Ядерные реакторы

В настоящее время на атомных электростанциях применяются следующие типы ядерных реакторов:

1) графитно-водяные канальные реакторы на тепловых нейтронах с графитовым замедлителем и водяным теплоносителем, производящие насыщенный или перегретый водяной пар. К ним относятся реакторы типа РБМК (реактор большой мощности канальный);

2) водо-водяные реакторы на тепловых нейтронах с водяным замедлителем и водяным теплоносителем, производящие перегретую воду (реакторы под давлением) или насыщенный пар (кипящие реакторы). К ним относятся реакторы типа ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор);

3) реакторы на быстрых нейтронах с расплавленным натриевым теплоносителем. Это реакторы типа БН (быстрый, охлаждаемый натрием реактор);

4) газоохлаждаемые реакторы с газовым охлаждением (гелием) на тепловых и быстрых нейтронах с графитовым замедлителем.

Принципиальная схема ядерного реактора на медленных (тепловых) нейтронах с графитовым замедлителем представлена на рис.3.16.

В этом реакторе сборки с тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ) 1 размещены в каналах графитовой кладки замедлителя 3. Технологические каналы и графитовая кладка составляют активную зону реактора. В активной зоне размещены регулирующие стержни 2, поглощающие нейтроны. Эти стержни позволяют регулировать реактивность реактора.

1 – тепловыделяющие элементы ТВЭЛы;

2 – регулирующий стержень; 3 – графитовый замедлитель;

4 – отражатель нейтронов; 5 – защита; 6 – барабан-сепаратор;

7 – главный циркуляционный насос.

Рис 3.12-Принципиальная схема ядерного реактора

Введение регулирующих стержней в активную зону приводит к снижению мощности реактора вплоть до прекращения цепной реакции – остановки реактора. В качестве материалов для изготовления регулирующих стержней применяют бор, кадмий и другие элементы, поглощающие нейтроны.

Тепловыделяющие элементы охлаждаются водой, которая нагреваясь, превращается в активной зоне в пароводяную смесь и эта смесь направляется в котел-сепаратор 6, где отделяется пар, а вода с помощью главных циркуляционных насосов 7 вновь возвращается в реактор. Реактор заключен в бетонные стенки, создающие радиационную защиту.