- •1. Основные особенности ядерного реактора, как источника тепловой энергии.
- •2. Основные составляющие реакторов на тепловых и быстрых нейтронах и их назначение.
- •3. Критический объем реактора и основные факторы, влияющие на его минимальное значение. Влияние отражателя на критические размеры.
- •Основные факторы влияющие на минимальное значение критического объема:
- •4. Как и за счет чего меняется коэффициент размножения нейтронов с течением времени. Выводы из этой зависимости.
- •Выгорание топлива
- •Накопление продуктов деления
- •Такой характер изменения позволяет сделать следующие важные выводы:
- •5. Мощность реактора и ее изменение во времени. Принципы управления мощностью реактора, границы управляемости.
- •6. Обеспечение надежности работы твэл в ядерном реакторе. Запасы до кризиса теплообмена.
- •7. Основные требования к теплоносителям аэс и преимущества, которые обеспечивают выполнение каждого требования.
- •8. Сравнение одноконтурных и двухконтурных схем аэс с водным теплоносителем.
- •9. Свойства натриевого теплоносителя и особенности схем аэс с натриевым теплоносителем.
- •10. Основные отличия в конструкциях водо-водяных реакторов типа вврд и вврк. В каких схемах аэс используются эти реакторы? Реакторы с водой под давлением (вврд)
- •Корпусные кипящие реакторы (вврк)
- •11. Основные конструктивные элементы реакторов вгрк и их назначение (на примере реактора рбмк – 1000).
- •12. Основные конструктивные элементы реакторов типа бн и их назначение (на примере реактора бн -600).
- •13. Особенности конструктивных схем парогенераторов аэс с водным, газовым и жидкометаллическим теплоносителем.
- •Недостатки:
- •Вертикальные парогенераторы зарубежных фирм с естественной циркуляцией и водным теплоносителем Преимущества:
- •Недостатки:
- •Советские проекты вертикальных парогенераторов с естественной циркуляцией
- •Прямоточные парогенераторы с перегревом пара и водным теплоносителем*
8. Сравнение одноконтурных и двухконтурных схем аэс с водным теплоносителем.
Если теплоноситель и рабочее тело - одно и то же вещество (вода), то АЭС имеет один контур, по которому оно движется, если нет, то 2 или более контуров.
О дноконтурная схема проще двухконтурной, имеет меньше оборудования, а значит меньше будут затраты на прокачку, в этой схеме меньше давление в реакторе, а значит проще изготовить и обеспечить герметичность всех аппаратов. КПД АЭС для обеих схем при работе на насыщенном паре одинаков (~33 %), однако в одноконтурной схеме есть возможность получить перегретый пар и существенно (до 40 %) повысить КПД. В двухконтурной схеме его можно довести максимум до 34,5 % при прямоточных ПГ. В одноконтурной схеме нет также необходимости в специальном компенсаторе объёма.
С другой стороны в двухконтурной схеме более простой и компактный реактор, т.к. вода лучше отводит теплоту, у нее больше величина qкр, вода лучше замедляет нейтроны. Как уже разбиралось ранее, объёмная плотность тепловыделения у реактора ВВРД в 2 раза больше, чем у ВВРК и в 25 раз больше, чем у ВГРК. У такого реактора нет сепарационных устройств. В двухконтурной схеме отсутствует радиоактивность во втором контуре, а в одноконтурной всё оборудование работает на радиоактивном паре. Это облегчает устройство биологической защиты, ремонт и обслуживание двухконтурных схем.
Двухконтурная схема является саморегулируемой, т.е. с ростом мощности турбины самопроизвольно растёт мощность реактора. Это можно подтвердить следующей цепочкой рассуждений. С ростом потребной мощности турбины её регулирующие клапаны открываются, увеличивая отбор пара из парогенератора, что возможно (пока ещё мощность реактора не изменилась) только за счет уменьшения давления в парогенераторе и испарения за счёт этого части воды. С ростом расхода пара увеличивается теплосъём в ПГ и снижается температура теплоносителя на входе в реактор и, соответственно, средняя температура теплоносителя в реакторе. Так как величина αt для реактора ВВРД отрицательна, то реактивность становится положительной и мощность реактора увеличивается.
В одноконтурной схеме картина обратная, т.е. с ростом мощности турбины мощность реактора самопроизвольно уменьшается. При увеличении мощности турбины и росте расхода пара (а значит снижении его давления) в реакторе увеличивается среднее значение паросодержания х. А так как для кипящих реакторов величина αx должна быть отрицательной, то реактивность становится отрицательной и мощность реактора уменьшается. Таким образом, при росте мощности турбины в схемах с реактором ВВРД мощность будет расти (вследствие отрицательного температурного коэффициента реактивности), а в схемах с ВВРК и ВГРК мощность будет падать (вследствие отрицательного парового коэффициента реактивности). Это ведёт к усложнению системы регулирования мощности для одноконтурной схемы, тем более, что там возмущения от турбины к реактору передаются быстрее, чем в двухконтурных схемах.
По совокупности всех свойств в последнее время предпочтение отдаётся двухконтурным схемам.