Чем больше контуров, тем круче?
Атомные электростанции делятся по контурам. На одном объекте контура три, на другом – два или вовсе один. При рассмотрении вопроса нужно отталкиваться от организации технологического процесса производства электроэнергии.
Сравним сооружения, отличающиеся по классификации.
✅Одноконтурные.
При целостности контуров теплоносителя и рабочего тела АЭС именуется одноконтурной. Процесс кипения теплоносителя протекает в реакторе. Пар, образованный в процессе, перенаправляется в турбинный комплекс, и именно так возникает энергия. Выполнив свою роль, пар попадает в конденсатор и перевоплощается в жидкостное состояние. Полученная вода передаётся в реактор специальным насосом. Обобщая, можно сказать, что реакторы функционируют с принудительной циркуляцией теплоносителя.
Эксплуатация одноконтурных атомных электростанций осложнена: оборудование и трубопроводы, которые образуют контур, остаются радиоактивными. При этом достигается простота применения и выгодные экономические составляющие. У таких объектов маленькие потери тепла. Так одноконтурными АЭС являются: Ленинградская, Чернобыльская, Курская и Смоленская – РБМК-1000 и Игналинская – РБМК-1500.
✅Двухконтурные.
Когда рабочее тело и теплоноситель разделены, атомная электростанция считается двухконтурной. Контур рабочего тела всегда второй, а теплоносителя – первый. Охлаждение реактора производится теплоносителем. Система первого контура дополняется компенсатором объёма, а объём теплоносителя напрямую зависит от его температуры. Получается, что первый контур радиоактивен – в нём циркулирует радиоактивный теплоноситель.
Пар, поступающий из парогенератора, передаётся турбине, а затем попадает в конденсатор. Трубки конденсатора охлаждаются водой технического водоснабжения. Пар переходит в жидкое состояние. Сам конденсат насосом транспортируется через систему регенеративных подогревателей и парогенератор. Второй контур, образованный описанным путём, ничуть не радиоактивен. Эксплуатация станции упрощается.
Двухконтурная атомная электростанция всегда предполагает использование парогенератора – элемента, который разграничивает оба контура. Он одинаково принадлежит и первому, и второму контурам. Прокачка теплоносителя производится по разным парогенераторным трубкам, а вода второго контура омывает эти самые трубки, нагревается и превращается в пар. Для передачи тепла через поверхность нагрева необходим перепад температуры между теплоносителем и кипящей водой в парогенераторе. В первом контуре поддерживается давление более высокое, чем давление пара, который подаётся на турбину. С целью исключения закипания теплоносителя в реакторе, в первом контуре давление существенно превышает давление, преобладающее во втором контуре. Корпус ВВЭР должен быть толстостенным, чтобы выдержать столь колоссальное давление.
Нововоронежская, Кольская, Армянская, Венская, Запорожская, Калининская, Южно-Украинская, а также другие атомные электростанции, построенные при содействии СССР в ГДР и других республиках функционируют по двухконтурной системе.
Отметим, что одно- и двухконтурные АЭС – самые распространённые.
✅Трёхконтурные.
При работе не исключается появление неплотности на участке парогенератора, особенно в области сварки парогенераторных трубок в коллекторы. Если давление в первом контуре выше, чем во втором, то появляется риск возникновения протечки теплоносителя, которая непременно вызовет радиоактивность второго контура. В определённой доли такое нарушение не влияет на эксплуатацию атомной электростанции. Однако есть теплоносители, например, жидкий натрий, которые активно взаимодействуют с паром и водой. Ситуация создаёт опасность выброса радиоактивности в обслуживаемый периметр. Отсюда и идёт надобность создания дополнительного контура. Получается, инженеры даже в аварийных ситуациях избегают контакта радиоактивного натрия с водой или паром. Конкретно такие атомные электростанции называются трёхконтурными.
Жидкометаллический теплоноситель, являясь радиоактивным, прокачивается через реактор, а также промежуточный теплообменник. Там он отдаёт тепло нерадиоактивному жидкометаллическому теплоносителю. Последний, в свою очередь, прокачивается через парогенератор по системе, которая образует промежуточный контур. Нужно поддерживать более высокое давление в промежуточном контуре, чем в первом. Поэтому перекачка радиоактивного натрия из первого контура в промежуточный невозможна. При возникновении неплотности между промежуточным и третьим контуром происходит взаимодействие воды или пара с нерадиоактивным натрием.
Система третьего контура трёхконтурной атомной электростанции аналогична системе второго контура двухконтурной АЭС. Стоят трёхуровневые объекты значительно дороже.
Высокотехнологичное оборудование установлено на Шевченковской АЭС – БН-350 и третьем энергоблоке Белоярской АЭС – БН-600.
Теперь ответить на заглавный вопрос проще простого🙂