Аэс с реакторами на быстрых нейтронах

6.3. Аэс с реакторами на быстрых нейтронах

Кроме выработки электрической энергии, на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах осуществляется расширенное воспроизвод­ство ядерного топлива. В качестве теплоносителя в реакторах-раз­множителях применяют жидкий натрий из-за его хороших физиче­ских свойств и относительно небольшой стоимости.

Применение жидкометаллического теплоносителя в реакторах позволяет получать пар высоких параметров и использовать серий­ные турбоагрегаты. Так, для реактора БН-600 на Белоярской АЭС используют турбины мощностью по 200 МВт и начальными пара­метрами пара: давлением — 13 МПа и температурой — 500 °С. В ближайшее время будут введены реакторы БН-800

Трехконтурная технологическая схема реактора БН-600 приве­дена на рис. 4. В первом и втором контурах используют жидкий на­трий, в третьем — воду и пар. Первый контур на рисунке обозна­чен толстой линией, второй — пунктирной, а третий — тонкой. Компоновка первого контура может быть петлевой или интеграль­ной. При интегральной схеме активная зона 2, насосы 1, промежу­точные теплообменники 4 и биологическая защита находятся в кор­пусе реактора 3. Жидкий натрий первого контура циркулирует по трем параллельным петлям.

Рекомендуем посмотреть лекцию "10. Контроллинг обеспечения ресурсами".

Главные циркуляционные насосы первого контура являются центробежными погружного типа с двухпоточным всасыванием, вто­рого— с односторонним. Привод ГЦН осуществляется асинхронны­ми двигателями (для первого контура привод вынесен за пределы реактора). Для плавного регулирования мощности реактора и под­держания неизменного подогрева теплоносителя асинхронные дви­гатели ГЦН работают по схеме асинхронно-вентильного каскада. Для повышения устойчивой работы ГЦН первого и второго кон­туров при снижении напряжения они снабжены маховиками.

Активная зона реактора по торцам и периметру окружена экра­нами — зоной воспроизводства, состоящей из сборок, заполненных диоксидом обедненного урана. Биологическая защита включает стальные экраны с графитовым наполнителем.

Паронегераторы, в которых образуется перегретый пар (третий контур), выполнены прямоточными и имеют малый запас воды. Поэтому при потере питания в системе СН станции для обеспечения режима расхолаживания к надежности электроснабжения аварий­ных ПЭН (АПЭН) и времени их пуска предъявляют повышенные требования, а АПЭН питают от специальных для каждого насоса дизель-генераторов с малым временем пуска. Следующие этапы технологического процесса производства электроэнергии не отли­чаются от обычных технологических процессов на КЭС.

Использование натрия в первом и втором контурах приводит к созданию соответствующих вспомогательных систем. При пуске АЭС из холодного состояния требуется предварительный электро­разогрев «всего оборудования и трубопроводов. Электронагреватели суммарной мощностью 25 МВт устанавливают в местах, где возмо­жен переход металла в твердую фазу при охлаждении. Исходя из повышенных требований к надежности электроснабжения нагрева­тели ^мощностью 3 МВт подключают к схеме надежного питания.

Для увеличения коррозионной стойкости конструкционных ма­териалов натриевых контуров используют фильтр-ловушки, рабо­та которых основана на охлаждении жидкометаллического теплоно­сителя, до температуры, меньшей температуры насыщения оксидов, растворенных в натрии. Натрий в ловушке охлаждается воздухом или, азотом, прокачиваемым по замкнутому контуру вентилятором. При отключенных ГЦН циркуляция натрия через фильтры осуще­ствляется электромагнитными насосами. Перед заполнением первого и второго контуров натрием для исключения взаимодействия его с кислородом воздуха реактор заполняют газом (аргоном) и разогре­вают сжатием аргона в нагнетателях и прокачкой его по замкнутым контурам. Эту же систему используют в качестве резервной при расхолаживании реактора, поэтому нагнетатели имеют привод от автономного источника, а теплообменники — надежное снабже­ние технической водой.