4.5. Производство электроэнергии на АЭС с тепловыми реакторами

Тепловая схема двухконтурной АЭС с реакторами типа ВВЭР приведена на рис. 4.7.
Первый контур находится в реакторном отделении. Он включает реактор типа ВВЭР, через который с помощью ГЦН прокачивается вода под давлением 160 ат. На входе в реактор вода имеет температуру 289^О С, на выходе — 322^О С. Как видно из рис.1.2 при давлении 160 ат вода может закипеть только при температуре 346^О С. Таким образом, в первом контуре АЭС всегда циркулирует только вода без образования пара.
Из ядерного реактора вода с температурой 322^О С поступает в парогенератор. Парогенератор - это горизонтальный цилиндрический сосуд (барабан) частично заполненный водой второго контура. Парогенератор, по существу, является кипятильником, который выпаривает воду при повышенном давлении.

С помощью питательного насоса (ПН) в парогенераторе создаётся давление существенно меньшее, чем в первом контуре (давление свежего пара p₀ =60 ат). Поэтому уже при нагреве до 275^О С в соответствии с рис.2.19 вода в парогенераторе закипает вследствие нагрева её теплоносителем с температурой 322 О С. Таким образом, в парогенераторе, являющимся связующим звеном первого и второго контура (расположенным в реакторном отделении), по-лучается сухой насыщенный пар с давлением p₀ =60 ат, температурой t₀ =275 ^О С и небольшой влажностью (0,5%). Необходимо обратить внимание на низкие начальные параметры пара на входе в турбину и наличие влаги (хотя и небольшой).
Полученный пар по паропроводу поступает в ЦВД паровой турбины. Здесь он расширяется до давления примерно 10 ат. При этом влажность пара возрастает до 10-12 %; поэтому после ЦВД пар направляется в сепаратор-пароперегреватель (СПП). В сепараторе от пара отделяется влага, и он поступает в пароперегреватель, где его параметры доводятся до значений 10 ат, 250^О С. Таким образом, пар на выходе СПП является перегретым и с такими параметрами поступает в ЦНД. Расширившись в ЦНД, пар поступает в конденсатор, а из него в конденсатно-питательный тракт, аналогичный как в обычной ТЭС.
Важно отметить, что во втором контуре циркулирует нерадиоактивная вода, что существенно упрощает эксплуатацию и повышает безопасность АЭС.
Тепловая схема одноконтурной АЭС с реакторами РБМК-1000 приведена на рис.4.8. На таких АЭС один и тот же теплоноситель циркулирует через реактор и паротурбинную установку.
Питательная вода с помощью ГЦН с параметрами 80 ат и 265^О С из раздаточного коллектора поступает в технологические каналы, размещённые в активной зоне реактора. На выходе из каналов пароводяная смесь с паросодержанием 14-17% собирается в коллекторе и затем подаётся в барабан-сепаратор, служащий для разделения пара и воды. Образующийся пар с параметрами 65 ат и 280^О С поступает в паровую турбину.

Пар, получаемый в реакторе и сепараторе, является радиоактивным вследствие растворённых в нём радиоактивных газов; при этом наибольшую концентрацию имеют паропроводы свежего пара. Поэтому их прокладывают в бетонных коридорах, служащих биологической защитой. По той же причине пар к турбине подводится снизу.
Пар, расширившись в ЦВД до давления 3,5 ат, направляется через СПП в ЦНД и затем в конденсаторы. Конденсатно-питательный тракт такой же, как и обычной ТЭС; но на некоторых его элементах имеется биологическая защита от радиоактивности.
Конденсат, пройдя систему регенеративного подогрева воды, приобретает температуру 165^О С, смешивается с водой, идущей от барабана-сепаратора (280^О С) и поступает в ГЦН, обеспечивающие питание ядерного реактор.