Зачем в РБМК нужен барабан-сепаратор

Зачем в РБМК нужен барабан-сепаратор

Давайте разберем самый простой вопрос. А вообще, зачем в РБМК нужен барабан-сепаратор, это сложное оборудование, циркуляционный насос? Почему нельзя сделать прямоточный реактор? Вот работают прямоточные котлы со времен Рамзина. Почему этого нельзя сделать? Пустить прямо питательную воду от питательного насоса в реактор, на выходе получать перегретый пар и давать его на турбину?

Вопрос – плотность воды в реакторе будет резко меняться.

  Ну, будет меняться. Она и так меняется. Не это главное.

Вопрос – а реактор при этом паре не будет разгоняться?

  Для разгона реактора — на это система регулирования есть.

 Воды в РБМК мало, в этом случае вода немножко увеличится по объему, будет больше пара, и если этому каналу выйти на прямоточный режим, в принципе (по физике), реактор может работать. Но почему так не делают? Реактор не долго поработает. Потому что как вы воду питательную ни чистите (на всяких ионообменных фильтрах и т.д.) – всегда остаются какие-то примеси. И в зоне, до сушки пара, они всегда будут оседать на оболочках твэлов, как в чайнике оседает накипь (это примитивно) или как это происходит в трубах паровых котлов. А дальше пойдет коррозия и в общем, надежности никакой не будет. А как работают прямоточные котлы? В принципе, так же. Только там разносят зону испарения и зону перегрева пара. Зона испарения воды – там, где вода еще недосушена, а ведь пока есть капельки воды, все соли, все примеси –– они там содержатся, не выпадают. Это в экранной части топки котла, когда не интенсивные потоки излучения, перегрев пара уже ведется малыми дозами, экран работает просто как теплообменник на газе, с гораздо меньшими тепловыми потоками, потому что теплоотдача кипящей воде на порядок больше, чем теплоотдача просто к пару. Поэтому, вы знаете, были блоки АМБ1, АМБ2 (на Белоярской АЭС), которые какое-то время работали с перегретым паром, но там были сепараторы (раздельсепараторы) и в перегревательные каналы подавался уже осушенный пар. Планировалось, что Игналинская АЭС, в принципе, может работать  с перегревом пара (разрабатывался РБМКП), т.е. планировалась зона испарительных каналов, но при этом был бы чрезвычайно сложный запуск, в общем, все это не оправдало себя.

Так вот, существуют две причины, по которым нельзя сделать прямоточный реактор, и основная  причина – надежность, низкая надежность твэлов, которая будет в этом случае. Поэтому обязательно нужно иметь контур многократной циркуляции – вот это КМПЦ (рис. 17.13) — этот контур называется контуром многократной принудительной циркуляции. Т.е. для того, чтобы был нормальный водносолевой режим, чтобы продувкой сепаратора можно было выводить все примеси и чтобы была нормальная теплоотдача, вводят многократность циркуляции к, которая равна

Зачем в РБМК нужен барабан-сепаратор.                                             (17.12)

        Кратность циркуляции на номинальной мощности порядка семи. Т.е. все эксперименты показали, что если кратность циркуляции, т.е. расход по контуру КМПЦ в семь раз больше, чем расход питательной воды (или равен, но не меньше), то обеспечивается нормальный теплоотвод, потому что когда вода кипит, теплоотдача даже лучше, чем в кипящей воде. Теплоотдача ухудшается тогда, когда влагосодержание становится меньше или сухость пара увеличивается, т.е. одно дело – когда у вас идет поток воды, в котором пузырьки пара, а если дальше будет идти испарение воды, то характер потока меняется – будет поток пара, в котором будут взвешены капельки воды. При этом ухудшается теплоотдача, но вот до этого тоже не доводят. Таким образом, чтобы нормально эксплуатировалась вся эта установка, на номинальном режиме должна быть вот такая кратность циркуляции.