Корпусный реактор

Корпусный реактор – разновидность ядерного реактора, активная зона которого располагается в прочном корпусе. В структуре корпусного реактора выделяют: активную зону, содержащую ядерное топливо и замедлитель; отражатель нейтронов; теплоноситель; радиационную защиту; систему регулирования реакции; систему управления на расстоянии.

В корпусном реакторе теплоноситель чаще всего выполняет функции замедлителя (обычная или тяжелая вода, органические жидкости). В некоторых корпусных реакторах в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов применяются разнородные вещества. В корпусном реакторе EDF (Франция) используются углекислый газ и графит. Корпусной реактор обычно представляет собой цилиндрический сосуд с крышкой, внутри которого размещена конструкция (корзина) с активной зоной, с возможностью ее изъятия. Снизу в активную зону поступает теплоноситель. Активная зона состоит из тепловыделяющих кассет. В активной зоне перемещаются управляющие стержни, приводы которых имеют герметичный вывод в крышке или днище корпуса. Через патрубки в верхней части корпуса осуществляется отвод нагретого теплоносителя.

В мировой ядерной энергетике корпусные реакторы используются широко. Это явление может быть объяснено их сравнительной простотой, компактностью и высокой энергонапряженностью активной зоны. Существуют корпусные реакторы на быстрых и тепловых нейтронах, наибольшее распространение получили последние. В нашей стране на Нововоронежской АЭС работает корпусный реактор мощностью 1375 МВт. В нем теплоносителем и замедлителем является обычная вода под давлением 12,5 Мн/м2 (125 кгс/см2). Вода, принудительно циркулирующая в активной зоне, нагревается от 269 до 300 °С и поступает в парогенераторы.

Преимущества корпусных реакторов:

1) простая конструкция тепловыделяющих сборок;

2) малое количество дополнительных конструкционных материалов, присутствующих в активной зоне и поглощающих нейтроны.

Теоретически имеется возможность использования ядерного топлива с низким обогащением. Но на практике в связи со спецификой используемых замедлителей корпусные реакторы требуют большего обогащения, чем канальные реакторы.

Недостатки корпусных реакторов:

1) сложный в изготовлении герметичный корпус (габариты примерно 5—10 м, давление до 160 атм);

2) жесткое ограничение размера активной зоны и, как следствие, максимальной мощности;

3) невозможность частичной выгрузки тепловыводящих элементов. Это означает, что для замены топлива требуются полная остановка реактора, откачивание теплоносителя, удаление системы привода стержней, снятие крышки и т. д.

Котел

Котел – устройство, осуществляющее образование насыщенного или перегретого пара.

Согласно классификации различают котлы следующих видов:

1) водотрубные котлы; суть их заключается в том, что внутри трубы находятся вода и пароводяная смесь, а дымовые газы располагаются вне трубы;

2) газотрубные котлы; их особенностью является расположение внутри трубы дымовых газов, а снаружи – воды.

В зависимости от характера движения воды и пароводяной смеси существуют:

1) котлы с естественной циркуляцией;

2) котлы с принудительной прямоточной циркуляцией;

3) котлы с принудительной многократной циркуляцией.