Что такое кипящий водо-водяной ядерный реактор?

Ядерные реакторы для атомных электростанций имеют разные конструктивные особенности в зависимости от места проектирования, но принцип работы их аналогичен. В этой статье кратко будет описано устройство и особенности кипящего реактора на лёгкой воде (кипящий ВВЯР).

Что такое кипящий водо-водяной ядерный реактор?
Фото: vprioritete

Какими особенностями обладает кипящий ВВЯР?

Основной особенностью кипящего реактора является способность образовывать в активной зоне пар, который потом подаётся в турбину. Общая конструктивная схема этого реактора аналогична не кипящим реакторам (ВВЭР). Он состоит из резервуара с верхней герметичной крышкой, в который сверху помещаются кассеты с трубками, наполненными ураном. Резервуар имеет отверстия для входа холодной воды и выхода пара. В нём устанавливается расчётный уровень лёгкой воды. Параметры работы (температура и давление) поддерживаются такие, чтобы над водой образовывался пар.

В кипящем реакторе давление теплоносителя ниже и отсутствует парогенератор между реактором и турбиной. В теплоноситель этого реактора нельзя вносить добавки, поглощающие радиоактивные элементы, в ВВЭР для этого используется бор, который активно поглощается паром и уходит в турбину. Основная роль по регулированию скорости реакции распада ядер отдаётся поглощающим стержням, расположенным между кассетами снизу. Механизмы управления поглощающими стержнями располагаются снизу, что облегчает загрузку реактора кассетами, и усложняет конструкцию нижней его части.

Несмотря на меньшее рабочее давление, корпус реактора массивнее, чем у реакторов с водой под давлением, так как он больше подвержен коррозии. Капсула из бетона (биологическая защита) имеет усиленную конструкцию.

Условия работы кипящего ВВЯР.

Работа кипящего реактора имеет свои особенности из-за вытеснения воды из него давлением пара, что может привести к падению мощности, которое, в свою очередь, приводит к разгону реактора из-за снижения поглощающей способности воды. Колебание мощности опасно для реактора и людей. Для исключения опасности количество пара в реакторе поддерживается на расчётном уровне автоматическим перемещением поглощающих стержней и подачей теплоносителя. Из-за этой особенности кипящий реактор при одинаковых размерах с не кипящим, выдаёт меньшую мощность.

Достоинства кипящего реактора:

  • отсутствие сооружений для размещения парогенератора и устройств, компенсирующих давление;
  • меньшее рабочее давление и температура в реакторе;
  • в результате реакции вырабатывается больше плутония, который можно применить в дальнейшем.

Недостатки кипящего реактора:

  • для перегрузки кассет надо останавливать реактор;
  • усложнение системы управления из-за возможности колебания мощности;
  • меньшая удельная мощность;
  • попадание радиоактивного пара в турбину усложняет её обслуживание;
  • коррозионные повреждения оборудования могут привести к аварийной ситуации.

Кипящие реакторы занимают значительное место в атомных электростанциях мира, но их дальнейшее распространение ограничено сложностью управления процессом, относительно низкой безопасностью и удельной мощностью.

oppp.ru
Яндекс.Метрика