🗊Презентация Атомная энергетика. Принцип работы АЭС

АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ПРИНЦИП РАБОТЫ АЭС

АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА, область техники, основанная на использовании реакции деления атомных ядер для выработки теплоты и производства электроэнергии. Ядерный топливный цикл. Атомная энергетика – это сложное производство, включающее множество промышленных процессов, которые вместе образуют топливный цикл. Существуют разные типы топливных циклов, зависящие от типа реактора и от того, как протекает конечная стадия цикла.

ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ Ядерный(атомный) реактор-это устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер. Три основных типа реакторов: Среди них первый (и наиболее распространенный) тип – это реактор на обогащенном уране, в котором и теплоносителем, и замедлителем является обычная, или «легкая», вода (легководный реактор). Существуют две основные разновидности легководного реактора: кипящий реактор и водо-водяной энергетический реактор – ВВЭР. Второй тип реактора, – газоохлаждаемый реактор (с графитовым замедлителем), которые довольно эффективно вырабатывают оружейный плутоний и к тому же могут работать на природном уране. Третий тип реактора, это реактор, в котором и теплоносителем, и замедлителем является тяжелая вода, а топливом природный уран.

ПРИНЦИП РАБОТЫ АЭС В ходе протекания цепной реакции выделяется большое количество энергии в виде тепла, которое нагревает теплоноситель первого контура — воду. Вода подается снизу в активную зону реактора с помощью главных циркуляционных насосов (ГЦН). Нагреваясь до температуры 322 °С вода поступает в парогенератор (теплообменник), где, пройдя по тысячам теплообменных трубок и отдав часть тепла воде второго контура, вновь поступает в активную зону.

ПРИНЦИП РАБОТЫ АЭС Так как давление второго контура ниже, вода в парогенераторе вскипает, образуя пар с температурой 274°С, который поступает на турбину. Поступая в цилиндр высокого давления, а затем в три цилиндра низкого давления, пар раскручивает турбину, которая, в свою очередь, вращает генератор, вырабатывая электричество. Отработанный пар поступает в конденсатор, в котором он конденсируется с помощью холодной воды из пруда-охладителя или градирни и вновь возвращается в парогенератор с помощью питательных насосов.

ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Тепловыделяющий элемент (твэл) — главный конструктивный элемент активной зоны гетерогенного ядерного реактора, содержащий ядерное топливо. В твэлах происходит деление тяжелых ядер 235U, 239Pu или 233U, сопровождающееся выделением тепловой энергии, которая затем передаётся теплоносителю. Твэл должен обеспечить надежный отвод тепла от топлива к теплоносителю. Твэл представляет собой набор герметичных трубок из специальных сплавов диаметром 9,1—13,5 мм и длиной несколько метров, заполненных таблетками ядерного топлива.

ТВЭЛ Внутри ТВЭЛов происходит выделение тепла за счёт ядерной реакции деления топлива и взаимодействия нейтронов с веществом материалов активной зоны и теплоносителя, которое передаётся теплоносителю. Конструктивно каждый твэл состоит из сердечника и герметичной оболочки. Сердечники бывают металлическими, металлокерамическими или керамическими. Для металлических сердечников используются чистые уран, торий или плутоний, а также их сплавы с алюминием, цирконием, хромом, цинком. Материалом металлокерамических сердечников служат спрессованные смеси порошков урана и алюминия. Для керамических сердечников сплавляют оксиды или карбиды урана или тория. Хорошая герметизация оболочки ТВЭЛов необходима для исключения попадания продуктов деления топлива в теплоноситель, что может повлечь распространение радиоактивных.

ПЛУТОНИЙ В АЭС 0n1 + 92U238 -> 92U239 -> -1e0 + 93Np239 -> -1e0 + 94Pu239