Описание реактора
Основой Первой атомной электростанции является реактор на тепловых нейтронах с графитовым замедлителем и теплосъемом водой под давлением.
Реактор имеет номинальную тепловую мощность 30000 кВт.
Средний поток нейтронов составляет 5*1013 нейтрон/(см2с).
В качестве топлива применяется обогащенный уран, содержащий 5% урана-235. Общая загрузка урана составляет около 550 кг. Схема теплосъема двухконтурная: вода первого контура, циркулирующая через реактор, находится под давлением 100 атм и через систему теплообменников-парогенераторов передает свое тепло воде второго контура. Весь первый контур выполнен из нержавеющей стали и размещен за биологической защитой. Вода первого контура, нагретая в каналах до температуры 260- 2800С, поступает в парогенераторы. Восемь парогенераторов попарно объединены и размещены в защитных боксах. Каждый парогенератор состоит из подогревателя воды, испарителя и перегревателя.
Вода первого контура из парогенераторов с температурой около 1900С поступает во всасывающий патрубок главного циркуляционного насоса, который обеспечивает подачу воды через реактор до 300 т/ч. Вода второго контура (конденсат) подается питательными насосами в подогреватель парогенератора и затем поступает в испаритель. Пар из испарителя поступает в пароперегреватель. При полной мощности станции парогенераторы производят пар в количестве 42 т/ч, давлением 12,5 атм, при температуре 250-2600С. Этот пар направляется в турбину. Из конденсатора турбины вода вновь поступает в парогенераторы.
Все управление оборудованием станции производится с центрального пульта.
Конструктивную основу реактора составляет цилиндрическая графитовая кладка диаметром 3 м и высотой 4,6 м. В центральной части графитовой кладки имеются 157 вертикальных отверстий диаметром 65 мм, образующих в плане правильную треугольную решетку с шагом 120 мм. В эти отверстия вставляются технологические каналы с урановыми тепловыделяющими элементами. Центральная часть графитовой кладки вместе с технологическими каналами представляет собой активную зону реактора; она окружена графитовым отражателем. Кладка покоится на стальной опорной плите и заключена в стальной цилиндрический кожух, а сверху кладка закрыта массивной чугунной плитой с отверстиями, совпадающими с отверстиями в кладке реактора. Вместе с нижней и верхней плитой кожух образует герметичный объем, заполняемый при работе реактора инертным газом (азотом). Верхняя плита одновременно служит биологической защитой. Реактор окружен цилиндрическим резервуаром, заполненным водой. Слой воды в резервуаре имеет толщину 100 см и является составной частью боковой биологической защиты. Весь реактор вместе с водяной защитой помещен в бетонную шахту. Стены ее толщиной 3 м являются внешним слоем биологической защиты реактора.
Вся бетонная шахта, в которой находится реактор, сверху защищена чугунным перекрытием. Под верхним чугунным перекрытием размещаются трубы, подводящие и отводящие воду от каждого технологического канала. Здесь же помещен выходной сборный коллектор, из которого нагретая в реакторе вода по трубопроводу поступает в парогенераторы. Из 157 отверстий в кладке реактора 128 занимают технологические каналы, а остальные предназначены для стержней регулирования и аварийной защиты.
Технологический канал, длиной около 6,5 м и диаметром 65 мм, собран из отдельных графитовых втулок, имеющих по 5 отверстий, через которые проходят трубки тепловыделяющих элементов.
Входящая в канал вода из головки канала поступает в центральную трубку, опускается вниз, снимает тепло с графита ячейки, в которой помещен канал, и возвращается вверх по четырем трубкам, переходящим в трубчатые тепловыделяющие элементы.
Тепловыделяющие элементы представляют собой кольцевую конструкцию, образованную двумя трубками – внутренней несущей и внешней оболочкой, зазор между которыми заполнен ураном.
Тепловой поток тепловыделяющих элементов, работающих на номинальной мощности, достигает 1,8 106 ккал/(м2ч).
Вода из распределительного коллектора перед поступлением в технологический канал проходит последовательно через расходомерную шайбу, отключающее устройство и регулировочный вентиль. На выходе из канала вода проходит через обратный клапан, в корпусе которого вмонтирована термопара, измеряющая температуру воды на выходе из технологического канала.
Регулирование мощности реактора производится стержнями из бористой стали. Контроль мощности реактора осуществляется с помощью ионизационных камер, которые являются датчиками для индикаторов мощности.
На станции использовалась турбина конденсационного тапа без промежуточных отборов пара, работающая при 1500 об/мин с генератором переменного тока мощностью 5000 кВт и напряжением 6 кВ.
Биологическая защита от излучения реактора, постоянный дозиметрический контроль и строгое соблюдение правил безопасности труда обеспечивают нормальные условия труда для работающего персонала и безопасность для населения окружающего района.
Вытяжная и приточная вентиляция обеспечивают постоянный обмен воздуха в помещениях АЭС.
Выброс воздуха в атмосферу производится через трубу высотой 100 м.
Для проведения физических экспериментов в реакторе имеются тепловая колонна с выходом нейтронных пучков и нейтронные пучки. На нейтронных пучках реактора проводятся эксперименты по измерению ядерно-физических констант, по изучению спектров замедляющих сред, по физике твердого тела, в частности – кристаллов и различных реакторных материалов.
