Введение
Сокращения:
реактор: р-р.;
электролиз: эл-з;
активная зона: а.з.
В статье
рассмотрены конструктивное устройство и принцип работы газоохлаждаемого р-ра в составе энергетической установки на примере первого отечественного ВГР-50 с шаровой засыпкой ТВЭЛов в а.з.
Следует отметить, что даная технология имеет большие перспективы в направлении интеграции с системами получения водорода эл-зом воды, где необходимо использование высоких температур. Немного подробнее здесь
В этой статье речь пойдет об одном актуальном международном проекте в области ВТГР при участии России.
1. ВТГР + ГТУ
Надо сказать, что этот проект при участии России уже давно в разработке. Суть в том, что модульный газоохлаждаемый р-р (МГР) интегрирован с блоком преобразования энергии (БПЭ) за счет ГТУ (рис.1).
2. Ядерный реактор в составе МГР-ГТУ
В основу положен р-р с кольцевой а.з. (место для размещения ядерного топлива) шестигранной формы, окруженная графитовым отражателем (рис.2).
А.з. состоит из топливных блоков шестигранной формы, которые содержат стержневые ТВЭЛы, внутри которых размещено ядерное топливо в виде микросфер из диоксида урана.
Топл. блок имеет шестигранную форму, отверстия для размещения ТВЭЛов и движения гелиевого теплоносителя (рис.3 и рис.4).
Основные характеристики а.з. представлены в таблице.
3. Блок преобразования энергии
Представлен на рис.5 и состоит из турбомашины, включающей газовую турбину с генератором, два компрессора низкого и высокого давления, вертикально посаженных на одном валу с турбиной. В комплектацию также входят три компактных теплообменника:
- рекуператор
- водоохлаждаемые теплообменники предварительной и промежуточной ступеней.
Гелиевый теплоноситель с температурой 850 °С и давлением 7 МПа на выходе из р-ра поступает в турбину 3, которая приводит в движение две ступени компрессора 4 и 5 и генератор 2. Затем гелий через рекуператор 6 отдавая основную часть тепла гелию, идущего в р-р, поступает в предварительный охладитель 7 для сброса оставшейся теплоты в систему охлаждения.
После этого при температуре порядка 20 °С поступает в цилиндр низкого давления компрессора 5 и затем в промежуточный теплообменник 8, после чего в цилиндр высокого давления компрессора 4 и при давлении 7,2 МПа и температуре 110 °С проходя через рекуператор нагреваясь до температуры около 500 °С и давлении 7,15 МПа поступает в р-р.
КПД по выработке электроэнергии 46%.
Выводы
1. В настоящее время одним из реальных международных проектов в мире в области ВТГР при участии России является МГР-ГТУ.
2. Ядерный р-р в МГР-ГТУ с графитовым замедлителем и активной зоной в форме кольца при использовании микротоплива из диоксида урана, размещенного в специальных топливных стержнях, объединенные в топливные блоки.
3. БПЭ включает газотурбинную установку с двумя ступенями компрессоров и системы теплообменников. Электрический КПД 46%.
