Найти в Дзене
IT-Всё о технике

Плюсы минусы реакторов типа ВВЭР

Водо-водяной ядерный реактор — реактор, использующий в качестве замедлителя и теплоносителя обычную воду. Наиболее распространённый в мире тип водо-водяных реакторов — с водой под давлением. В России производятся реакторы ВВЭР, в других странах общее название таких реакторов — PWR (Реактор с водой под давлением). Другой тип водо-водяных реакторов — «кипящие». Общее название таких реакторов — BWR (Кипящий водяной реактор). Достоинства Недостатки Активация воды Важной проблемой при использовании воды для охлаждения реакторов является наведённая активность, которая определяется активацией ядер теплоносителя при захвате ими нейтронов. Активации подвергаются как кислород и водород воды, так и ядра примесей: например, продуктов коррозии оборудования 1-го контура, а также растворённых в воде солей натрия, кальция, магния и т. д. Активность собственно самой воды определяется в основном активностью изотопа азота-16, период полураспада которого составляет около 7 секунд. Таким образом, менее чем
Оглавление

Водо-водяной ядерный реактор — реактор, использующий в качестве замедлителя и теплоносителя обычную воду. Наиболее распространённый в мире тип водо-водяных реакторов — с водой под давлением. В России производятся реакторы ВВЭР, в других странах общее название таких реакторов — PWR (Реактор с водой под давлением). Другой тип водо-водяных реакторов — «кипящие». Общее название таких реакторов — BWR (Кипящий водяной реактор).

Калининская АЭС
Калининская АЭС
Устройство реактора ВВЭР-1000, 1 — привод СУЗ, 2 — крышка реактора, 3 — корпус реактора, 4 — блок защитных труб (БЗТ), 5 — шахта, 6 — выгородка активной зоны, 7 — топливные сборки (ТВС), регулирующие стержни.
Устройство реактора ВВЭР-1000, 1 — привод СУЗ, 2 — крышка реактора, 3 — корпус реактора, 4 — блок защитных труб (БЗТ), 5 — шахта, 6 — выгородка активной зоны, 7 — топливные сборки (ТВС), регулирующие стержни.

Достоинства

  • Использование воды в качестве теплоносителя и теплоносителя-замедлителя в ядерных установках имеет ряд преимуществ.
  • Технология изготовления таких реакторов хорошо изучена и отработана.
  • Вода, обладая хорошими теплопередающими свойствами, относительно просто и с малыми затратами мощности перекачивается насосами. (При одинаковых условиях коэффициент теплопередачи для тяжёлой воды на 10 % больше по сравнению с коэффициентом теплопередачи для лёгкой воды).
  • Использование воды в качестве теплоносителя позволяет осуществить непосредственную генерацию пара в реакторе (кипящие реакторы). Лёгкая вода используется также для организации пароводяного цикла во вторичном контуре.
  • Невоспламеняемость и невозможность затвердевания воды упрощает проблему эксплуатации реактора и вспомогательного оборудования.
  • Обычная химически обессоленная вода дешева.
  • Использование воды обеспечивает безопасность эксплуатации реактора.
  • В реакторах с водяным теплоносителем-замедлителем при соответствующей конструкции активной зоны можно достичь отрицательного температурного коэффициента реактивности, что предохраняет реактор от произвольного разгона мощности.
  • Позволяет создавать блоки мощностью до 1600 МВт.

Недостатки

  • Вода взаимодействует с ураном и его соединениями (корродирует) при аварийных ситуациях, поэтому тепловыделяющие элементы имеют стойкие к коррозии оболочки (обычно цирконий). При повышенных температурах воды конструкционные материалы также должны подбираться с достаточно хорошими антикоррозионными свойствами, или должен поддерживаться специальный водно-химический режим, связывающий кислород, образующийся в воде при её радиолизе. Особенно необходимо отметить высокую интенсивность коррозии многих металлов в воде при температуре выше 300 °C.
  • Проблема подбора коррозионно-устойчивых материалов усложняется необходимостью иметь высокое давление воды при повышенных температурах. Необходимость иметь высокое давление в реакторе усложняет конструкцию корпуса реактора и его отдельных узлов.
  • Возможность аварии с течью теплоносителя и необходимость средств для её компенсации.
  • Стоимость тяжёлой воды велика (актуально только для реакторов на тяжёлой воде типа CANDU, в СССР такие реакторы не строили). Это требует сведения утечки воды и потерь её к минимуму, что усложняет конструкцию энергетического оборудования и эксплуатацию установки.

Активация воды

Важной проблемой при использовании воды для охлаждения реакторов является наведённая активность, которая определяется активацией ядер теплоносителя при захвате ими нейтронов. Активации подвергаются как кислород и водород воды, так и ядра примесей: например, продуктов коррозии оборудования 1-го контура, а также растворённых в воде солей натрия, кальция, магния и т. д. Активность собственно самой воды определяется в основном активностью изотопа азота-16, период полураспада которого составляет около 7 секунд. Таким образом, менее чем через минуту после остановки реактора радиоактивность теплоносителя 1-го контура спадает в сотни раз, и определяется только активностью продуктов коррозии, которые извлекаются из воды на ионообменных фильтрах.

Активация воды может происходить также при нарушении герметичности оболочки ТВЭЛов, что приводит к попаданию в теплоноситель продуктов деления, прежде всего радиоактивного йода и цезия.

Однако вся наведённая радиоактивность относится к веществам, остающимся в пределах первого контура, поэтому в водо-водяных реакторах, в отличие от кипящих, не происходит попадания радиоактивных веществ, характеризующихся наведённой активностью, в турбину и конденсатор и другое оборудование второго контура.

Если не затруднит не забудьте поставить лайк.