Водо-водяной ядерный реактор
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/PWR_Nuclear_Power_Plant_-_ru.svg/400px-PWR_Nuclear_Power_Plant_-_ru.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/22/PressurizedWaterReactor_ru.gif/400px-PressurizedWaterReactor_ru.gif)
Водо-водяной
Конструкция
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/60/Wwer-1000-scheme.png/300px-Wwer-1000-scheme.png)
Активная зона водо-водяного реактора набрана из тепловыделяющих сборок, заполненных пластинчатыми или цилиндрическими тепловыделяющими элементами. Корпус тепловыделяющей сборки изготовляют из листового материала (алюминия, циркония), слабо поглощающего нейтроны. Сборки размещают в цилиндрической клетке, которая вместе со сборками помещается в корпус реактора. Кольцевое пространство между ним и внешней стенкой клетки, заполненное водой, выполняет функцию отражателя. Вода, проходя снизу вверх через зазоры между тепловыделяющими элементами, охлаждает их. Таким образом, она выполняет функцию теплоносителя, замедлителя и отражателя. Корпус реактора рассчитывается на прочность, исходя из давления воды. Горловина корпуса закрывается герметической крышкой, которая снимается при загрузке и выгрузке тепловыделяющих сборок.
В физических водо-водяных реакторах обычно используют воду под атмосферным давлением. Корпуса таких реакторов герметичной крышки не имеют, и вода в них находится под атмосферным давлением (имеет открытый уровень).
Энергетические водо-водяные реакторы (в частности,
Примеры водо-водяных реакторов:
- ВВЭР(СССР, Россия)
- PWR (например, производства компании Westinghouse Electric Company, США)
- AREVA, Франция — Германия)
- AP1000 (Westinghouse, США); CAP1400 (Китай)
- S9G (США)
Особенности использования воды
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 СССРтакие 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
Активация воды может происходить также при нарушении герметичности оболочки ТВЭЛов, что приводит к попаданию в теплоноситель продуктов деления, прежде всего радиоактивного
Однако вся наведённая радиоактивность относится к веществам, остающимся в пределах первого контура, поэтому в водо-водяных реакторах, в отличие от