N qodirov, I. M. Fayzullaev, K. S. Shamsiev qozon qurilmalari

rasm. TN-600 tez neytronlanadigan reaktori bilan atom elektr

stantsiyasining sxemasi.
1 - reaktor; 2, 4 - birinchi va ikkinchi kontur nasoslari; 3 - isitish moslamasi; 5 - to’g’ri oqimli bug’ isitgich bilan bug’ qozon ; 6- turbinf agregati; 7 - kondansator; 8 - kondensat va ta’minot suvini regenerativ qizdirish tizimi bilan
nasos.
SSER reaktor qurilmasi. 7.23-rasmda suvli sovutgichli ikkita-konturli AESning aylanish davrlarini sxemasini aks ettiradi.

21. 
    rasm. SSERli AES uchun yuritma tasviri:
    

1 - reaktor; 2 - tovushli komponentlar; 3 - asosiy o’chirish zadvijkasi; 4 - asosiy tsirkulyatsion nasos; 5 - bug’ qozoni; 6 - isitish moslamasi; 7 - sovutgich; 8 - ion almashinuvifiltri; 9 - birinchi konturni ta’minlovchi.
SSER bilan AESlarning konturlarida odatda har birida bir nechta qurilmalardan tashkil topgan, har bir konturda bug’ qozoni, asosiy tsirkulyatsion nasos va asosiy o’rnatilgan. Konturlarning ajralmas qismida tovush kompansatori o'rnatilgan.
RQ soni boshqacha bo'lishi mumkin. Shunday qilib, mahalliy atom stansiyalarida440 MVt quvvatga ega (SSER-440 reaktorlari bilan) oltitadan olindiRQ; Bu turdagi reaktor ikkita konturdan iborat.Biroq, bugungi kunda SSER reaktori bilan kuchli o'simliklar odatda uch dan to'rt dongulu (masalan, SSER-1000 reaktori bo'lgan birlik) bilan yaratiladi.
SSER-1000 reaktorining texnik xususiyatlari ko’rsatilgan.
SSER-1000ning texnik xususiyatlari.
Nominal issiqlik kquvvati, 3000-MVt
Maksimal ruxsat berilgan issiqlik quvvati, 3 210-MVt
Tsirkulyatsion tizimi soni (nasoslar, bug ' qozoni) , 4 ta
Reaktordan ishchi jismning chiqish nuqtasidagi bosimi, 16.0 MPa Reaktor orqali o’tadian ishchi jismnining miqdori, 23,556 kg / s Ishchi jismning tezligi I kontur, m / s:

• 
  reaktori kanallarida 10
  

Reaktorga kirishda ishchi jism suvining o'rtacha harorati, 289 ° C
Reaktor faol zonasida o'rtacha isitish, 30.3 ° C
Yonilg'i elementlaridan issiqlik o'tkazuvchanligi yuzasi, 5,150 m
Reaktorda yonilg'i massasi (UO2), 80.0 t
Yadroviy qurilma soni (yoqilg'i yig'ish) yadro ichida 163
Nazorat organlarining soni (NO) 61
Reaktorning mos keladigan diametri, 3 160 mm
Faol zonaning ishchi holatdagi balandligi, 3560 mm
Faol zonanng quvvati, l 107 kVt /l
Yuqori bloksiz reaktorning balandligi, 10 897 mm
Reaktor yuqori qismi bilan balandligi, 19,137 mm
Korpusning tashqi diametri, 4 535 mm
Tana vazni, 323.0 t
Asosiy sirkulyar quvurlarning ichki diametri, 850 mm
3
birinchi konturning hajmi, 300 m Faol zonaning hajmi, 29,2 m³
Ikki konturli reaktorli AESning rivojlantirish istiqbollari.Har qanday energetika tarmog'ida bo'lgani kabi, atom stansiyalarining asosiy jihozlarini ishlab chiqarishning umumiy tendentsiyasi integratsiyadir. Bitta agregatning katta miqdordagi kontsentratsiyasi umumiy katta quvvatli atom elektr stansiyalarini yaratishga imkon beradi. Uskunani kengaytirish uni ishlab chiqarish va montaj qilishda mehnat va moddiy xarajatlarni kamaytiradi.
Ikki konturli AESning bir qismi sifatida ishlatiladigan SSER reaktorlarining birlik quvvati o'sishi reaktor korpusining katta diametri, ya'ni faol zonaning katta diametri va issiqlik oqimi zichligi o'rtacha qiymatining ortishi tufayli ta'minlanadi. Bunga faol zona ichidagi suv tezligini oshirish orqali erishiladi. Bundan tashqari, bug' qozonlari va asosiy tsirkulyatsion nasosning kengayishi ham muhim bo'lib, natijada aylanma reaktorlarning soni kamayadi (SSER-440 6 RQ, SSER-1000 - 4
RQ).
Hozirgi kunda barcha AESlarda turbine qurilmalari to'yingan bug' bilan ishlaydigan, ajratuvchi va bug’ o’ta qizdirgich sxema bilan ishlaydigan sxema xuddi o'sha dastlabki bosim p₀ da qurilma samaradorligini oshirishga olib keldi. Shu bilan birga, barcha turbinli bosqichlarda bug'ning namligi uchun ruxsat etilgan qiymatlardan oshmasligi uchun (taxminan 14%), yangi bug'ning bosimi 7 MPa dan yuqori bo'lmasligi kerak. P₀ parametrlarida agar issiqlik tashuvchi ishchi jism harorati ko'tarilsa va bug' 20-30 ° C gacha qizib ketgan bo'lsa, o'rnatishning samaradorligi biroz oshirilishi mumkin. Yangi bug ' temperaturasi 312 ° C haroratda 6.72 MPa bosim ostida issiqlik iste'molini 1,9% ga kamaytiradi (to'yingan bug' sxemasiga nisbatan).
Ikki konturli AESlar faoliyatining tahlili shuni ko'rsatadiki, atom stansiyalarining iqtisodiy samaradorligini va xavfsizligini yaxshilash uchun yangi echimlarga o'tish kerak. Yechimlardan biri sifatida biz ishchi suyuqlikning o’ta kritik parametrlariga o'tishni ko'rib chiqamiz.
Yuqori bosimga o'tish davrida iqtisodiy ko'rsatkichlarni yaxshilash quyidagilar orqali ta'minlanadi:

• 
  samaradorlikni oshirish;
  
• 
  blokning birlik quvvatining oshishi;
  
• 
  muayyan metall iste'molining kamayishi;
  
• 
  yoqilg'i aylanishi.
  

Misol uchun, issiqlik tashuvchi ishchi jismning bosimi 24.0 MPa va reaktordan keyin 380-390 ° C da harorat bo'lsa, bug ' qozonida chiqadigan bug' bosimi 10-11 MPa ga ko'tarilishi mumkin. Belgilangan issiqlik tashuvchi ishchi jismning haroratida dastlabki bug ' ortiqcha qizib ketishi mumkin, bu esa tegishli turbinani ishlab chiqarish uchun qulay. Ammo ortiqcha qizib ketish, oraliq bo'linishni va uni ortidan qoldirib ketadigan haddan tashqari qizib ketishni qoldiradigan darajada yuqori emas.
O’ta kritik ko'rsatkichlar parametrlari parametrlarini tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, uning quvvati 1500 MVtgacha, uning samaradorligi FIKi esa 38% gacha oshirilishi mumkin.
Asosiy oqim metallining o'ziga xos og'irligi, birinchi konturda, harorat bosimining ortishi sababli bug' qozonining issiqlik almashinish yuzasida bir necha marta pasayishidan kelib chiqib kamayadi.
Bugungi kunda zanglamaydigan austenitli po'lat korroziyaga chidamli hamda ancha arzon, lekin martensit-ferritli po'lat markasi 08X14MFB-Sh bo’lgan bilan almashtirilishi mumkin, bu boshqa ijobiy fazilatlarga ega. Bu po'lat bug' qozonlari uchun, shuningdek, reaktor korpusini va ichki quvurlarni qoplash uchun tavsiya etiladi. Reaktorning butun jismini va quvurlarini bu po'latdan yasash mumkin.
SSER li AESning bug’ qozoni.Bug' qozonini o'rnatish birinchi va ikkinchi konturlarni ajratib turadigan va ikkala konturni qarama-qarshi bo'lgan ikkita konturli AES ning asosiy elementidir.
Suv-suvli Atom elektrostantsiyasining bug ' qozoni issiqlik tenglamasi:
Qbq= G_1J(t1-t₂) = Gbi(h0-hts)
Bu erda:
G_bq - ichchi jismning sarfi, kg / s;
ti- ishchi jismning bug’ qozoniga kirishdagi harorati, ⁰C; t₂ - ishchi jismning bug’ qozonidan chiqishdagi harorati, ⁰C;
G_bi - bug ' ishlab chiqish quvvati, kg / soat;
H₀ - to'yingan bug ' entalpiyasi, kJ / kg;
H_ts - ta’minot suvi entalpisi, kJ / kg.
Bug' qozonining issiqlik balans tenglamasi shuni taqozo etadiki, xuddi shu issiqlik bilan, ishchi jism oqim tezligi reaktorning kirish va chiqishidagi suvning entalpi (temperaturasi) orasidagi, yoki bug' qozonidan farqli ravishda teskari proportsionaldir.Ishchi jismning entalpiyalar farqidan qanchalik ko'p bo'lsa, unda uning iste'moli kam bo'ladi. Ishchi jismning oqim tezligini kamaytirish, uning oldingi tezligini saqlab turish quvur liniyalarining va asosiy tsirkulyatsion nasosning narxini pasaytirish imkonini beradi, ya'ni o'rnatilgan quvvat kilovotining narxi. Biroq, ishchi jismning temperatura farqi shunchalik katta bo'lsa, suvning sovutgichdagi harorati, kirish joyidagi bir xil haroratda past bo'ladi.Natijada, bug'ning dastlabki ko'rsatkichlari past bo'ladi, bu esa qurilmaning issiqlik samaradorligini pasayishiga olib keladi.
Bug ' qozonining isitish sirtlari kichik diametrli zmeevikli tizimi bo'lib, uning ichida sovutuvchi moddasi sezilarli darajada yuqori bosimli vosita sifatida oqadi. Strukturaviy ravishda bug ' qozoni gorizontal yoki vertikal qilib o’rnatilish mumkin. Ikkala holatda ham ikkinchi konturning yon tomonida tabiiy tsirkulyatsiya qo'llaniladi.Quyida Masalan, SSER-1000 kuchlanishli bug ' qozonining texnik xususiyatlari berilgan.
SSER-1000 bug ’ qozonining texnik xususiyatlari.
Issiqlik quvvati, 750 MVt
Elektr quvvati, 250 MVt
To'yingan bug ' bosimi, 6.4 MPa
Bug ' harorati, 278.5 ° C
Bug' hajmi, 408 kg / s
Issiqlik o'tkazuvchanligi yuzasi, 6 115 m
Suv miqdori, m :

• 
  1 kontur 20,5 m³
  
• 
  BQni 81,5 m³ to'ldirish
  
• 
  Ikkinchi konturni uchun 127 m
  

BQ Nominal parametrlarda qarshiligi, MPa:

• 
  1 kontur 0,125
  
• 
  II konturda 0,11
  

Birinchi konturda ishchi jism sarfi BQ orqali, t / s:

• 
  to'rtta petel bilan ishlaganda 21 200
  
• 
  ikkita petel bilan 26 000
  

Ishchi jismning quvurlardagi tezligi, 4.89 m / s Issiqlik almashinadigan quvurlar:

• 
  miqdor, 11,500 ta
  
• 
  o'rtacha uzunlik, 11.1 m
  
• 
  diametri, 16x1,5 mm Ichki diametri, 4 000 mm Uzunlik, 13.84 m Bug’ning massasi, t:
  
• 
  quruq TB 694
  
• 
  butunlay suv bilan to'lgan 842 Materiallar, po'lat:
  
• 
  korpus materiali 10GN2MFA
  
• 
  issiqlik almashtirish quvurlari 08X18N1
  

Vertikal turdagi bug ' qozonlari bilan jihozlash uchun bir necha yaxshi tartibga solingan echimlar borligiga qaramay, SSERli AESlar uchun texnologik jihatdan rivojlangan bug' qozoninging gorizontal dizayni qabul qilinadi.
Vertikal bug qozoniga nisbatan gorizontal bug' qozoni katta bug'langan bug ' maydoniga ega va u bug' ishlab chiqadigan tezligidan ancha past bo'ladi. Biroq, bug'ning sarfining yuqoriligi cheklangan, chunki u korpusning diametri bilan belgilanadi va temir yo'l o'lchamlari bilan cheklanadi. Bunga qo'shimcha ravishda, bug ' ko'tarilganda, uning qismlari doimiy ravishda pasayadi, bug' tezligi oshadi va quritish uchun sharoit yomonlashadi. Korpusning diametrini uning bug ' kengligida cheklashiga asoslanib, faqat eng sodda va juda samarali ajratuvchi qurilmalarni joylashtirish mumkin.
SSER-400 uchun bug ' qozoniga nisbatan SSER-1000 uchun bug' qozonining dizayni issiqlik almashinuvini sezilarli darajada kuchaytirish uchun choralar ko'rdi:

• 
  quvur diametri kichraytirilgan;
  
• 
  ishchi jism tezligini oshirish;
  
• 
  bug' lanishning yuqori harorati.
  

Bundan tashqari, uyning ichki diametri sezilarli darajada oshdi, issiqlik almashinadigan quvurlar soni ortdi, yanada samarali ajratish qurilmalari o'rnatildi.
Bu issiqlik uzatish koeffitsientini 1,5 barobarga ko'paytirish imkonini berdi va bir xil harorat boshida issiqlik oqimi zichligi sezilarli darajada oshdi. Shuning uchun, bug ' qozonining tanasining o'lchamlari bir oz ortdi.Birinchi va ikkinchi konturdagi bosimning oshishiga qaramasdan, bug ' qozonining massasi uning ishlashiga bog'liq.
SSER-1000 uchun 250 MVt gacha bo'lgan gorizontal bug ' qozonining hajmi temir yo'l o'lchamlari uchun maksimal hisoblanadi. SSER-1000 bilan atom elektr stantsiyasining bug' qozonining issiqlik almashinuvi yuzasi, cho'kindilar mavjudligida issiqlik uzatish koeffitsientini kamaytirishni hisobga oladigan 10-15 foizi mo'ljallangan.
Asosiy sirkulyatsion nasoslar (ATsN).ATsN lar reaktor devori orqali ishchi jismning aylanishini tashkil qilish uchun mo'ljallangan. ATsN uchun asosiy talab - yuqori resurs ishonchliligi. ATsN uzoq vaqt davomida xodimlarning aralashuvisiz ishonchli va barqaror ishlashi kerak. Ishchi jismning radioaktivligi, ichki yuzalarni faol korroziya mahsulotlari bilan ifloslanishi, himoya qutilarga joylashtirilishi amalda, xodimlarni xonaga kiritilishi bilan ATsN ni ta'mirlashga imkon bermaydi. Shu munosabat bilan, oqim qismining elementlari va individual shassi agregatlarini sirkulyatsion quvurlarni kesishmasdan ta'mirlangan ATsN yaqinida xizmat ko'rsatuvchi xodimlar minimal vaqt bilan almashtirish kerak. Ushbu nasoslarning kamchilligi ularning past rentabelligidir - 60-65%.Zamonaviy reaktor sxemalari uchun bunday nasoslar deyarli ishlatilmaydi.
Quyida SSER-1000 kuchlanish blokining ATsNning xususiyatlarini aks ettiradi, ular kuchlanish blokida 4 dona, bir dona pergamentga o'rnatiladi. SSER-1000 li AES uchun ATsN-195 ning texnik xususiyatlari Ishlab chiqarish quvvati, 20 000 m / soat Shlangi bosimi, 15.6 MPa Bosim, 0.67 MPa Aylanishlar soni, 1 000 ay/min Ishlash harorati, 300 ° C Quvvat iste'moli, kVt:

• 
  sovuq suvda 7 000
  
• 
  Issiq suvda 5 300 Agregatning og'irligi, 140 t
  

Shu kabi ATsN-lar boshqa AESlar uchun ham qo'llaniladi. SSER uchun ATsN sonini tanlash va ularning ortiqcha ishlashi turli yo'llar bilan hal etiladi. SSER uchun, har bir ATsN o'z blokiga xizmat qiladi.

7. 
   AESning SIKLLARI
   

Bir konturli AES tsikli.Dunyoda birinchi tajribaviy AES 1954 yilda Obninsk shahrida ishga tushirilgan. Uning prinsipial sxemasi 7.24-rasmda ko'rsatilgan. Sxema ikki konturli. Birinchi radioaktiv kontur biologik himoya 6 da joylashgan va AES ishlaganda xizmat ko'rsatuvchi xodimga bu zonaga kirish ruxsat etilmaydi. Birlamchi issiqlik tashuvchi sifatida taxminan 100 bar bosim ostidagi suvdan foydalaniladi. Reaktor 1 da suv 280 ⁰C haroratgacha qiziydi va ketma-ket bug' o'ta qizdirgich 2, bug'latgich 3 va ekonomayzer 4 larning quvurchali qizdirish yuzalari orqali o'tib, 190 ⁰C haroratgacha soviydi, o'zining issiqligini ishchi jismga - ikkinchi konturning suv va bug'iga beradi. Suvni birinchi kontur bo'yicha harakati sirkulyasion nasos 5 yordamida ta'minlanadi. IAEL yuzasining tozaligini saqlash uchun birinchi konturning suviga juda yuqori talab qo'yiladi. Birinchi konturda suvni termik kengaygashi kompensator 7 orqali qabul qilinadi.

21. 
    rasm.Birinchi atom elektr stansiyasining sxemasi.
    

1. 
   atom reaktori; 2-bug' o'ta qizdirgich; 3-bug'latgich; 4-ekonomayzer; 5-birinchi kontur nasosi; 6-biologik himoya; 7-hajm kompensatori; 8-bug' turbinasi; 9-elektr generator; 10-kondensator; 11-ta'minot suvini regenerativ qizdirish tizimi; 12-