Тепловая схема АЭС с корпусным кипящим реактором. Тепловые схемы с газоохлаждаемыми реакторами, и с реакторами на быстрых нейтронах

Тепловая схема АЭС с корпусным кипящим реактором и внутренней сепарацией пара (рис. 1.13) применена на многих зарубежных АЭС. Энергоблок таких электростанций состоит из реактора с принудительной циркуляцией теплоносителя и двух турбоагрегатов с одним ЦВД и двумя ЦНД.

Рис. 1.13. Тепловая схема с корпусным кипящим реактором: 1 —реактор; 2 —. циркуляционный насос; З — ЦВД турбины; 4 — ЦНД турбины; 5 — сепаратор; 6 — пароперегреватель; 7 — конденсатный насос; 8 — конденсатоочистка; 9 — охладитель конденсата; 10 — питательный насос

Широкое распространение за рубежом нашли и схемы с кипящими корпусными реакторами, внутренней сепарацией и естественной циркуляцией теплоносителя. Тепловая схема этих АЭС подобна схеме, приведенной на рис. 1.13. Отличие заключается в отсутствии циркуляционных насосов.

Тепловые схемы с газоохлаждаемыми реакторами. По термодинамическому циклу эти АЭС подразделяются на паротурбинные и газотурбинные и по числу контуров — соответственно на двухконтурные и одноконтурные.

Наибольшее распространение получили АЭС с паротурбинным циклом с усовершенствованными газографитовыми реакторами (УГР). Однако наиболее перспективными являются высокотемпературные газовые реакторы (ВТГР), которые благодаря высокой температуре теплоносителя (850°С и выше) могут использоваться также и для технологических целей: в химической промышленности— для получения искусственного метана из угля, в металлургической промышленности— для восстановления железа из руд.

Тепловая схема с высокотемпературным газовым реактором приведена на рис. 1.14.

Рис. 1.14. Тепловая схема с высокотемпературным газовым реактором: 1 — компрессор для гелия; 2—парогенератор; 3—корпус из предварительно напряженного железобетона; 4 — отверстия для перегрузки топлива; 5 — активная зона; 6 — цилиндр высокого давления (ЦВД); 7—цилиндр среднего давления (ЦСД); 8 — цилиндр низкого давления (ЦНД); 9 — генератор; 10— градирня; 11 — циркуляционные насосы; 12 — конденсатор: 13 — подогреватель-деаэратор; 14 — конденсатные насосы; 15— деминерализатор; 16 — подогреватели питательной воды; 17 — питательные насос

Реактор охлаждается гелием. Компоновка оборудования реактора — интегральная. В двух циркуляционных петлях имеются два компрессора 1 и шесть прямоточных парогенераторов 2. Пар под давлением 16,6 МПа с температурой 538°С подается в ЦВД 6, затем в компрессор 1, вновь подогревается до температуры 538 °С в парогенераторе и под давлением 4,1 МПа подается в ЦСД 7 турбоагрегата. Регенеративный подогрев состоит из трех ПНД, деаэратора и двух ПВД.

Тепловые схемы АЭС с реакторами на быстрых нейтронах выполняются в петлевом или баковом варианте. В настоящее время применяются схемы, выполненные в обоих вариантах.

Отличительной особенностью АЭС с такими реакторами является наличие промежуточного контура между жидкометаллическим теплоносителем и пароводяным трактом. В качестве примера тепловой схемы с реактором на быстрых нейтронах и жидкометаллическим теплоносителем приведена схема третьего энергоблока Белоярской АЭС с реактором БН-600 (рис. 1.15). Реактор с основным технологическим оборудованием первого контура размещен в баке 1. Три насоса 4 и шесть теплообменников 3 образуют три петли. Один энергоблок включает в себя реактор и три турбины К-200-130, работающие на паре под давлением 12,7 МПа с температурой 535 °С.

Рис. 1.15. Тепловая схема с реактором на быстрых нейтронах: 1 — бак реактора; 2 — активная зона реактора; 3 — промежуточный теплообменник; 4 — циркуляционный насос; 5 — электродвигатель циркуляционного насоса; 6 — испаритель; 7 — пароперегреватель; 8 — циркуляционный насос второго контура; 9 — турбина; 10 — конденсатный насос; 11 — конденсатоочистка; 12 — ПНД; 13 — деаэратор; 14 — насос; 15 — ІІВД: 16 — насос расхолаживания; 77 — редукционно-охладительная установка (РОУ); 18 — охладитель; 19 — конденсатный насос; 20 — фильтры- ловушки; 21 — сливные баки натрия; 22 — насосы для перекачки натрия; 23 — емкости для хранения аргона