В атомних електростанціях теплота необхідна для отримання пари, виділяється за рахунок ланцюгової реакції розпаду ядер важких елементів – урану або плутонію. Ця реакція відбувається в спеціальному агрегаті – ядерному реакторі.
Використовуються дві основні схеми генерації пари [2]: схема з теплоносієм (рис. 1.3) і схема з киплячим реактором перегрітої пари (рис. 1.4).
Рисунок 1.3 – Схема атомної станції з теплоносієм: 1 – реактор; 2 – насос; 3 – парогенератор; 4 – парова турбіна; 5 – захист. |
Як теплоносій в схемі на рис. 1.3 вико-ристовуються гази, вода під тиском, розплавлений метал тощо). Потік теплоносія циркулює по пер-винному контуру через реактор, в якому теплоносій нагрівається, і теп-лообмінник-парогенератор, в якому він охолоджується, віддаючи теплоту для виробництва пари. Далі пара, так само як на звичайній паротурбінній станції, поступає в турбіну, пройшовши її, конденсується в конденсаторі і живильними насосами перекачується назад в парогенератор, утворюючи робочий або вторинний контур. В деяких випадках (реактори, охолоджувані рідким металом) між первинним і робочим контурами вводиться ще один проміжний контур теплоносія.
Рисунок 1.4 – Схема атомної станції з киплячим реа-ктором перегрітої пари. 1 – реактор; 2 – насос; 3 – пароперегрівник; 4 – парова турбіна; 5 – захист. |
В установках з киплячим реактором (рис. 1.4) утворення пари відбувається в самому реакторі, який, таким чином, є і парогене-ратором.
Вода, що проходить під тиском через активну зону реактора, частково випаровується, і пароводяна суміш поступає в барабан, де пара відділяється, а вода циркуляційними насосами знову прокачується крізь реактор.
Пара, що відділилася в барабані, або прямує в турбіну (схема з турбіною насиченої пари), або перегрівається в спеціальних каналах реактора. В останньому випадку реактор є також і пароперегрівником.
Як видно з цих схем, пара, отримана в реакторі, безпосередньо прямує в турбіну. Це сильно спрощує і здешевлює установку, проте, оскільки вода і пара під впливом випромінювання стають радіоактивними, потрібен захист паропроводів, турбіни. Крім того ускладнюється ремонт установки, тому в таких установках особливе значення має висока чистота пари.