168221. lajstromszámú szabadalom • Atomhajtómű
5 168221 6 Az 1 gyorsreaktor önálló hűtőfolyadékáramában hűtőközeg céljára nátriumot keringtetünk. A termikus 2 reaktor önálló 5 hűtőáramkörében gáz vagy vízgőz hűtőközeget keringtetünk. A 2 reaktor mind nátrium, mind gázhűtésű gyorsreaktor lehet. Gáz-hűtőközegként széndioxid és hélium gázok csoportjából választott gázt alkalmazhatunk. Abban az esetben, ha mindkét reaktor gyorsreaktor, úgy az 1 reaktort fém tüzelőanyaggal, azaz urán-plutónium tartalmú ötvözettel, a 2 reaktort pedig kerámiai tüzelőanyaggal látjuk el. A 3. ábrán vázlatosan ábrázolt atomhajtómű a 2. ábrán bemutatott kiviteltől abban különbözik, hogy az 1 gyorsreaktor alacsony hőmérsékletű kilépő hűtőközeggel üzemelő 9 zónát és egy magas hőmérsékletű kilépő hűtőközegű 10 zónát tartalmaz, és e zónák egymástól független 11 és 12 hűtőköráramai 13 és 14 hőcserélőkkel vannak összekötve, a 9 zóna fémes, a 10 zóna kerámiai tüzelőanyaggal van töltve. Hűtőközegként nátriumot használunk. A hűtőközeg hőmérsékletének növelésére a 2 reaktor termikus grafitreaktor, amely lehetővé teszi, hogy a hűtőközeg a reaktorból való kilépéskor 1000 C° hőfokú legyen. A legnagyobb tenyésztési tényező és legjobb paraméterek akkor érhetők el, ha a 2 reaktor termikus gáz-grafitreaktor, ugyanakkor az 1 reaktor gyorsreaktor. Az urán és tórium természeti értékeinek komplex kihasználásához az szükséges, hogy az 1 gyorsreaktor hasadási zónáját plutónium-urán keverékkel, a tenyésztési zónát pedig urán és tóriumtartalmú tüzelőanyaggal lássuk el. Az 1 gyorsreaktor hasadási zónájában hasítható izotópként 235-os rendszámú uránt alkalmazunk. Ebben a zónában ennek 233-os rendszámú urán izotópját is alkalmazzuk. A termikus 2 gázgrafitreaktort urán-tórium keverékből alkotott tüzelőanyaggal töltjük meg. Az 1 gyorsreaktor tüzelőanyagául előnyösen fém plutóniumot, míg a 2 gáz-grafitreaktor tüzelőanyagaként urán és tórium alapú nagyhőfokú tüzelőanyagot alkalmazunk, amelyet grafitmatricában helyezünk el. Hűtőgáz közegként héliumot használunk, amelynek kilépési hőmérséklete 1000C°-nál magasabb is lehet, de széndioxidot is alkalmazhatunk, amely a berendezés hatásfokát a leghatásosabban növeli. A közös munkaközeg — a vízgőz — részére való hőleadás legkedvezőbb feltételének biztosítására az egyes reaktorokban különböző hűtőközeget alkalmazunk. A termikus 2 gáz-grafitreaktorban héliumnak hűtőközegként való alkalmazása, valamint a gázhűtésű 1 gyorsreaktorban széndioxid hűtőközeg alkalmazása együttesen nagy kilépőhőmérsékletet, a legelőnyösebb tenyésztési jellemzőket és az 1 gyorsreaktor biztonságos üzemét biztosítja. A termikus 2 gáz-grafitreaktorban a hűtőközeg nyomása max. hússzor kisebb, mint a gázhűtésű 1 gyorsreaktor hűtőközegének nyomása, mert az utóbbinak teljesítményhatásfoka két nagyságrenddel nagyobb. A 4. ábrán vázlatosan szemléltetett atomhajtómű a 2. ábra szerinti berendezéstől abban különbözik, hogy az 1 és 2 reaktorok közös 15 köráramban vannak egy közös 16 hőcserélővel a hűtőközeg 5 folyás irányában sorba kötve. Az 5. ábrán vázlatosan ábrázolt atomhajtómű a 4. ábra szerinti berendezéstől abban különbözik, hogy 17 csővezetéke az 1 reaktor (gyorsreaktor) kimenetét a 14 hőcserélővel párhuzamosan kapcsolt 10 megfelelő 13 hőcserélővel köti össze. Ily módon az 1 és 2 reaktorok teljesítményeit egymáshoz jobban illeszthetjük. A 7, 13 és 14 hőcserélőket az ábrán nem ábrázolt közös hőcserélővel helyettesíthetjük. Ez esetben a 17 csővezetéket a hőcserélő kis 15 hőmérsékletű részéhez kell csatolni. A 6. ábrán vázlatosan szemléltetett atomhajtómű a 4. ábra szerinti berendezéstől abban különbözik, hogy az 1 és 2 reaktorokkal sorba kapcsolt 15 2o köráramba 18 gázturbina és 19 regenerátor van beiktatva, és a 19 regenerátorhoz 20 hűtő, 21 és 22 kompresszor, és egy közbenső hűtő van csatlakoztatva. A 7. ábrán vázlatosan ábrázolt atomhajtómű a 25 4. ábra szerinti berendezéshez képest 18 gázturbinát és 19 regenerátort tartalmaz, amely az 1 és 2 reaktorokkal sorbakötött 15 köráramba van beiktatva, és a 19 regenerátorhoz 24 kondenzátor, 25 szivattyú van csatlakoztatva. 30 A 8. ábrán vázlatosan szemléltetett atomhajtómű a 7. ábra szerinti berendezéshez viszonyítva, az 1 és 2 reaktorok között elrendezett pótlólagos 26 turbinával tér el. A 9. ábrán vázlatosan szemléltetett atomhajtómű 35 a termikus 2 reaktor 27 üregében gázhűtésű 1 gyorsreaktort, alacsony hőmérsékletű 3 hőcserélőt, magas hőmérsékletű 7 hőcserélőt, 28 gázkompresszort, az 1 reaktorból kiáramló hűtőközeg gyűjtőszervét és a 2 reaktor gyűjtőelosztóját ké-40 pező 29 szekrényt tartalmaz. A felsorolt szerelvények közös 30 házban vannak elhelyezve. Ha az 1 reaktor (gyorsreaktor) hűtőközegének nyomása nagyobb, mint a termikus 2 reaktor hűtőközegének nyomása, akkor az 1 reaktornak 45 külön nagy nyomásálló háza van (ezt az ábrán nem ábrázoltuk). Ezt a 2 reaktor 30 házában helyezzük el, mimellett a 30 ház egyben az 1 reaktor balesetvédelmi védőborítását is képezi. Az 1. ábrán látható atomhajtómű működésének 50 módja a következő: Az 1 reaktor (gyorsreaktor) 4 hütőáramrendszerében keringő hűtőközeg — amely folyékony nátrium— belépő hőmérséklete 250-300C°, kilépő 55 hőmérséklete 350-500 C°. E hűtőközeg vezeti át az 1 reaktor hőjét a 3 hőcserélőn át a 2 reaktor 5 hűtőáramrendszerébe, amelynek hűtőközege egyben a magenergiaberendezés 6 gőzgépegységének munkaközegét is képezi. 60 A 2. ábrán látható atomhajtómű működésének módja a következő: Az 1 reaktort (gyorsreaktor) a 4 hűtőáram rendszerben keringő, az 1 reaktor hőjét a 3 65 hőcserélőhöz továbbító hűtőközeg hűti, mimellett a
