Организация теплоотвода в ядерных энергетических реакторах

Энерговыделение в ядерном реакторе в основном определяется энерговыделение короткопробежных осколков в топливных элементах. Часть энерговыделения (5…10 %) выделяется в элементах конструкции. Хотя это энерговыделение невелико, тем не менее его необходимо учитывать при проектировании ядерного реактора.

Топливные элементы

Теплоотвод от тепловыделяющих элементов во всех типах реакторов осуществляется потоком основного теплоносителя, проходящего через активную зону.

Замедлитель

В реакторах с графитовым замедлителем теплоотвод осуществляется потоком основного теплоносителя.

В высокотемпературных газовых реакторах(HTGR, THTR) теплоноситель вначале прокачивается через замедлитель, а затем через каналы реактора (t_зам» 750 ⁰С).

В водо-графитовых реакторах(РБМК). Теплоноситель прокачивается через каналы. Для улучшения теплопередачи от графита к теплоносителю в зазорах между стенкой канала и замедлителем прокачивается гелий. Замедлитель бокового отражателя охлаждается теплоносителем отдельного контура. (t_зам» 550…580 ⁰С).

Стержни регулирования

В водо-водяных реакторах(ВВЭР, PWR) стержни регулирования охлаждаются основным теплоносителем.

В канальных реакторах (РБМК) каналы стержней регулирования охлаждаются теплоносителем отдельного контура.

Крупные металлоконструкции

В корпусных реакторах (опорные конструкции активной зоны, крышка реактора, защитные трубы приводов СУЗ и т. д.) охлаждаются потоком основного теплоносителя.

В графитовых реакторах внутри активной зоны крупных металлоконструкций нет. Плиты биологической защиты охлаждаются воздухом (технологическая вентиляция).

Зона воспроизводства в быстрых реакторах охлаждается основным теплоносителем, но с меньшим расходом (дросселирующие устройства в хвостовиках кассет).

Корпус реактора

В корпусных реакторах (ВВЭР, реакторы на быстрых нейтронах) корпус охлаждается основным теплоносителем. При этом организация потока теплоносителя производится так, что холодный теплоноситель сперва охлаждает корпус, а затем подается в активную зону.

Корпуса из предварительно-напряженного бетона в газоохлаждаемых реакторах охлаждаются водой отдельного контура через систему встроенных трубопроводов.