Ефим Балабанов - Ядерные реакторы

Эти обстоятельства привели к тому, что в Англии (Колдер-Холл) началось строительство первой английской атомной электростанции с двумя урано-графитовыми реакторами с газовым охлаждением. Первая очередь атомной электростанции вступила в строй 17 октября 1956 года. Энергия получается от двух урано-графитовых реакторов. Схема одного из колдер-холлских реакторов приведена на рис. 73.

Активная зона реактора сложена из большого числа графитовых блоков, применяемых в качестве замедлителя. В графите имеются вертикально расположенные каналы, в которых помещаются тепловыделяющие урановые элементы и регулирующие стержни. Топливом является естественный уран в виде стержней в металлической оболочке. Реактор заключен в стальной герметический котел диаметром 12 метров, высотой 18 метров, изготовленный из стальных плит толщиной 50 миллиметров. Отвод тепла из реактора осуществляется с помощью углекислого газа, находящегося под давлением 7 атмосфер. Углекислый газ проходит через активную зону, нагревается и отдает свое тепло четырем теплообменникам. В теплообменниках образуется пар высокого давления, приводящий в движение турбины, связанные с генераторами электрического тока. Общий вид атомной электростанции приведен на рис. 74.

В Англии в районе Аннама в будущем будет построена еще одна атомная станция на четырех реакторах колдер-холлского типа. До 1965 года намечено построить несколько атомных электростанций такого типа общей мощностью 1200–1400 тысяч киловатт.

С марта 1955 года начато строительство второй английской атомной электростанции с реактором на быстрых нейтронах. Станция создается в Даунри, на Северном побережье Шотландии. Установка состоит из бака (рис. 75), в котором помещен реактор на быстрых нейтронах и находится наружная оболочка для воспроизводства ядерного горючего.

Активная зона представляет собой цилиндр диаметром и высотой 0,6 метра. Через активную зону прокачивается теплоноситель в количестве, достаточном для отвода 60 тысяч киловатт тепловой мощности. В качестве теплоносителя выбран натрий с некоторым добавлением калия для понижения точки плавления. Контур охлаждения будет целиком выполнен из нержавеющей стали. В схеме предусмотрен теплообменник, в котором тепло первичного теплоносителя передается вторичному, также состоящему из натриево-калиевого сплава. Вторичный теплоноситель не должен быть радиоактивным, поэтому между реактором и теплообменником находится защита от нейтронов, выполненная в виде графитовой стены толщиной 1,2 метра, окружающая бак с реактором. Графит содержит бор в количестве, достаточном для поглощения нейтронов после их замедления.

Графит и бак реактора расположены на стальной раме, установленной на бетонное основание, образующее часть биологической защиты. В целом защита представляет собой бетонный бак с внешним диаметром 27,5 метра и высотой 14 метров. Даунрийский реактор будет заключен в сферу диаметром 41 метр, изготовленную из стальных листов толщиной около 2,5 сантиметра. На рис. 76 приведена фотография строительства сферы второй английской атомной электростанции.

В январе 1956 года во Франции, в Маркуле, был пущен первый в стране энергетический реактор G-1. Этот реактор имеет газовое охлаждение (рис. 77).

Атомное горючее состоит из 100 тонн естественного урана, содержащегося в 2700 тепловыделяющих стержнях. Замедлителем служит графит. Кроме электроэнергии, реактор будет вырабатывать плутоний — около 13 килограммов в год. Тепловая мощность реактора — 40 тысяч киловатт, а электрическая — 5 тысяч киловатт. Малый коэффициент полезного действия объясняется низкой температурой газового теплоносителя на выходе из реактора — всего около 220° C. Естественно, что реактор нельзя рассматривать как атомную электростанцию, поскольку ее мощность недостаточна, чтобы обеспечить потребление энергии циркуляционных газовых насосов (около 5,6 тысячи киловатт). Основное назначение этой станции состоит в том, чтобы приобрести технический опыт, на котором можно было бы разработать проект промышленной атомной электростанции. Проект такой станции разрабатывается французским комиссариатом по атомной энергии; ее предполагается построить в Маркуле. В каждом из двух реакторов этой атомной электростанции в качестве горючего используется 100 тонн естественного урана. Замедлителем служит графит, теплоносителем — углекислый газ. Проектная электрическая мощность атомной электростанции — 40 тысяч киловатт. Кроме электроэнергии, два реактора электростанции будут производить около 100 килограммов плутония в год. Пуск станции предполагается в 1957 году.