ГЛАВА 3
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ВТОРОГО КОНТУРА
§ 3.1. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРВОГО КОНТУРА
Для обеспечения безаварийной работы первого контура, например для снабжения водой и аварийного электропитания, требуется ряд специальных вспомогательных систем, которые несущественно отличаются от аналогичных систем реакторов других типов. Измерительные устройства описаны в гл. 5, здесь же рассматривается группа характерных для реакторов HTR вспомогательных систем и устройств, связанных с гелиевым контуром.
Помимо основного назначения гелий в контуре выполняет следующие функции: транспортирует загрязнения в систему газоочистки и в другие фильтры, а также служит в качестве запирающего, промывочного и управляющего газа .
Запасы чистого гелия обычно сосредоточены в специальном газгольдере.
Система газоочистки была описана в разд. 2.3.2.
1 Соответственно в уплотнениях, контуре, пневматической арматуре и приводах поглощающих стержней. — Прим. перев.
Запирающая газовая система играет роль диффузионного барьера. На реакторе AVR весь первый контур окружен двумя стальными оболочками, полость между которыми заполнена запирающим газом с несколько большим, чем в реакторе, давлением. Таким образом, в случае неплотности внутренней оболочки запирающий газ проникает внутрь и предотвращает утечку гелия наружу. В больших реакторах HTR с бетонными корпусами такой тип уплотнения не используют. Здесь запирающий газ нужен, например, в газодувках с масляными подшипниками, поскольку он уменьшает проникновение масла внутрь первого контура и теплоносителя в масляную систему подшипников. Давление запирающего газа здесь также выше, чем в контуре. Циркулирующий запирающий газ непрерывно очищается вначале от масла в циклонах и слое активированного угля, затем в системе газовой очистки.
Промывочная система предусматривается прежде всего для демонтажа ряда узлов установки. Она имеет устройство сброса давления — буферную емкость, с помощью которой достигается локальное понижение давления в требуемой области. В реакторе с шаровыми твэлами системы промывки и сброса давления газа необходимы при шлюзовании твэлов в процессе загрузки и выгрузки топлива.
Другая вспомогательная система — система управляющего газа, который используется для управления рядом аварийных клапанов и других устройств с пневматическими приводами.
§ 3.2. ОБОРУДОВАНИЕ ВТОРОГО КОНТУРА
Второй контур АЭС с реактором HTR аналогичен обычной тепловой электростанции с промежуточным перегревом пара (рис. 3.1). Вырабатываемый парогенератором пар поступает в турбоагрегат, состоящий из цилиндров высокого, среднего и низкого давления и электрогенератора. Из цилиндра высокого давления пар вновь поступает в парогенератор, а из цилиндров среднего и низкого давлений возвращается в виде воды в контур, в котором есть конденсатор, предварительный подогреватель и насосы питательной воды.
Высокая температура газового теплоносителя в реакторах HTR обеспечивает получение пара с параметрами, соответствующими современным тепловым электростанциям: 190 ат и 535° С.
Поэтому второй контур может состоять из испытанных на практике агрегатов обычных паровых энергоустановок, а высокие параметры пара позволяют использовать стандартные турбины перегретого пара. Питание парогенераторов водой осуществляется по двойным трубопроводам. При аварии трубопроводов перегретый пар можно направить через сбросный трубопровод в конденсатор. В моменты пуска и остановки, а также при быстрых изменениях нагрузки пар можно направлять непосредственно в конденсатор.
Рис. 3.1. Тепловая схема второго контура реактора HTR:
1 — реактор; 2 — парогенератор; 3 — цилиндр высокого давления; 4 — цилиндр среднего давления; 5 — цилиндр низкого давления; 6 — генератор; 7 — конденсатор; 8 — градирня; 9 — конденсатный насос; 10 — предварительный подогреватель; 11 — питательный насос; 12 — газодувка.
Немаловажное преимущество реакторов HTR — возможность использования для охлаждения его конденсаторов воды, циркулирующей через градирни, вместо проточной речной воды (см. рис. 3.1), поскольку минимальная температура теплового цикла здесь выше, чем в других типах энергоустановок. Это имеет существенное значение, так как возможность охлаждения турбин крупных АЭС речной водой ограничена; кроме того, использование градирен практически исключает привязку АЭС к определенной местности.
Наряду с главной задачей производства электроэнергии второй контур используется для отвода через конденсатор остаточного тепла при остановках реактора.
