Второй контур ядерного реактора.

Урок № 8 (2 ч)

Водоподготовка 1 и 2 реакторного контура. Методы регулировки pH второго контура.

Цель: изучение водоподготовки 1 и 2 реакторного контура

Первый контур ядерного реактора

В ядерном реакторе в результате протекания ядерных реакций происходит выделение энергии и нагрев теплоносителя – воды. Вода, нагретая до 320оС, поступает из реактора на парогенератор.

Первым контуром ядерного реактора называется система теплоотвода энергии из активной зоны реактора к парообразователю.К воде первого контура предъявляются высокие требования по химическому составу.

Первый контур выполняет основные функции:

1. Теплоотвод энергии из реактора.

2. Поддержание необходимого уровня реактивности.

Рис. Первый контур ядерного реактора

Необходимый уровень реактивности в ядерном реакторе поддерживается за счёт регулирования концентрации борной кислоты. Бор является хорошим поглотителем нейтронов и если в воде первого контура сделать высокую концентрацию бора, то цепная ядерная реакция прекратится и реактор остановится. Таким образом, повышая концентрацию борной кислоты можно снижать реактивность реактора вплоть до полной его остановки.

В пусковой период реактора концентрация бора максимальна. Через несколько суток работы, в активной зоне накапливается Kr и Sm, реактивность резко падает, концентрацию бора также снижают. Для регулирования концентрации бора используют бак подпитки с чистой водой и бак с раствором борной кислотой. Максимальная растворимость борной кислоты в воде при н.у. составляет 67 г/л. Концентрация борной кислоты в воде первого контура поддерживается в диапазоне 0-3 г/л.

Рис.16 Понижение концентрации борной кислоты в процессе кампании ядерного реактора.

Вода первого контура после прохождения активной зоны ядерного реактора подвергается очистке на ионообменном фильтре, где удаляются все примеси кроме борной кислоты.

Основные нормы воды 1-го контура:

pH = 4,5-10,5

Концентрация О₂ = 0,1 мг/кг;

концентрация Cl₂ = 0,15 мг/кг;

Концентрация твёрдых частиц = 1 мг/кг;

Концентрация H₂BO₃ = мг/кг.

       Растворённые в воде первого контура газы, в частности О₂, являются причиной коррозии. Часть молекул воды в активной зоне ядерного реактора подвергаются радиолизу и распадаются на водород, кислород, перекись водорода и, таким образом, увеличивают вероятность коррозии. О степени коррозии оборудования можно судить по результатам измерения удельной электропроводности воды первого контура. Максимальная электропроводность воды не должна превышать 30 мкСм/см. Начальная удельная электропроводность воды в баке подпитки не более 2 мкСм/см.

Второй контур ядерного реактора.

Второй контур ядерного реактора предназначен для превращения тепловой энергии, поступающий от ректора через первый контур в кинетическую энергию движения пара, вращающего ротор турбины (выработка эл. энергии) 

Основные функции второго контура:

- нагрев воды и превращение её в пар,

- пар вращает вал генератора вырабатывающего электроэнергию.

Основными элементами второго контура являются:

- парогенератор,

- турбина

- конденсатор.

Рис.17 Второй контур ядерного реактора

1-парогенератор, 2 –турбины, 3- генератор, 4-конденсатор, 5-насос

Из парогенератора пар идёт на турбину. Далее отработанный пар поступает в конденсатор, а оттуда снова в цикл. В теплообменнике теряется более 60% энергии выработанной в реакторе.

Высокоинтенсивные процессы и перепады давлений предъявляют высокие требования к водоподготовке 2 контура. Эти требования значительно выше чем при водоподготовке 1 контура.