Особенности промперегрева на аэс с ввэр и рбмк.

Особенности промперегрева заключаются в том, что температура теплоносителя ниже и изменяется в пределах 300320⁰С. А также:

1. нет начального перегрева;

2. для ППП нет подходящей температуры теплоносителя.

При расширении пара в цилиндре турбины увеличивается его влажность, она не должна превышать x_доп=0,85 (не допускать более 15влаги), иначе эрозионный износ разрушит турбину. На выходе ЦВД устанавливается «С» - сепаратор, осушка пара до Х₀.Затем пар можно перегреть в поверхности теплообмена ПП1 и ПП2, но перегрев будет до температуры ниже чемt₀.

Лекция №5

Конструкционные схемы ПГ АЭС

Существуют схемы двух видов:

Вид схемы	Способ циркуляции
барабанный паровой котел	Естественная циркуляция
прямоточный паровой котел	Принудительная циркуляция

Основной элемент это топочная камера,выложенная из огнеупорного кирпича высотой до 40 – 70м.

Компоновка котла может быть П-образная (встречается чаще) и Т-образная

Теплоносителем является факел сжимаемого топлива и уходящие дымовые газы. Топочная камера изнутри заэкранирована плотным рядом испарительных труб, которые служат для отвода и получения пара.

Газоводяной тракт П-образного котла

1.-точечная камера;

2.-поворотная камера;

3.-конвективная шахта;

4.-дымосос (вентилятор);

5.-дымовая труба;

6.-воздухозаборник;

7.-дутьевой вентилятор;

8.-горелки (горизонтальный ряд);

Ф - факел, t2000⁰C

ПТО находится в камерах 1, 2 и 3. Охлаждение газов происходит от t₁^’доt₁^’’В первой камере расположена ПТО испарителя, во второй - ПТО ПП и ППП и в третьей камере ПТО ЭКО и воздухоподогреватель (ВЗП).

Использование ВЗП позволяет уменьшить температуру уходящих газов, следовательно, уменьшить потери тепла в окружающую среду, следовательно, уменьшить расход на паропроизводительность. Однако, t₁^’’должна быть больше температуры россы.

Пароводяной тракт

Пароводяной тракт различают для ПГ с ЕЦ и ПГ с ПЦ

Пароводяной тракт барабанного котла с ЕЦ

Возникают проблемы вибрационной устойчивости.

Введем такое понятие как кратность циркуляции.

ВРЧ - верхняя радиационная часть

СРЧ - средняя радиационная часть

НРЧ - нижняя радиационная часть

Нужно отметить, что СРЧ является зоной ухудшенного теплообмена, здесь может возникнуть кризис теплообмена и пережег труб. СРЧ и НРЧ – область отложения накипи

При давлении больше критического плотности воды и перегретого пара равны, вследствие чего увеличивается растворимость в паре.

Лекция №6

Характеристики теплоносителей для ЯППУ

Выбор теплоносителя для АЭС является одной из важнейших задач. Теплоноситель определяет нейтронно-физические процессы в реакторе, его свойства определяют верхние достижимые параметры пара (с увеличением начальных параметров пара перед турбиной увеличивает КПД АЭС) и интенсивность теплопередачи.

С ростом коэффициента теплопередачи k, который определяется значением теплофизических свойствc_p,,,, скоростью теплоносителя и развитостью ПТО (т.е. шероховатость сгибы), уменьшается поверхность теплообменаF_ПТО, соответственно уменьшаются и затраты на ПГ

Теплоноситель различают: высокотемпературный;

среднетемпературный;

низкотемпературный.

При выборе теплоносителя учитываются четыре группы свойств:

1. нейтронно-физические:

   1. малое сечение захвата;

   2. большое сечение рассеяния для ядерных реакторов на тепловых нейтронах и малое сечение рассеяния для ядерных реакторов на быстрых нейтронах;

   3. по возможности малое сечение активации _+_r;

2. теплофизические (для отвода тепла из ядерного реактора и отдачи в ПГ):

   1. высокие c_p,,a. При повышение теплоемкостиc_pможно уменьшить расход теплоносителяGпри тех же самых мощностях ядерного ректора. При повышении коэффициента теплопроводностии коэффициента температуропроводности а, можно увеличить коэффициент теплоотдачи, следовательно, и коэффициент теплопередачи kследовательно, уменьшить площадь поверхности теплообменаF_ПТОсоответственно снизить затраты;

   2. малое давление насыщенных паров p₂при высоких рабочих температурах t₂;

   3. малые динамическая и кинематическаявязкости, что позволить понизить мощность главного циркуляционного насосаN_ГЦНи потери давленияP₂;

3. физико-химические:

   1. слабое взаимодействие с конструкционными материалами активной зоны и ПГ, что позволяет уменьшить электрохимическую коррозию и уменьшить растворимость присадок (т.е. отдельных составляющих конструкционных материалов, свойства которых со временем изменяются из-за вымывания из них химических элементов) ;

   2. теплоноситель должен быть слабым растворителем, чтоб в теплоносителе не накапливались примеси способные вызвать солеотложения на ПТО;

   3. теплоноситель должен слабо химически взаимодействовать с водой, водяным паром, воздухом;

4. технико-экономические:

   1. теплоноситель должен быть достаточно распространенным веществом в природе;

   2. теплоноситель не должен дорого стоить;

   3. теплоноситель должен легко поддаваться очистке.

Виды теплоносителей и их свойства

Вода

Нейтронно-физические свойства

Вода обладает малым сечением захвата _аи большим сечение рассеяния_s, что позволяет снизить обогащение ядерного топлива. Слабая активация. У воды есть три вида активности:

1. Собственная наводимая активность.O¹⁶O¹⁷(около 7сек)N¹⁷

2. Примесная наводимая активность. Вода является хорошим растворителем и способна вымывать легирующие добавки из конструкционных материалов. В воде растворяютсяC0,Fe,Cr,Mg,Mn,Vв следствие чего образуются долгоживущие изотопы, которые откладываются внутри ГЦН, внутри ПГ появляются активность из-за этих отложений. Например,Co⁶⁰сам по себе являютсяиисточниками с периодом полураспадаT_1/2=5,27 лет/

3. Осколочная активность. Небольшой процент негерметичных твэлов позволяет выйти продуктам деления в теплоноситель. В основном они находятся в жидком и газообразном состоянии. Они подвергаются дальнейшему радиоактивному распаду, превращаясь в иные химические элементы (возможно превращение даже в твердые химические элементы). Теплоноситель контролируется на активность и при достижении некоторой активности ядерный реактор подлежит остановке.

Вода подвергается разложению в результате радиолиза в нейтронном потоке. Радиолиз обратим.

H₂OH⁺+OH^– H₂O,H₂O₂,H₂O₄, - т.е. химически активные радикалы.

Теплофизические свойства

Теплоемкость . Это самая высокая теплоемкость из всех существующих в природе, следовательно, приQ_ЯР=const, можно снизить расходGи температурный перепадt.

Из отрицательных качеств можно назвать: малая теплопроводность, высокие коэффициенты кинематической и динамической вязкости. Температура при давлении насыщенияp_s, следовательно, давление рабочего тела должно быть еще больше.

T, 0C	99,6	347,1	tвозросла в 3 раза
ps, МПа	0,1	22,11	pвозросло в 200 раз

Физико-химические свойства

Вода коррозионно агрессивна, является хорошим растворителем,

Технико-экономические свойства

Вода дешева и широко распространена в природе, однако, требуются затраты на предварительную очистку.