Технополис завтра
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Новости Фунты, тугрики...

О новой АЭС вы замолвите слово...

26.06.2016

Эта мощь называется РИТМ-200.

Два таких реактора будет установлено на новом атомоходе «Арктика», который неделю назад был спущен на воду на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге.

Мощность одного реактора РИТМ-200 составит около 175 Мегаватт. Поскольку в случае ледоколов говорить об электрической мощности реактора не совсем правильно (корабль во многом использует именно тепло реактора и преобразует энергию полученного пара прямо в мощность на валу), то вместо привычной электрической мощности реактора, которой обычно подразумевают в случае энергетических блоков АЭС, для реактора РИТМ-200 указывается тепловая мощность.

Учитывая, что КПД современных блоков АЭС обычно составляет около 34%, тепловая мощность современного ВВЭР-1000, самого массового российского реактора в эксплуатации, составляет около 3000 МВт, при его чистой, электрической мощности чуть менее или чуть более 1000 МВт, в зависимости от поколения реактора.

Таким образом, показанный на заглавном фото РИТМ-200 где-то в 17 раз меньше ВВЭР-1000 по мощности. Почему же тогда он такой большой?

Вот, если что, готовый корпус ВВЭР-1000 для Тяньваньской АЭС в Китае, в таком же производственном цеху, рядом с такими же рабочими, как и на первой фотографии:

Вся хитрость состоит в том, что в реакторе РИТМ-200, который представляет из себя с точки зрения основной конструкции не более, чем «двоюродного брата» энергетического ВВЭР-1000, конструкторы пошли на небольшую хитрость.

РИТМ-200, как и ВВЭР-1000 относится к так называемым легководным или водо-водяным реакторам под давлением, которые де-факто стали сегодня уже стандартом атомной отрасли. ВВЭР, кстати, так и расшифровывается — «водо-водяной энергетический реактор». Двойное поминание воды в названии реактора связано с тем, что наша обычная, «лёгкая» противая вода выступает в такого рода реакторе и замедлителем нейтронов, и основным теплоносителем, позволяя охлаждать активную зону реактора и, с другой стороны, нагревать воду второго контура, которая уже крутит турбину.

В английской транскрипции эта технология реактора называется PWR («реактор с водой под давлением») и тоже описывает его принципиальную конструкцию, просто с иной стороны, физической. Такой подход отличает реакторы ВВЭР/PWR от другого типа легководных реакторов, так называемых «реакторах на кипящей воде» (BWR), в которых вода первого, «грязного» реакторного контура начинает кипеть ещё в корпусе реактора, что во многом упрощает его конструкцию, хотя и за счёт усложнения контуров управления.
В СССР, а потом и в России «кипятильники»-BWR особо не прижились, поэтому и термин «реактор с водой под давлением» стал не настолько популярным.

Вот краткая, весьма упрощённая анимация действия обычного ВВЭР/PWR:

На ней легко можно понять основные этапы технологического цикла такого реактора: реактор нагревает воду первого контура, которая одновременно охлаждает его активную зону, не давая ей расплавиться и повредить конструкцию реактора, вода первого контура, циркулируя по замкнутому циклу без возможности кипения (в силу большого давления) попадает в парогенератор. В парогенераторе, который представляет из себя громадный теплообменник, происходит передача тепла от воды первого контура к воде второго контура, а уже вода второго контура, которая не имеет контакта с активной зоной реактора, крутит лопасти паровой турбины, находящейся на одном валу с электрогенератором.

В силу такого схематического описания, я думаю, некоторые из читателей уже догадались, на какую хитрость пошли разработчики РИТМ-200, инженеры из нижегородского ОКБМ И.И. Африкантова.
Вот она, в схеме-разрезе реактора РИТМ-200:


Как видите, то что вы, наверное, приняли за корпус реактора — это уже внешняя, вторая оболочка. В корпус РИТМ-200 уже интегрировано четыре парогенератора, которые составляют вместе с активной зоной единый конструктивный модуль.

В этом модуле и происходит основной теплообмен между первым и вторым охлаждающими контурами. При этом вся конструкция — активная зона, парогенераторы, циркуляционные насосы первого контура (ЦНПК) и вся управляющая механика реактора — представляют из себя единое целое, по сути дела, один блок, который изготавливается, собирается, испытывается и настраивается в заводских условиях, после чего его надо просто как кубик LEGO вставить на его штатное место, вовнутрь нового ледокола ЛК-60Я («Арктики») или же, что интересно — нового российского авианосца «Шторм».

В такой конструкции активной зоне реактора достаточно трудно расплавиться и вызвать запроектную аварию: по сути дела и активная зона, и парогенераторы второго контура в РИТМ-200 помещены в рамки одной большой «кастрюли» и пока вся вода первого и второго контура не выкипит и реактор не потеряет полностью возможность охлаждения, запроектной аварии не произойдёт. Что, конечно же, очень важно для условий автономного судна в суровых условиях, которому неоткуда ждать быстрой помощи.

Такой подход и делает реактор РИТМ-200 похожим по размерам с ВВЭР-1000: для создания безопасной и надёжной конструкции приходится идти на массу ухищрений и дополнительных систем, чтобы обеспечить такие качества у основной конструкции.

При этом, понятное дело, всё это приходится делать в условиях жёсткого экономического прессинга — в отличие от времён Холодной войны между СССР и США, нынешний подход в атомной энергетике базируется не только на техническом совершенстве и технологическом изяществе любой ценой, но и на экономическом принуждении: «быть максимально дешёвым».

Каждый из конструкторов и инженеров, таким образом, в деле разработки новых реакторов оказывается в прокрустовом ложе между Сциллой экономических ограничений и Харибдой требований по надёжности и безопасности.

И, как ни печально, самая массовая технология современных реакторов, ВВЭР/PWR уже подошла к пределам в своём эволюционном развитиии.

Лёгководные водо-водяные реакторы под давлением уже не могут дальше протискиваться в это «игольное ушко» сужающихся ограничений.

И это, что радует, вызывает новый виток технологического прогресса — как в реакторных установках для морского транспорта и для военных, так и в больших, энергетических реакторах для целей стационарного генерирования электрической энергии.

И об этом — наша вторая беседа с Валентином Гибаловым ( tnenergy) в рамках передачи «Новый День» на канале «День-ТВ»:

Немного о сюжете, что успели разобрать:


  • С чего началась «гонка безопасности» в атомной отрасли и чем она была вызвана?
  • Как повлияли на общественное мнение катастрофа на Тримайл-Айленде и на Черновыльской АЭС и какую роль в психологии, в технологии и в конспирологии сыграл «Китайский синдром»?
  • Какие альтернативы сейчас существуют вдобавок к технологии ВВЭР/PWR?
  • Что такое БРЕСТ и что такое «проект реакторов четвёртого поколения»?
  • Каковы преимущества высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов?
  • Почему за пятьдесят лет развития так и не «взлетел» по-настоящему проект быстрого натриевого реактора?
  • Что такое атомные реакторы на сверхкритической воде?
  • Почему до сих пор не создали действующий реактор на расплавах солей?
  • Что сейчас делают Китай и Индия в деле проектов реакторов четвёртого поколения?
  • Как США и Европа будут выходить из своего затяжного кризиса в атомной сфере?
  • Что есть у России предложить в новых технологиях реакторостроения?

Если вы прослушали видео, но у вас всё равно остались вопросы по нашей беседе — можете задавать свои вопросы здесь в комментариях.

Оригинал взят у alex_anpilogov


 
Социальные комментарии Cackle
Loading...
Загрузка...

© 2009 Технополис завтра

Перепечатка  материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши  правила  строже  этих,  пожалуйста,  пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.