Ефим Балабанов - Ядерные реакторы

Тело реактора вместе с графитовым отражателем помещается в герметическом стальном цилиндре. В этот цилиндр нагнетается инертный газ, и тем самым создаются внутри реактора благоприятные условия для работы деталей установки. В инертном газе процесс окисления не происходит даже при высокой температуре.

Защита обслуживающего персонала осуществляется с помощью метрового слоя воды и трехметровой бетонной стены. Кроме того, верхняя часть реактора прикрыта чугунной плитой толщиной в 250 миллиметров. Эта плита видна на рис. 58, где приведена верхняя часть реактора.

Реактор снабжен 22 регулирующими стержнями. Из них 4 стержня поддерживают мощность реактора на нужном уровне и 18 предназначены для компенсации постепенного выгорания урана 235. Регулирующие стержни подвешены на тросах и перемещаются с помощью устройств, управляемых из центрального пульта электростанции. Автоматическое управление реактором осуществляется при помощи механизма, передвигающего стержни и связанного с ионизационными камерами. Камеры расположены вблизи активной зоны реактора. Аварийных стержней для быстрого прекращения цепной реакции — два. Они падают в активную зону реактора, когда появляется аварийный сигнал. Это может быть, например, при остановке насосов из-за аварии в электросети и при других неисправностях. На рис. 59 показана верхняя часть реактора без наружной чугунной плиты. Видны два стержня аварийной защиты с моторами и трубопроводы для подачи охлаждающей воды.

При замене какого-нибудь рабочего канала последний отсоединяется от охлаждающей системы, с помощью крана поднимается и отвозится в специальное хранилище. На его место устанавливается новый.

Принципиальная схема атомной электростанции приведена на рис. 60.

Для отвода тепла от рабочих каналов реактора 1 используется дистиллированная вода, которая под давлением 100 атмосфер омывает урановые трубы.

Движение дистиллированной воды в первичном замкнутом контуре можно проследить на рисунке. Нагреваясь в реакторе 1 до 260 градусов, она поступает в теплообменники 4 (которых в контуре четыре) и там, охладившись до 190 градусов, перекачивается мощными насосами 3 по трубопроводу 2 опять в реактор. Так заканчивается цикл обращения первичного теплоносителя (дистиллированной воды).

Скорость обращения воды в первичном контуре обеспечивает отвод тепла из ядерного реактора в количестве, эквивалентном 30 тысячам киловатт. Первичный контур снабжен так называемыми компенсаторами 10 , воздушный и водяной объем которых предохраняет трубопроводы и рабочие каналы реактора от сильных колебаний давления при изменении температуры воды. В компенсаторах объема с помощью сжатого воздуха, поступающего из газовых баллонов 11 , поддерживается давление в 100 атмосфер.

Дистиллированная вода при работе станции загрязняется. Кроме того, существуют небольшие утечки воды через различные соединения и сальники насосов. Замена и добавление воды в первичном контуре производятся из бака 13 с помощью вспомогательного насоса 12 . Чтобы предупредить возможность попадания в реактор случайных взвешенных твердых частиц, на трубопроводе первичного контура поставлен фильтр 14 . В теплообменниках 4 образуется пар с давлением 12,5 атмосферы при температуре 255 градусов.

Вода первичного контура, проходя через реактор, приобретает некоторую активность. А в случае разрушения оболочек рабочего канала вода вступает в контакт с ураном и радиоактивность ее может стать очень большой. Для защиты обслуживающего персонала от возможных сильных облучений все элементы схемы станции, связанные с первичным контуром, установлены в помещениях с толстыми бетонными стенами.

Вторичный контур состоит из двух участков. По трубопроводу 5 пар подается в турбину 6 , где, отдавая свою энергию, охлаждается. В конденсаторе 7 пар превращается в воду, а затем эта вода по участку трубопровода 8 с помощью насоса 9 перекачивается в теплообменник 4 для испарения.

Во вторичном контуре есть ответвление, с помощью которого пар можно направлять не в турбину, а в специальный пусковой конденсатор 15 . Это устройство дает возможность отбирать от реактора значительную тепловую мощность даже и в том случае, если турбина 6 по каким-нибудь причинам не может работать. Охлаждение пара в кондесаторах 7 и 15 осуществляется с помощью речной воды.

Первая атомная электростанция Советского Союза размещается в трех зданиях. В главном здании (рис. 61) находится ядерный реактор, парогенераторы, насосы и оборудование для обслуживания станции. Там же размещается и пульт управления станцией. Во втором здании установлены паровая турбина с электрическим генератором, электрическое распределительное устройство, конденсатор и другое оборудование, относящееся к схеме движения пара и вторичной воды. Наконец, в третьем здании размещаются вентиляционные устройства, необходимые для выброса в трубу радиоактивных газов, выделяющихся при работе ядерного реактора.