НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
П ОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе Семёнова Елена Игоревна
(фамилия, имя, отчество)
Факультет ИЯЭиТФ .
Кафедра АТС и МИ .
Группа 09-АЭ-1 .
Дата защиты " " 2012 г.
	Индекс 140404.62

Ф едеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Р.Е Алексеева

Кафедра «Атомные, тепловые станции и медицинская инженерия»

Заведующий кафедрой

Дмитриев С. М.

__________________ _______________________

(подпись) (фамилия, и. о.)

_______________________

(дата)

Пояснительная записка

К курсовой работе .

(вид документа – проект дипломный, курсовой, исследовательская работа или часть и т.п)

«Расчёт тепловой схемы паротурбинной установки аэс с реактором бн-1150» .

(наименование темы или проекта)

Семёнова е.И.

СТУДЕНТ

____________ ___________________

09-АЭ-1

(подпись) (фамилия, и.о.)

____________________________________________

(группа или шифр)

Каратушина И.В.

РУКОВОДИТЕЛЬ

____________ ___________________

(подпись) (фамилия, и.о.)

Работа защищена «___» ______________ 2012 г.

с оценкой _____________________________

г. Н.Новгород, 2012 г.

Задание на курсовую работу

Тип реактора АЭС	БН
Мощность Nэл, МВт	1150
Давление в I контуре, Р1 МПа	0.4
Температура выхода из а.з., Т 0С	580
Давление в конденсаторе, Рк МПа	0.007
Давление в деаэраторе, Рд МПа	0.6
Температура пара передтурбиной, Т0 С	500
Давление пара перед турбиной, Р0 МПа	12
Тип турбины	конденсационная

у

Кафедра

АТС и МИ

Введение

Основной особенностью АЭС с реакторами-размножителями, охлаждаемыми жидким металлом, является исключение возможности контакта жидкометаллического теплоносителя с водой, для чего выполняют схему трехконтурной (с жидкометаллическим промежуточным контуром ).

Первый контур предназначается для снятия тепла с реактора и передачи его теплоносителю второго контура. В качестве теплоносителя в первом и втором контурах используется натрий. Все оборудование первого контура размещается в едином прочном корпусе – интегральная компановка.

В активной зоне 370 ТВС и 27 стержней СУЗ ( система управления и защиты реактора ).

Большая химическая активность натрия по отношению к кислороду воздуха обусловила применение инертного газа, исключающего непосредственный контакт расплавленного натрия с воздухом. Все натриевые системы выполняются герметичными, а газовые полости над теплоносителем заполняются осушенным и очищенным от кислорода газом, не взаимодействующим с натрием при рабочих температурах ( аргон, гелий ). Аргон нашел наибольшее применение в реакторах.

Для трехконтурной установки характерно низкое давление в I контуре ( 0,1 МПа), что снижает требования к оборудованию в I контуре. Недостатком трехконтурной установки является большое количество единиц оборудования.

Особенность БН: не имеет съемной герметизирующей крышки. Перегрузка ядерного топлива осуществляется без вскрытия корпуса реактора под защитой инертного газа с помощью дистанционно-управляемых перегрузочных механизмов, установленных на крышке реактора.

Реактор заключен в герметичный стальной корпус, затем в страховочный корпус.

Теплообменник Na-Na устанавливается за радиационной защитой, поэтому Na второго контура практически не радиоактивен.

БН – высокотемпературный источник тепла. КПД АЭС с БН составляет порядка 40-45%. Для сравнения АЭС с РБМК, ВВЭР имеют КПД не более 30%.

К достоинствам установки БН относится способность самопроизвольно ограничивать рост тепловыделений в топливе при нарушении рабочего режима. Любое случайное увеличение мощности реактора или температуры приводит естественным образом к увеличению непроизводительной потери нейтронов, уменьшению интенсивности цепной

реакции деления, а значит к снижению мощности реактора.

В качестве прототипа выбран реактор на быстрых нейтронах БН-600.На рисунке 1. показана принципиальная схема ЯЭУ с реактором БН-600.

1 – реактор; 2 – промежуточный теплообменник натрий-натрий;

3 – ГЦН второго контура;

4 – буферная ёмкость;

5 – промежуточный пароперегреватель;

6 – испаритель;

7 – пароперегреватель;

8 – паротурбинная установка;

9 – конденсатный насос;

10 – конденсатоочистка;

11 – пар из отборов турбины;

12 – регенеративные подогреватели низкого давления;

13 – деаэратор;

14 – питательный насос;

15 – регенеративные подогреватели высокого давления;

16 – пар из отборов трубы;

17 – насос системы расхолаживания;

18 – конденсатный насос;

19 – охладитель;

20 – редукционно-охладительная установка.

Рисунок 1- Принципиальная схема ЯЭУ с реактором БН-600

Расчетная тепловая схема установки представлена в приложении А.

Установка выполнена по трехконтурной схеме. В пер­вом и втором контурах теплоносителем является натрий, а в третьем - вода - пар. Особенность рассматриваемой схе­мы - интегральная компоновка первого контура, когда все ос­новное оборудование размещено в общем баке под уровнем жидкого натрия. Пространство над уровнем заполнено инерт­ным газом (аргоном) с давлением 0,3-0,4 МПа. Таким обра­зом, бак реактора одновременно является и компенсатором давления.

Нагретый в активной зоне (АЗ) натрий направляется в верхнюю часть промежуточного теплообменника и после охлаждения поступает в нижнюю часть бака. Далее натрий забирается циркуляционным насосом первого контура и по­дается в активную зону. Насос размещен под уровнем натрия, а электрический привод, как и органы управления реакто­ром, вынесен за крышку бака. В составе первого контура параллельно включены три циркуляционных насоса и шесть промежуточных теплообменников. На выходе каждого насоса установлен обратный клапан. В состав первого контура входят также быстродействующее сбросное устройство, бак с нат­рием, подпиточный насос, арматура - задвижка и систе­ма очищенного инертного газа. Одна из особенностей натрия как теплоносителя - его высокая температура кипения при ат­мосферном давлении (Т_S = 1256 К), поэтому для получения высоких температур в контуре не требуется повышения давле­ния. Температура натрия на входе в активную зону 653 К, а на выходе 823 К. Расход натрия в первом контуре 6700 кг/с. Оборудование первого контура работает в условиях облучения ионизирующими излучениями высокой интенсивности как со стороны активной зоны, так и со стороны теплоносителя.

Второй контур имеет три параллельные петли, каждая из которых включает в себя два промежуточных теплообменника, парогенератор, циркуляционный насос, компен­саторы давления, запорные задвижки, обратные клапаны, сбросные устройства, подпиточный насос, баки натрия , фильтры натрия промежуточного контура. Расход нат­рия в одной петле второго контура 1920 кг/с. Давление натрия во втором контуре выбрано несколько выше, чем в первом, и составляет в газовой полости компенсаторов давления, запол­ненной аргоном, ~ 1 МПа, благодаря чему исключается попа­дание в промежуточный контур радиоактивного натрия при разуплотнении промежуточного теплообменника.

Парогенератор включает в себя испаритель, паропере­греватель и промежуточный пароперегреватель. Причем первичный и промежуточный пароперегреватели по греющей среде включены параллельно и обогреваются натрием второго контура. Температура натрия на входе в ПГ равна 793 К, а на выходе 593 К. Промежуточный перегрев горячим тепло­носителем приводит не только к снижению конечной влажно­сти, как при перегреве

острым паром в ранее рассмотренных схемах, но и к существенному повышению КПД цикла. Обору­дование второго контура, за исключением парогенератора, ра­ботает на нерадиоактивных средах.

Каждая петля второго контура через парогенератор свя­зана с петлей третьего контура. Параметры пара на выходе из парогенератора: 500ºС, давление 12МПа. Благодаря вы­соким параметрам пара в установке оказалось возможным при­менить стандартные турбины: одну K-165-130 электрической мощно­стью 165МВт и две К-500-166-1(2) электрической мощно­стью 500 МВт каждая.

Перегретый пар из парогенератора поступает в ЦВД тур­бины, вращающей электрогенератор, расширяется и направляется в промежуточный пароперегреватель, где перегревается до температуры 500ºС. Далее пар посту­пает в ЦСД и ЦНД, а затем в конденсаторы.

Турбина имеет два отбора в ЦВД, три отбора в ЦСД и три в ЦНД. В схему включены четыре ПНД, и три ПВД , два по­следовательных конденсатных насоса подают конден­сат в деаэратор. Между конденсатными насосами включена конденсатоочистка. Кроме того, в тракт ПНД включены обратные клапаны, запорные задвижки, эжекто­ры, отсасывающие паровоздушную смесь из конденсаторов, деаэратора и уплотнений. Дренаж из первого эжектора сливается через гидрозатвор, отключаемый задвижкой. Параллельно с главным питательным насосом и ПВД включен питательный насос системы расхолаживания. По­мимо турбины пар может быть сброшен через быстродейству­ющую редукционно-охладительную установку РОУ-К в кон­денсатор или через редукционно-охладительную установку РОУ-Д в отдельный конденсатор. Далее конденсат насо­сом направляется в деаэратор и бак питательной воды. На трубопроводах установлены обратные клапаны, запор­ные задвижки и предохранительные клапаны. Рассмотрен­ная схема третьего контура типична для паротурбинных уста­новок, работающих чистым перегретым паром. Особенность парогенератора состоит в том, что в отличие от установок с ВВЭР давление нагреваемой среды значительно превышает давление греющей среды (жидкого натрия).