Основные проектные характеристики ГТ-МГР
| Наименование | Показатели |
| 1 Мощность установки: - тепловая, МВт - электрическая в режиме выработки электроэнергии, МВт - электрическая в режиме теплоснабжения, МВт | 287,5 |
| 2 Объем годовой энерговыработки в режиме: - выработки электроэнергии, млн. кВт∙ч - выработки электроэнергии и тепла, млн.кВт∙ч/тыс. Гкал | 1500/2200 |
| 3 КПД системы преобразования энергии | ~ 48 |
| 4 Температура гелия на входе/выходе активной зоны, ºС | 490/850 |
| 5 Давление на входе в активную зону | 7,15 |
| 6 Расход гелия через активную зону, кг/с | 318,1 |
| 7 Суммарная степень сжатия в цикле | 2,86 |
| 8 Энергонапряженность активной зоны, МВт/м3 | 6,5 |
| 9 Средняя глубина выгорания для Pu-топлива, МВт∙сут/кг | |
| 10 Длительность топливной компании, сут | |
| 11 Расчетный срок службы основного оборудования, лет |
Реактор с блоком преобразования энергии и связанные с ним системы первого контура размещаются в реакторном здании (рис. I.16).
| |||
| Рис. I.16. Реакторное здание ГТ-МГР |
Реактор имеет кольцевую активную зону из 1020 тепловыделяющих сборок (ТВС) призматической конфигурации аналогичных ТВС, успешно использованных в американском реакторе FSV. Топливом в реакторе являются сферические микрочастицы с многослойными покрытиями из пироуглерода и карбида кремния. В нижней части корпуса реактора расположена система охлаждения остановленного реактора (СООР). Эта система не является системой безопасности.
Система преобразования энергии размещена в корпусе преобразования энергии и включает в себя турбомашину, рекуператор, водоохлаждаемые предварительный и промежуточный холодильники. Одновальная турбомашина состоит из генератора и турбокомпрессора, который состоит из газовой турбины и двух секций компрессора. Ротор турбомашины вывешен на электромагнитных подшипниках.
Корпус реактора окружен поверхностным охладителем системы охлаждения шахты реактора (СОШР) пассивного типа. Система охлаждения шахты реактора обеспечивает отвод тепла от реактора во всех аварийных ситуациях, в том числе и при полной потере теплоносителя первого контура.
Реакторная установка МГР-Т
Реакторная установка МГР-Т предназначена для безопасной и экономически эффективной комбинированной выработки высокопотенциального тепла для нужд водородного производства и генерации электроэнергии в прямом газотурбинном цикле. Технические решения по основному оборудованию и конфигурация реакторной установки в целом в значительной степени определялись:
- вариантом выбора технологического процесса производства водорода в химико-технологической части: паровая конверсия метана, термохимический цикл разложения воды и высокотемпературный электролиз;
- максимально возможной преемственностью технических решений, заложенных в спроектированные ранее установки: ГТ-МГР, ВГ-400, ВГМ и др.
Основные компоненты реакторной установки: высокотемпературный гелиевый реактор модульного типа; система транспорта высокотемпературного тепла с теплообменниками для водородного производства; система преобразования энергии с прямым газотурбинным циклом.
В варианте реакторной установке для высокотемпературного электролиза (ВТЭ) передача теплоты от теплоносителя первого контура с температурой 950 ºС осуществляется в высокотемпературных теплообменниках к гелию промежуточного контура и далее - рабочей среде химико-технологической части. Преобразование тепловой энергии в электрическую также осуществляется в блоке преобразования энергии в прямом газотурбинном цикле.
Реакторный модуль МГР-Т (рис. I.17), размещен в заглубленном реакторном здании. Он включает собственно ядерный реактор, блок преобразования энергии (БПЭ) и высокотемпературные теплообменники (ВТО), скомпонованные в единую конструкцию и размещенные в отдельных шахтах защитной оболочки. Такая конструкция позволит снизить влияние на реакторную установку внешних воздействий, вызванных землетрясением, падением самолета и воздействием воздушной ударной волны. Основные технические характеристики РУ приведены в табл. I.16.
Т а б л и ц а I.16
Показатели РУ
| Наименование | Цикл производства H2 | ||
| ПКМ | ВТЭ | ||
| Тепловая мощность, МВт: - реактора - на производство водорода - на производство электроэнергии | |||
| Температура гелия на выходе из реактора, оС | |||
| Давление теплоносителя в реакторе, МПа | 7,5 | ||
| Срок службы реактора | 60 лет | ||
Реактор МГР-Т имеет активную зону, состоящую из графитовых тепловыделяющих призматических блоков. Выполнение активной зоны целиком из графита (включая органы управления цепной реакцией деления), исключает возможность ее расплавления в любых авариях. По периферии и в центральной области активной зоны находится графитовый отражатель, незаполненный топливом. Активная зона размещается в графитовой кладке, окруженной металлической обечайкой активной зоны.
Технические трудности создания ВТГР для производства водорода связаны, прежде всего, с очень высоким уровнем рабочих температур всех компонентов и узлов реакторной установки. Это усложняет обоснование выбора и разработку конструкционных материалов, особенно для конструкций, работающих под давлением гелиевого теплоносителя. Новой и сложной научно-технической задачей в рамках данного проекта является создание высокотемпературного теплообменника, который должен надежно работать в условиях сверхвысоких температур в течение длительного времени. Это требует решения ряда проблемных вопросов, основными из которых являются: выбор конструкционных материалов, отработка технологии изготовления теплообменной поверхности из керамики, в том числе технологий прочного герметичного соединения керамических элементов между собой и с элементами, выполненными из металлических материалов.