Глава 1
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ
НАТРИЙ-ВОДА
Парогенератор натрий—вода в схеме АЭС
с реактором на быстрых нейтронах
Использование пароводяного цикла в схеме АЭС с реактором на быстрых нейтронах с натриевым охлаждением однозначно определяет необходимость парогенератора натрий—вода как элемента подобной схемы. В настоящее время используются многопетлевые трехконтурные схемы.
В первом контуре циркулирует радиоактивный натрий, отводящий тепло непосредственно от активной зоны. Через промежуточный теплообменник тепло от первого контура передается уже нерадиоактивному натрию второго контура и далее через парогенератор — третьему пароводяному контуру. Использование многопетлевого (более двух) принципа обеспечивает безопасность АЭС при отказе одной из петель, а наличие двух натриевых контуров обусловливает ’’чистые” в отношении радиоактивности условия эксплуатации парогенератора натрий-вода. Каждая трехконтурная теплоотводящая петля АЭС имеет, как правило, свой парогенератор.
По принципу размещения оборудования первого контура различают либо интегральный (все размещается в одном баке), либо петлевой (оборудование соединено трубопроводами) тип компоновки. Оборудование второго и третьего контуров, включая парогенератор, компонуется по петлевому принципу.
Примером использования интегральной компоновки первого контура в схеме АЭС является реактор БН-600 (рис. 1.1), а петлевой - реактор БН-350 (рис. 1.2).
Пароводяной контур парогенератора натрий—вода практически мало отличается от подобных контуров парогенераторов, работающих на органическом топливе. Он имеет стандартный набор оборудования (турбина, конденсатор, деаэратор, питательные насосы, регенеративные подогреватели). Поскольку быстрый реактор с натриевым охлаждением обеспечивает довольно высокий (550 °C и более) уровень температуры теплоносителя на выходе из активной зоны, то, как правило, в парогенераторе натрий—вода используется термодинамический цикл с перегревом пара. В пароводяном контуре в зависимости от его параметров к настоящему времени реализованы как прямоточный цикл, так и цикл с многократной естественной или принудительной циркуляцией.
Рис. 1.1. Схема АЭС БН-600:
1 - бак реактора; 2 - активная зона; 3 - напорный коллектор; 4 — насос первого контура; 5 - промежуточный теплообменник; 6 - насос второго контура; 7 - испаритель; 8 - пароперегреватель; 9 - промпароперегреватель; 10- буферная емкость
Рис. 1.2. Схема АЭС БН-350:
1 - бак реактора; 2 - активная зона; 3 - промежуточный теплообменник, 4 - насос первого контура; 5 - насос второго контура; 6 - испарители; 7 - пароперегреватели; 8 - пароводяные полости испарителей; 9 - компенсационный газовый объем
Однако независимо от схемы, компоновки оборудования и параметров пароводяного контура АЭС с быстрым реактором в парогенераторе натрий—вода осуществляется передача энергии от натрия к воде. При их контакте протекают физико-химические процессы, предъявляющие ряд специфических требований к конструкции парогенератора, второго и третьего контуров установки.
