ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ РБМК-1000

Определение ядерного реактора. Устройство и работа ВВЭР1000

Ядерный реактор – устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная реакция, сопровождающаяся выделением тепла, которая затем преобразуется в электрическую энергию

Типы:

1. РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный)-много в России, странах Зап. Европы и юго-восточной Азии;

2. ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический Реактор)-строились, в основном, на территории бывшего СССР и в Восточной Европе;

3. Реактор на тяжелой воде –строились, в осн, в Америке, исп. дешёвый уран, но дорогую тяжёлую воду в кач-ве теплоносителя и замедлителя;

4. Реактор на быстрых нейронах-за ними будущее, наиболее эф-но исп ядерное топливо, но имеют сложную конструкцию и невысокую надёжность.

ВВЭР-1000. В водо-водяном энергетическом реакторе имеются 2 контура. В первом контуре вода нагревается в активной зоне, но в пар не превращается, т.к. находится под высоким давлением. Нагретая вода первого контура поступает в теплообменник, где отдает тепло воде второго контура. После этого пар со второго контура подается на турбину, которая вырабатывает электрическую энергию. В водяных энергетических реакторах за счет двух контуров охлаждения повышается надежность работы. Первый контур изолирован от второго, что снижает радиоактивные выбросы в атмосферу теплоносителем явл вода.

Технологическая схема энергоблоков реактора ВВЭР1000

Первый контур радиоактивный и включает в себя реактор типа ВВЭР и циркуляционные петли охлаждения. Каждая петля содержит главный циркуляционный насос (ГЦН), парогенератор и две главные запорные задвижки (ГЗЗ). К одной из циркуляционных петель первого контура подсоединен компенсатор давления, с помощью которого в контуре поддерживается заданное давле-ние воды, являющейся в реакторе одновременно и теплоносителем и замедлите-лем нейтронов. На энергоблоке имеется 4 циркуляционные петли. Второй контур - нерадиоактивный. Он включает в себя парогенераторы, паропроводы, паровые турбины, сепараторы-пароперегреватели, питательные насосы и трубопроводы, деаэраторы и регенеративные подогреватели. Парогенератор является общим оборудованием для первого и второго контуров. В нем тепловая энергия, выработанная в реакторе, от первого контура через теплообменные трубки передается второму контуру. Насыщенный пар, вырабатываемый в парогенераторе, по паропроводу поступает на турбину, которая приводит во вращение генератор, вырабатывающий электрический ток. В системе охлаждения конденсаторов турбин на АЭС используются башенные градирни и водохранилище-охладитель.

 

Устройство РБМК-1000

 

1) Графитовый замедлитель;

2) Стержни управления и защиты;

3) Технологические каналы;

4) Пар;

5) Вода;

6) Барабан-сепаратор;

7) Сухой пар

8) Турбина высокого давления

9) Турбина низкого давления;

10) Электрический генератор;

11) Циркулирующие насосы;

12) Охладитель (конденсатор);

13) Вспомогательный водяной контур.

Принцип работы реактора

Вода под давлением в 40 атмосфер ГЦН-ами (3) подаётся в нижнюю часть цилиндра (1) где продавливается по каналам, омывая поверхности твеллов, нагревается до 248 градусов и собирается в верхней части цилиндра. Далее вода по трубопроводу 4 подаётся в паросепаратор (5), где происходит отделение пара от воды. Вода вновь возвращается в главные циркуляционные насосы, а пар по трубопроводу (6) поступает в парогенератор (8), который вырабатывает электрическую энергию. Отработанный пар по трубопроводу 7 возвращается в паросепаратор, где он конденсируется в воду и вновь поступает в главные циркуляционные насосы (3). Цикл таким образом замыкается.

Ядерное топливо представляет собой таблетки, диаметром 1 см и высотой 1,5 см. Таблетки с ядерным топливом загружаются в трубки длиной 3,5 м и диаметром 1,4 см изготовленные, из циркония. Трубки называются тепловыделяющие элементы (твеллы) и собираются по 36 штук в кассеты.

Состав для реактора 235U – 15%, 238U/ 239U – 85%

Состав для взрыва 235U – 65%, 238U/ 239U – 35%