Устройство реакторной установки АСТ

Содержание

Содержание. 2

Перечень принятых сокращений. 3

Введение. 4

1. Устройство реакторной установки АСТ. 5

2. Исходные данные для вычислений. 7

3. Геометрические параметры активной зоны, корпуса реактора и внутрикорпусных устройств. 9

4. Естественная циркуляция. 13

5. Определение температур теплоносителя и твэла, запаса до кризиса теплообмена 21

Заключение. 32

Список использованных источников. 33

Перечень принятых сокращений

АСТ – атомная станция теплоснабжения

АТЭЦ – атомная теплоэлектроцентраль

ВВЭР – водо-водяной энергетический реактор

ТВС – тепловыделяющая сборка

твэл¹ – тепловыделяющий элемент

ТЭЦ – теплоэлекетроцентраль

¹ (Согласно ГОСТ 23082-78 "Реакторы ядерные. Термины и определения", следует писать "твэл" прописными буквами.)

Введение

Возрастание общего потребления как в нашей стране, так и за рубежом сопровождается ростом теплопотребления с относительно низким температурным потенциалом в жилищно-коммунальном секторе и промышленности.

Основным путем решения проблемы теплоснабжения и улучшения эффективности использования топлива является централизованное теплоснабжение от крупных котельных и теплофикация от ТЭЦ городов и промышленных узлов, которое является более экономичным при комбинировании производства электрической и тепловой энергии.

Анализ вопросов применения ядерного топлива для централизованного теплоснабжения показывает, что наряду с комбинированной выработкой тепла и электроэнергии возможно и целесообразна отдельная выработка тепла на атомных станциях теплоснабжения, использующих атомные реакторы с относительно низкой температурой и давлением. Сооружение АТЭЦ экономически оправдано, начиная с тепловых нагрузок 1700 МВт (~1500 Гкал/ч) и более, а при тепловых нагрузках около 1100 МВт (~1000 Гкал/ч) и ниже экономически целесообразно сооружение АСТ [1].

В рамках данного курсового проекта производился теплогидравлический расчет первого контура реакторной установки АСТ-600: оценка его гидравлических характеристик, оценка теплотехнической надежности (температур, запаса до кризиса теплообмена).

Устройство реакторной установки АСТ

Особенность АСТ, как энергоисточника, вырабатывающего низкопотенциальное тепло, дала возможность значительно снизить параметры реактора АСТ по сравнению с реактором ВВЭР. Рабочее давление уменьшено в 8–10 раз, температура воды – с 300 до 200 ºC, энергонапряженность активной зоны снижена в 4 раза. [6]

В АСТ теплообменник находится в корпусе реактора, исключены циркуляционные насосы в первом контуре, реактор размещен во втором прочном корпусе, максимально снижены рабочие параметры. Принятые конструктивные решения имеют принципиальное значение с точки зрения обеспечения безопасности.

Таким образом, водо-водяные реакторы для АСТ имеют интегральную компоновку [2, стр. 198–199] с внутрикорпусной естественной циркуляцией теплоносителя первого контура (см. рисунок 1). В центральной нижней части рабочего корпуса размещается активная зона, а теплообменники второго (промежуточного) контура занимают объем кольцевого пространства между обечайкой тягового участка и внутренней поверхностью корпуса реактора. В целях предотвращения заметной активации водного теплоносителя второго контура нижняя часть поверхностей нагрева теплообменники компонуется на 1,5–2 м выше активной зоны. Над активной зоной размещается блок защитных труб, назначение которых – предотвратить вибрацию стержней СУЗ, когда они находятся в верхнем положении.

Имеются проработки по эксплуатации реакторов АСТ в режимах кипения воды в активной зоне и без кипения. В рамках данной работы рассматривается реакторная установка с подогревом теплоносителя до температуры кипения (насыщения) без развитого кипения теплоносителя в среднем по объему.

Рисунок 1 – Общая компоновка и схема циркуляции теплоносителя внутри корпуса реактора АСТ.

На рисунке 1 расположены следующие элементы:

1) активная зона;

2) рабочий корпус реактора;

3) блок защитных труб (чехлов);

4) теплообменник;

5) уровень воды;

6) паровая подушка.

Величины, изображенные на рисунке 1:

― H – высота активной зоны;

― Н_т.у. – высота тягового участка;

― Н_з.т. – высота блока защитных труб;

― H_т – высота теплообменника;

― i_вх, i_вых – энтальпии на выходе и на выходе активной зоны соответственно;

― G – расход теплоносителя через активную зону.