. Главный предохранительный клапан
10. Конденсатор 26. Циркуляционный насос
11. Конденсатный насос 1 подъема 27. Сифонный сливной колодец
12. Конденсатоочистка 28. Насос расхолаживания
13. Конденсатный насос II подъема 29. Регенератор (СПИР)
14. Подогреватель низкого давления 30. Доохладитель (СПИР)
15. Деаэратор 31. Байпасная очистка КМПЦ
16. Питательный насос  

 

Днем рождения АЭС принято считать 23 декабря 1973 года, когда члены Государственной приемной комиссии после 72-часового экзамена, который держали все технологические системы первого в нашей стране атомного энергоблока единичной мощностью в 1000000 киловатт, поставили свои подписи в его "зачетке". Но сердце ядерного исполина начало биться на три месяца раньше - 12 сентября, и именно тогда всю мировую печать облетело сенсационное сообщение: "Первый из семьи атомных гигантов России обретает жизнь!" Именно этот день можно смело называть днем рождения большой ядерной энергетики нашей державы.

В качестве базового для Ленинградской АЭС был принят РБМК-1000 - реактор большой мощности, канальный (или кипящий), на тепловых нейтронах, в котором замедлителем служит графит, а теплоносителем - вода. Создатели ЛАЭС опирались на опыт реакторных установок такого конструкторского направления на первой в мире Обнинской АЭС, блоков Белоярской, Билибинской и Сибирской атомных станций. Устройство реактора показано на следующем рисунке. Применительно к разработанной концепции канальных реакторов были созданы технологии промышленного изготовления специальных радиационно-стойких конструктивных материалов, в том числе на основе циркония, для тепловыделяющих элементов и технологических каналов активной зоны РБМК.

Рисунок 2: РБМК-1000.

Дата добавления: 2015-07-15; просмотров: 246 | Нарушение авторских прав

mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.053 сек.)

mybiblioteka.su


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта