Кипящий ядерный реактор
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Кипя́щий я́дерный реа́ктор — ядерный реактор, в котором пароводяную смесь получают в активной зоне.
Содержание |
[править] Отличительные особенности
1 — cтержень аварийной защиты;
2 — управляющий стержень;
3 — ядерное топливо;
4 — биологическая защита;
5 — выход пароводяной смеси;
6 — вход воды;
7 — корпус
В АЭС с некипящими реакторами температура воды в первом контуре ниже температуры кипения. Насыщенный водяной пар под давлением 12—45 атм при температуре до 300°С вырабатывается во втором контуре. В таком режиме работают, например, ВВЭР Нововоронежской АЭС.
В кипящих реакторах пароводяную смесь получают в активной зоне. Давление воды в первом контуре снижается до 70 атм. При таком давлении вода закипает в объеме активной зоны при температуре 280°С. Кипящие реакторы обладают рядом достоинств по сравнению с некипящими. В кипящих реакторах корпус работает при более низком давлении, в схеме АЭС нет парогенератора.
[править] Условия работы
Для устойчивой работы кипящего корпусного реактора выбирают такой режим, при котором массовое паросодержание не превышает определённую величину. При больших значениях массового паросодержания работа реактора может быть неустойчивой. Такая неустойчивость объясняется тем, что пар вытесняет воду из активной зоны, а это увеличивает длину замедления нейтронов LS. При слишком бурном кипении значение LS возрастает настолько, что реактор получает отрицательную реактивность и мощность реактора начинает падать.
Снижение мощности уменьшает интенсивность кипения, массовое паросодержание, а значит, и длину замедления. В результате такого процесса освобождается реактивность, после чего мощность реактора и интенсивность кипения начинают возрастать. Происходит опасное для конструкции реактора и обслуживающего персонала колебание мощности.
При паросодержании ниже допустимого таких опасных колебаний мощности не происходит и стационарный режим реактора саморегулируется. Так, снижение уровня мощности и уменьшение интенсивности кипения освобождает реактивность, обеспечивающую возврат уровня мощности к исходному. Паросодержание воды на выходе из активной зоны зависит от удельной мощности. Поэтому допустимое паросодержание, ниже которого обеспечивается устойчивая работа кипящего реактора, ограничивает мощность реактора с заданными размерами активной зоны. При таком ограничении с единицы объема кипящего реактора снимается меньшая мощность, чем с единицы объема некипящего реактора. Это существенный недостаток кипящих реакторов.
[править] Применение
Примеры кипящих реакторов:
Перегрев водяного пара до температуры 510°С осуществлён в канальных реакторах Белоярской АЭС. В отличие от корпусных кипящих реакторов, основным замедлителем в реакторе Белоярской АЭС служит графит, и кипение воды в каналах не вызывает опасных колебаний мощности.
[править] Литература
- Петунин В. П. Теплоэнергетика ядерных установок М.: Атомиздат, 1960.
- Левин В. Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. 4-е изд. — М.: Атомиздат, 1979.
