Второй контур. 
Расчёт скорости изменения температуры натрия в активной зоне реактора БН-600 в режиме остаточных тепловыделений

Наличие второго контура обусловлено повышенной активностью теплоносителя в реакторе. Второй контур исключает контакт натрия первого контура с паром, находящимся в парогенераторах, а также обеспечивает нормальную эксплуатацию и ремонт третьего контура.

Тепло первого контура отводится тремя автономными петлями второго контура. Каждая петля состоит из теплообменника «натрий-натрий», парогенератора типа ПГН-200М, буферной ёмкости, главного циркуляционного насоса второго контура, холодных ловушек и трубопровода.

Из теплообменника, расположенного в корпусе реактора, натрий второго контура, нагретый до температуры 520 0С по трубопроводам, поступает в горизонтальный коллектор, из которого раздаётся на пароперегревательные и промпароперегревательные модули ПГ. Из пароперегревательного и промпароперегревательного модулей натрий сливается в испаритель. Из испарителей натрий с температурой 328 0С поступает в «холодный» коллектор и далее по трубопроводу в буферную ёмкость. Из буферной ёмкости натрий самотёком поступает во всасывающий коллектор ГЦН-2 и далее в теплообменник «натрий-натрий». Компоновка оборудования второго контура выполнена таким образом, что при отключении ГЦН-2 в петле обеспечивается естественная циркуляция.

Главный циркуляционный насос второго контура предназначен для создания циркуляции жидкого натрия по второму контуру. ГЦН-2 — центробежный, вертикальный, погружной, малозаглублённый, одноступенчатый, с колесом одностороннего всасывания, с нижним гидростатическим подшипником, со свободным уровнем натрия в баке и с линией слива протечек натрия.

Парогенератор ПГН-200М энергоблока с реактором БН-600 состоит из восьми параллельно включенных по всем рабочим средам секций. Каждая секция выполнена из трех функциональных агрегатов-модулей: испарителя (ИМ), пароперегревателя (ОП) и промпароперегревателя (ПП).

Секция имеет трубопроводы обвязки по натрию, воде-пару высокого давления, пару промежуточного перегрева, вспомогательных систем заполнения, дренажа натрия, сдувки газа с установленной на них на входе и выходе каждой секции отсечной (запорной) арматурой, вынесенным баком буферным натриевым (ББН). Секции ПГ оснащены также отдельными технологическими системами электрообогрева, сброса продуктов взаимодействия, контроля чистоты рабочих сред, быстрого обезвоживания, снижения давления в режиме полного обесточивания и др., обеспечивающих эксплуатацию ПГ во всех режимах работы установки.

Бак буферный натриевый, входящий в состав ПГ, является элементом натриевого контура. ББН имеет свободный уровень натрия. Для предотвращения контакта натрия с воздухом газовая полость ББН заполнена инертным защитным газом (аргоном). В нормальных эксплуатационных режимах ББН предназначен для: компенсации термического расширения натрия при его разогреве в режиме пуска петли, приема протечек из уплотнений насоса, а также для приема и первичной сепарации продуктов взаимодействия воды-пара с натрием при разуплотнении теплообменной поверхности в ПГ и последующего сброса этих продуктов в баки аварийного сброса при разрыве мембран от повышения давления аргона.

В ББН установлены датчики уровня натрия и давления в газовом объеме. ББН представляет собой цилиндрический горизонтальный сосуд с эллиптическими днищами, имеющий патрубки подвода натрия от ПГ, отвода натрия к ГЦН-2, подвода протечек от ГЦН-2, сброса продуктов взаимодействия, подвода газа при сдувке его из секции ПГ в режиме заполнения петли натрием, подвода-отвода инертного газа в ББН при заполнении контура и отбора газа для контроля содержания водорода, уровнемера со встроенным сухим каналом, импульсной линии контроля давления.

Внутрикорпусные устройства ББН состоят из коллектора и расположенного над ним перфорированного листа, обеспечивающих равномерный отвод натрия из ББН и предотвращающих образование воронок и захват газа в контур, и отбойных листов, предохраняющих патрубки сброса от прямого действия струи натрия из входного патрубка. С внутренней стороны поверхность цилиндрической части корпуса, днищ и патрубков защищена тепловым экраном, предохраняющим эти элементы от тепловых ударов при резком изменении температур натрия.

При эксплуатации натриевых контуров не исключено загрязнение теплоносителя различными примесями из-за коррозии конструкционных материалов, контакт с воздухом при проведении ремонтных работ и т. д. Особый случай представляет аварийное загрязнение натрия продуктами реакции натрия с водой в случае разуплотнения теплоотдающей поверхности в парогенераторах. В этом случае в натрий может попасть от нескольких десятков грамм до сотен килограммов воды. Очистка теплоносителя второго контура от примесей осуществляется с помощью холодных ловушек примесей. В этих ловушках используется принцип зависимости растворимости примесей в теплоносителе от температуры: чем ниже температура щелочного металла, тем меньшее количество данной примеси может в нём находиться в растворённом виде. Отличительной особенностью конструкции холодных ловушек является наличие трёх последовательно расположенных зон: охлаждаемого отстойника, зоны окончательного охлаждения и изотермического фильтра.

В состав оборудования второго контура также входят 4 бака (ЗБН-2 А, Б, В, Г) запаса натрия. Баки выполнены однотипными (Vгеом = 161,35 м³, Vрабоч = 130 м3) и предназначены для аварийного слива натрия одной из петель в количестве 300?330 м3. В связи с этим баки запаса натрия второго контура заполнены натрием таким образом, что свободный объём в них составляет не менее 330 м³. Для обеспечения расхолаживания отключенной петли по второму контуру в режиме подключения неработающей петли на работающем энергоблоке в одном из баков ЗБН-2 поддерживается температура натрия в пределах 180?200 0С с объёмом натрия не менее 60 м³. На остальных баках ЗБН-2 включён электрообогрев с уставкой 250?290 0С.