Виктор Михайлов - Физические основы получения атомной энергии

Первая атомная электростанция построена с целью накопления научного и инженерного опыта, необходимого для проектирования и строительства крупных атомных станций в шестой пятилетке. Проектировщики и строители новых атомных энергетических гигантов черпают здесь богатейший опыт.

По принципу своего устройства первая атомная электростанция является паросиловой установкой, в которой электроэнергия вырабатывается турбогенератором, то есть генератором, соединенным на общем валу с паровой турбиной, приводящей его в движение. Принципиальная схема станции в упрощенном виде приведена на рис. 50. Основными элементами станции являются ядерный реактор, парогенератор и турбогенератор.

Ядерный реактор, конструкция которого рассмотрена выше, является сердцем станции; его тепловая мощность 30 тыс. квт . Это как бы «топка» станции, где ядерная энергия превращается в теплоту. Для вывода тепла из реактора применяется двухконтурная система: дистиллированная вода первичного контура, циркулирующая через реактор, и система теплообменников (парогенераторов), передающая свое тепло обыкновенной воде второго контура, которая, превращаясь в пар, приводит в движение турбогенератор с электрической мощностью 5 тыс. квт .

Применение двухконтурной схемы исключает возможность попадания радиоактивной воды первого контура в турбину. Благодаря этому обслуживание турбины и связанного с ней оборудования ничем не отличается от обычных тепловых электростанций, так как для этого оборудования не требуется устройства биологической защиты. Элементы же первичного контура, поскольку циркулирующая в них вода обладает радиоактивностью, окружены специальной защитой.

На станции имеется 8 парогенераторов, попарно объединенных в защитных камерах. Когда станция работает на полную мощность, то включены три пары, а четвертая пара находится в резерве. Каждый парогенератор, состоящий из подогревателя воды, испарителя воды и пароперегревателя, представляет собой своеобразный «паровой котел». Именно здесь сильно нагретая вода первичного контура отдает свое тепло движущейся ей навстречу воде второго контура и превращает ее в пар. Три пары таких «котлов» производят в час около 40 т пара при температуре 255–260° Ц. Циркуляционные насосы перекачивают охлажденную до 190° воду обратно в реактор. Так заканчивается цикл обращения дистиллированной воды (первичного теплоносителя).

Вторичный теплоноситель — обыкновенный водяной пар при давлении 12,5 атмосферы — поступает в турбогенератор, где его тепловая энергия превращается в электрическую. Отработанный пар, охлаждаясь в конденсаторе, превращается там в воду и перекачивается питательными насосами обратно в парогенератор.

Первая атомная электростанция СССР размещается в трех зданиях. В главном здании находятся ядерный реактор, парогенераторы, насосы и другое оборудование для обслуживания станции и для проведения научных и инженерных исследований. Там же размещается и пульт управления станции. Во втором здании установлены: паровая турбина с электрическим генератором, электрическое распределительное устройство, конденсатор и другое оборудование, относящееся к контуру вторичного теплоносителя (пара). Наконец, в третьем здании размещаются вентиляционные устройства, необходимые для выброса в трубу радиоактивных газов, выделяющихся при работе ядерного реактора.

Управление ядерным реактором и всеми другими агрегатами станции производится с главного пульта управления (рис. 51), причем осуществляется оно преимущественно автоматически. Автоматы поддерживают заданный уровень мощности реактора, следят за действием основных и вспомогательных устройств станции и обо всем, что происходит на станции, посылают соответствующие сигналы на главный пульт управления.

Дежурный инженер-оператор может следить по приборам этого пульта за работой всех элементов станции. Перед глазами оператора находятся измерители мощности и указатели положения регулирующих стержней, приборы, отмечающие температуру, давление и количество воды, протекающей в каждом из 128 рабочих каналов реактора. Здесь же оператор получает сведения о давлении пара, идущего в турбину, о работе всех насосов и парогенераторов.