Przedmiotem wynalazku jest silownia jadrowa, stosowana w elektrowniach atomowych.Znane sa silownie jadrowe, zawierajace blok pa¬ rowy i co najmniej dwa reaktory jadrowe, z któ¬ rych jeden jest chlodzony woda pod cisnieniem i ma niska temperature wyjsciowa nosnika ciepla, a dru¬ gi chlodzony jest para wodna, majaca wysoka tem¬ perature wyjsciowa, przy czym reaktory maja obwody chlodzenia polaczone ze soba poprzez wy¬ mienniki ciepla w celu kolejnego przekazywania ciepla z reaktorów do czynnika roboczego bloku parowego — pary wodnej (co opisano na przyklad w czasopismie „Termoenergetyka", Moskwa, 1963 r.Nr 5, str. 35).W znanych silowniach jadrowych stosuje sie re¬ aktory o neutronach termicznych, w których jako nosnik ciepla stosuje sie wode i pare wodna, co wyklucza mozliwosc zwiekszenia powielania paliwa i ogranicza parametry czynnika roboczego turbiny.Celem wynalazku jest dostarczenie silowni jadro¬ wej, która nie ma wyzej wymienionych wad.Zadaniem wynalazku jest dostarczenie silowni ja¬ drowej, w której stosowano by takie reaktory, które zabezpieczalyby zarówno duza predkosc powielania paliwa jadrowego, jak i wysokie parametry czyn¬ nika roboczego.Wedlug wynalazku zadanie to osiaga sie w ten sposób, ze w silowni jadrowej, zawierajacej blok parowy i co najmniej dwa reaktory z których jeden ma niska temperature wyjsciowa nosnika ciepla, a drugi ma wysoka temperature wyjsciowa nosnika ciepla i których obwody chlodzenia polaczone sa ze soba poprzez wymiennik ciepla w celu kolejnego przekazywania ciepla z reaktorów do czynnika ro¬ boczego bloku parowego, przy czym wedlug wyna¬ lazku jako reaktor majacy niska temperature wyjs¬ ciowa nosnika ciepla jest zastosowany reaktor pred¬ ki, zawierajacy strefe aktywna i strefe powielania, a jako reaktor majacy wysoka temperature wyjscio¬ wa nosnika ciepla jest zastosowany reaktor cieplny.W celu zabezpieczenia mozliwosci duzych zmian parametrów kazdego reaktora, a takze w celu moz¬ liwosci zastosowania róznych nosników ciepla slu¬ zacych do chlodzenia reaktorów pozadane jest, zeby obwód chlodzenia kazdego reaktora byl zaopatrzony w wymiennik ciepla, z których kazdy jest wlaczony szeregowo w obwód obiegu czynnika roboczego bloku parowego.Korzystnie jest jako nosnik ciepla reaktorów predkich stosowac ciekly metal, wybrany z I-ej grupy ukladu okresowego, jak na przyklad sód i lit.W celu zwiekszenia predkosci powielania paliwa jadrowego w reaktorze o niskiej temperaturze wyjs¬ ciowej nosnika ciepla, mozna stosowac paliwo me¬ taliczne, a w reaktorze o wysokiej temperaturze wejsciowej —paliwo ceramiczne.W celu obnizenia sredniej temperatury nosnika ciepla pozadane jest takze, zeby co najmniej jeden z reaktorów podzielic na minimum dwa obszary, 87 42987 429 3 majace rózna temperature wyjsciowa nosnika ciepla, z których kazdy jest wlaczony w niezalezny obwód chlodzenia i zaopatrzony w wymiennik ciepla wla¬ czony szeregowo w obwód obiegu czynnika robo¬ czego bloku parowego. Oprócz tego, w reaktorze z kilkoma obszarami, majacym niezalezne obwody nosnika ciepla, najkorzystniej jest w obszarach o niskiej temperaturze wyjsciowej nosnika ciepla stosowac paliwo metaliczne, a w pozostalych obsza¬ rach — stosowac paliwo ceramiczne. Jezeli jako reaktor o niskiej temperaturze wyjsciowej nosnika ciepla zastosowany jest reaktor predki, w celu zwiekszenia efektywnosci wykorzystania paliwa ja¬ drowego i w celu podwyzszenia temperatury czyn¬ nika roboczego pozadane jest, zeby reaktor o wyso¬ kiej temperaturze wejsciowej nosnika ciepla wy¬ konac w postaci chlodzonego gazem reaktora o neu¬ tronach termicznych, s W *o$k^ . polepszenia techniczno-ekonomicznych wlasnosci silowni jadrowej pozadane jest, zeby re¬ aktor predki byl chlodzony gazem, a jako chlodzony gazem reaktor o neutronach termicznych zastosowa¬ ny byl reaktor grafitowy.W celu zabezpieczenia mozliwosci kompleksowego wykorzystania zasobów naturalnych uranu i toru w mieszanym cyklu uranowo-plutonowym najko¬ rzystniejsze jest, aby w strefie aktywnej reaktora predkiego wykorzystywac paliwo, zawierajace plu¬ ton i uran, a jako material strefy powielania — material wybrany z grupy zawierajacej uran i tor a w strefie aktywnej reaktora chlodzonego gazem — paliwo zawierajace uran i tor.W celu dalszego zwiekszenia predkosci powiela¬ nia paliwa pozadane jest stosowanie plutonu i ura¬ nu w postaci stopu metali.Pozadane jest, zeby jako nosnik ciepla w reakto¬ rach stosowac gaz wybrany z grupy zawierajacej hel i dwutlenek wegla.W celu zwiekszenia bezpieczenstwa pracy urza¬ dzenia i równoczesnie w celu zwiekszenia tempe¬ ratury czynnika roboczego korzystnie jest, aby w chlodzonym gazem reaktorze predkim jako nosnik ciepla stosowac dwutlenek wegla, a w chlodzonym gazem reaktorze o neutronach termicznych jako nosnik ciepla stosowac hel.Ze wzgledu na duza zmiennosc gestosci wydziela¬ nia energii w chlodzonym gazem reaktorze grafi¬ towym o neutronach termicznych i chlodzonym gazem reaktorze o neutronach predkich wskazane jest, zeby nosnik ciepla w reaktorze grafitowym znajdowal sie pod cisnieniem nie wiekszym niz razy mniejsze od cisnienia, pod którym znajduje sie nosnik ciepla w chlodzonym gazem reaktorze predkim.W celu uproszczenia konstrukcji silowni jadrowej obwody chlodzenia wszystkich reaktorów mozna polaczyc w jeden wspólny obwód.W celu zabezpieczenia mozliwosci zmiany wza¬ jemnych stosunków mocy reaktorów w silowni ja¬ drowej wskazane jest, zeby wyjscie co najmniej jednego reaktora o niskiej temperaturze wyjscio¬ wej nosnika ciepla polaczyc z odpowiadajacym mu wymiennikiem ciepla.W silowni jadrowej, w której nosnik ciepla sto¬ sowany jest równoczesnie jako czynnik roboczy 4 wskazane jest, zeby wszystkie reaktory wlaczyc? szeregowo w obwód obiegu czynnika roboczego.W celu zwiekszenia sprawnosci i bezpieczenstwa. dzialania urzadzenia pozadane jest takze stosowanie 6 dwutlenku wegla jako czynnika roboczego.Wskazane jest, zeby w silowni jadrowej w obwody pomiedzy co najmniej dwoma reaktorami, wlaczyc^ jedna gazowa turbine w celu utrzymania zadanego* wzajemnego stosunku cisnien nosnika ciepla w re¬ aktorach.W celu zwiekszenia bezpieczenstwa dzialania si¬ lowni jadrowej wszystkie reaktory nalezy umiescic* w wspólnym korpusie.Silownia jadrowa wedlug wynalazku pozwala równoczesnie uzyskac duze powielanie paliwa ja¬ drowego, wlasciwe dla najlepszych reaktorów pred¬ kich, i wysokie parametry czynnika roboczego, wlas¬ ciwe dla chlodzonych gazem reaktorów grafitowych o neutronach termicznych.W rezultacie silownia jadrowa z kilkoma reakto¬ rami charakteryzuje sie zarówno duza predkoscia powielania paliwa jadrowego, jak i niskimi nakla¬ dami inwestycyjnymi.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat silowni jadrowej wedlug wy¬ nalazku z dwoma reaktorami, w której jako reaktor o niskiej temperaturze nosnika ciepla zastosowano^ reaktor predki; fig. 2 — schemat silowni jadrowej wedlug wynalazku z niezaleznymi obwodami chlo¬ dzenia dla kazdego reaktora; fig. 3 — schemat si¬ lowni jadrowej wedlug wynalazku z dwoma reakto¬ rami, z których jeden ma poszczególne obszary wla¬ czone w niezalezne obwody chlodzenia nosnika cie¬ pla; fig. 4 — schemat silowni jadrowej wedlug wynalazku z reaktorami i wymiennikami ciepla,, wlaczonymi we wspólny obwód; fig. 5 — schemat silowni jadrowej wedlug wynalazku, w której wejs¬ cie reaktora o niskiej temperaturze wyjsciowej nos¬ nika ciepla jest polaczone bezposrednio z odpowia¬ dajacym mu wymiennikiem ciepla; fig. 6 — schemat silowni jadrowej wedlug wynalazku, w której nos¬ nik ciepla wykorzystano jako czynnik roboczy; fig. 7 — schemat silowni jadrowej z dwutlenkiem wegla zastosowanym jako czynnik roboczy; fig. 8 — sche¬ mat silowni jadrowej wedlug wynalazku z turbina gazowa wlaczona pomiedzy reaktorami; fig. 9 — schemat konstrukcji silowni jadrowej wedlug wy¬ nalazku, w której reaktory sa umieszczone we wspólnym korpusie.Silownia jadrowa wdlug wynalazku, przedstawio¬ na fig. 1, zawiera reaktor predki 1 o niskiej tem¬ peraturze wyjsciowej nosnika ciepla, który przeka¬ zuje swoja moc reaktorowi 2 o neutronach ter¬ micznych i o wysokiej temperaturze wyjsciowej nosnika ciepla poprzez wymiennik ciepla 3 za po¬ moca obwodu chlodzenia 4 i obwodu chlodzenia 5.Wymiennik ciepla 3 polaczony jest dla zamkniecia obwodu z blokiem parowym 6 silowni jadrowej.Jako reaktor 1 o niskiej temperaturze wyjsciowej nosnika ciepla stosuje sie reaktor predki, chlodzony plynnym metalem — sodem. Jako cieply metaliczny nosnik ciepla moze byc takze stosowany lit. Pali¬ wem dla reaktora predkiego moze byc metaliczne paliwo.M 38 40 45 50 55 005 Jako reaktor 2 o wysokiej temperaturze wyjscio¬ wej nosnika ciepla mozna stosowac reaktor predki, jak tez chlodzony para reaktor o neutronach ter¬ micznych, w którym uzywa sie paliwa ceramicz¬ nego.Silownia jadrowa/ przedstawiona schematycznie na fig. 2 zawiera reaktor predki 1 i reaktor 2 0 neutronach termicznych, polaczone niezaleznymi obwodami chlodzenia 4 i 5 z wymiennikami ciepla 3 i 7, polaczonymi dla zamkniecia obwodu 8 obiegu czynnika roboczego.Jako reaktor predki 1 stosuje sie reaktor chlo¬ dzony w niezaleznym obwodzie 4 chlodzenia sodo¬ wym nosnikiem ciepla, a jako reaktor 2 o neutro¬ nach termicznych stosuje sie reaktor chlodzony w niezaleznym obwodzie 5 chlodzenia gazem lub para wodna. Jest takze mozliwe stosowanie jako reaktor 2 — predkiego reaktora chlodzonego sodem, jak tez gazem. Jako gazowy nosnik ciepla mozna stosowac gaz wybrany z grupy zawierajacej dwutlenek wegla i hel.W przypadku, gdy oba reaktory 1 i 2 sa reakto¬ rami predkimi, reaktor 1 jest napelniony paliwem metalicznym, to znaczy stopem zawierajacym uran i pluton, a reaktor 2 jest napelniony paliwem ce¬ ramicznym.Silownia jadrowa, przedstawiona schematycznie na fig. 3, rózni sie od schematu na fig. 2 tym, ze reaktor predki 1 jest podzielony na obszar 9 o niz¬ szej temperaturze wyjsciowej nosnika ciepla i ob¬ szar 10 o wyzszej temperaturze wyjsciowej nosnika ciepla, polaczone odpowiednio niezaleznymi obwo¬ dami 11 i 12 z wymiennikami ciepla 13 i 14. Obszar 9 jest napelniony paliwem metalicznym, a obszar — ceramicznym. Jako nosnik ciepla stosuje sie plynny sód.W celu zwiekszenia maksymalnej temperatury nosnika ciepla jako reaktor 2 stosuje sie chlodzony gazem reaktor grafitowy o neutronach termicznych, pozwalajacy zwiekszyc temperature nosnika ciepla na wyjsciu z reaktora do 1000°C.Najwieksze powielanie paliwa jadrowego i naj¬ wyzsze parametry na wyjsciu reaktora mozna otrzy¬ mac, jezeli jako reaktor 2 zastosuje sie chlodzony gazem reaktor grafitowy o neutronach termicznych, a jako reaktor 1 — chlodzony gazem reaktor predki.W celu umozliwienia kompleksowego wykorzysta¬ nia zasobów naturalnych uranu i toru, konieczne jest napelnienie strefy aktywnej reaktora predkiego 1 — paliwem w postaci mieszaniny plutonu z ura¬ nem, a strefy powielania paliwem, wybranym z gru¬ py, zawierajacej uran i tor. Jako rozpadajacy sie izotop w strefie aktywnej reaktora predkiego 1 zastosowano uran 235. W tej strefie stosuje sie takze uran — 233. Wskazane jest, zeby chlodzony gazem reaktor grafitowy 2 o neutronach termicz¬ nych napelnic paliwem w postaci mieszaniny uranu i toru.Wskazane jest, zeby jako paliwo reaktora pred¬ kiego 1 zastosowac metaliczne paliwo plutonowe, a jako paliwo chlodzonego gazem reaktora grafi¬ towego 2 zastosowac wysokotemperaturowe paliwo oparte o mieszanine uranu i toru z wypelnieniem grafitowym. 7429 6 Jako gazowe nosniki ciepla najbardziej efektywne sa hel* pozwalajacy uzyskac na wyjsciu tempera¬ ture ponizej 1000CC i dwutlenek wegla, którego zastosowanie zwieksza bezpieczenstwo dzialania urzadzenia.W celu zebezpieczenia optymalnych warunków odprowadzania ciepla z kazdego reaktora do czyn¬ nika roboczego — pary wodnej, stosuje sie w re¬ aktorach rózne nosniki ciepla.Zastosowanie helu jako nosnika ciepla w chlo¬ dzonym gazem reaktorze grafitowym 2 o neutronach termicznych i dwutlenku wegla — w reaktorze predkim 1 zabezpiecza równoczesne osiagniecie wy¬ sokiej temperatury przez calosc nosnika ciepla na wyjsciu i najlepszych wskazników powielania pa¬ liwa i bezpieczenstwa dzialania reaktora predkiego 1. Poza tym cisnienie nosnika ciepla w chlodzonym gazem reaktorze grafitowym 2 o neutronach ter¬ micznych przyjmuje sie nie wieksze, niz 20 razy mniejsze od cisnienia w chlodzonym gazem reak¬ torze predkim 1 tak, ze moc jednostkowa tego ostatniego jest wieksza o dwa rzedy wielkosci.Silownia jadrowa przedstawiona schematycznie na fig. 4, rózni sie od schematu na fig. 2 tym, ze reaktory 1 i 2 sa wlaczone we wspólny obwód 15 razem ze wspólnym wymiennikiem ciepla 10.Silownia jadrowa przedstawiona schematycznie na fig. 5 rózni sie od przedstawionej na fig. 4 tym, ze zawiera przewód rurowy 17, laczacy wyjscie reaktora predkiego 1 z odpowiadajacym mu wy¬ miennikiem ciepla 13, wlaczonym równolegle do wymiennika ciepla 14. W celu lepszego dopasowania mocy reaktorów 1 i 2 wymienniki ciepla 7, 13 i 14 moga byc wykonane w postaci jednego wspólnego wymiennika ciepla (nie pokazanego na rysunku) w tym przypadku przewód rurowy 17 powinien byc polaczony z niskotemperaturowa czescia tego wy¬ miennika ciepla.Silownia jadrowa przedstawiona schematycznie 40 na fig. 6, w odróznieniu od schematu na fig. 4, zawiera turbine gazowa 18 i regenerator 19 wla¬ czone szeregowo z reaktorami 1 i 2 w obwód 15, a takze chlodnice 20, kompresory 21 i 22 i chlod¬ nice posrednia 23, przylaczone do regeneratora 19. 45 Silownia jadrowa przedstawiona schematycznie na fig. 7, w odróznieniu od schematu z fig. 4, zawiera turbine gazowa 18 i regenerator. 19 wla¬ czony szeregowo z reaktorami liz, a takze skraplacz 24 i pompe 25, wlaczone do regenera- 50 tora 19.Silownia jadrowa przedstawiona schematycznie na fig. 8, w odróznieniu od schematu na fig. 7, zawiera dodatkowa turbine 26 wlaczona pomiedzy reaktory 1 i 2. 55 Silownia jadrowa, której schemat konstrukcji jest przedstawiony na fig. 9, zawiera chlodzony gazem reaktor predki 1, umieszczony wewnatrz komory 27 reaktora 2 o neutronach termicznych, nisko¬ temperaturowy wymiennik ciepla 7, dmuchawy ga- 60 zu 28, komore 29 sluzaca jako zbiornik nosnika ciepla, wychodzacego z reaktora 1 kolektorem roz¬ dzielczym raktora 2* Wszystkie wymienione ele¬ menty urzadzenia umieszczone sa we wspólnym korpusie 30. Jesli w reaktorze predkim 1 nosnik 65 ciepla ma cisnienie wieksze niz cisnienie nosnika7 ciepla w reaktorze 2 o nutronach termicznych, to reaktor predki 1 ma korpus odporny na cisnienie wysokie (nie pokazany na rysunku) i umieszcza sie go wewnatrz korpusu 30 reaktora 2, przy czym korpus 30 jest oslona ochronna (przeciwawaryjha) dla reaktora predkiego 1.Silownia jadrowa przedstawiona na fig. 1 pra¬ cuje w ponizej opisany sposób. Nosnik ciepla re¬ aktora 1 — ciekly sód o temperaturze na wejsciu 250—300CC i na wyjsciu 350—500°C obiegajac obwód chlodzenia 4 przekazuje cieplo z reaktora 1 poprzez wymiennik ciepla 3 do obwodu chlodzenia 5 reak¬ tora 2, którego nosnik ciepla jest takze czynnikiem roboczym bloku parowego 6 silowni jadrowej.Silownia jadrowa przedstawiona na fig. 2, pra¬ cuje w opisany ponizej sposób. Reaktor predki 1 chlodzony jest nosnikiem ciepla obiegajacym obwód chlodzenia 4 i przekazujacym cieplo z reaktora 1 do wymiennika 3, w którym realizowane jest prze¬ grzanie i paroWatiie czynnika roboczego bloku pa¬ rowego 6. Reaktor 2 chlodzony jest nosnikiem cie¬ pla obiegajacym obwód chlodzenia 5 i przekazuja¬ cym cieplo z reaktora 2 do wymiennika ciepla 7, w którym jest ono wykorzystywane dla przegrzania i posredniego przegrzania czynnika roboczego bloku parowego 6.Silownia jadrowa przedstawiona na fig. 3 pracuje w opisany ponizej sposób. Obszar 9 reaktora pred¬ kiego 1 chlodzony jest nosnikim ciepla, obiegajacym obwód chlodzenia 11 i przekazujacym cieplo z ob¬ szaru 9 do wymiennika ciepla 13, w którym jest ono wykorzystywane do ekonomicznego przegrzania czynnika roboczego, obiegajacego obwód chlodzenia 8. Obszar 10 chlodzony jest nosnikiem ciepla obie¬ gajacym obwód chlodzenia 12 i przekazujacym cieplo z obszaru 10 do wymiennika ciepla 14, w którym jest ono wykorzystywane zarówno do czes¬ ciowego jak i calkowitego wyparowania czynnika roboczego obiegajacego obwód chlodzenia 8. Reaktor 2 chlodzony jest nosnikiem ciepla, obiegajacym obwód chlodzenia Jr i przekazujacym cieplo z reak¬ tora 2 do wymiennika ciepla 7, w którym jest ono wykorzystywane do przegrzania czynnika roboczego, obiegajacego obwód chlodzenia 8.Silownia jadrowa przedstawiona na fig. 4 pracuje w opisany ponizej sposób. Ogrzewany nosnik ciepla o temperaturze 250—300°C pod cisnieniem 100—300 atmosfer wchodzi do reaktora predkiego, nagrzewa sie w nim do temperatury 400—500°C i wchodzi do reaktora 2, z którego ogrzany do 600—800°C wchodzi do wymiennika ciepla 16, w którym cieplo z obu reaktorów 1 i 2 przekazywane jest czynnikowi ro- bocznemu obiegajacemu obwód chlodzenia 8. Ten schemat jest najprostszy konstrukcyjnie, lecz trudno jest w nim zabezpieczyc konieczny wzajemny sto¬ sunek mocy i zuzycia nosnika ciepla w reakto¬ rach 1 i 2.Silownia jadrowa, przedstawiona na fig. 5, pracuje w opisany ponizej sposób. Wspólny dla reaktorów 112 gazowy nosnik ciepla pod cisnieniem 70—150 atmosfer wchodzi do reaktora predkiego 1, majac temperature 250—300°C i nagrzewa sie w nim do temperatury 400—500°C. Nastepnie czesc nosnika ciepla wchodzi do reaktora 2, gdzie nagrzewa sie do temperatury 700—1000°C i potem wchodzi do tizi 8 wymiennika ciepla 7, w którym nosnik ciepla ochladza sie do temperatury 400^-600°C oddajac cieplo na przegrzanie i posrednie przegrzanie czyn¬ nika roboczego obiegajacego obwód chlodzenia 8.Dalej ta czesc nosnika ciepla wchodzi do wymien¬ nika ciepla 14. W tym czasie nosnik ciepla ochladza sie do temperatury 250—3*00°C i wchodzi do reak¬ tora 1. Druga czesc nosnika ciepla, wychodzacego z reaktora 1 przeplywa przez przewód rurowy bez- io posrednio do wymiennika ciepla 13 i ochladza sie w nim do temperatury 250—300°C i znowu wchodzi do reaktora 1. W wymienniku ciepla 13 zachodzi takze parowanie i ekonomiczne podgrzewanie dru¬ giej czesci czynnika roboczego obiegajacego przez wymiennik ciepla 13. Dobór wlasnosci hydraulicz¬ nych reaktorów 1 i 2, obwodu chlodzenia 4 i wy¬ mienników ciepla 7, 13 i 14 pozwala na osiagniecie praktycznie kazdego wymaganego wzajemnego sto¬ sunku zuzycia nosnika ciepla w reaktorach 1 i 2 i tym samym pozwala osiagnac najdogodniejszy wzajemny stosunek mocy i parametrów nosnika ciepla w reaktorach 1 i 2.Silownia jadrowa przedstawiona na fig. 6 pracuje w opisany ponizej sposób. Gazowy nosnik ciepla o temperaturze 200—300°C wchodzi do reaktora 1, a nastepnie ogrzany do temperatury 350—450°C do reaktora 2 o neutronach termicznych, w którym na¬ grzewa sie on do temperatury 600—800°C. Gaz na¬ pedowy wchodzi do turbiny gazowej 18, gdzie roz- 80 preza sie on az do uzyskania zadanego cisnienia.Z turbiny 18 gaz kieruje sie do regeneratora 19, gdzie ochladza sie do temperatury rzedu 50—100°C i nastepnie kieruje sie do chlodnicy 20, gdzie gaz znowu ochladza sie dalej do temperatury 30°C.Ochlodzony gaz kieruje sie do kompresorów 21 i 22 z chlodzeniem posrednim w chlodnicy 23. Liczba stopni chlodzenia moze byc takze wieksza od dwóch.Gaz znajdujacy sie pod wysokim cisnieniem, z kom¬ presora 22 wchodzi do regeneratora 19, w którym 40 nagrzewa sie do temperatury 200—300°C i kieruje sie do reaktora predkiego 1. Jednakze na skutek ograniczonej wielkosci podgrzewania nie udaje sie/ wykorzystac pelnych mozliwosci reaktora 2 w przy¬ padku stosowania helu jako czynnika roboczego. 45 Równiez, gdy temperatura na wyjsciu jest wyzsza od 1000°C sprawnosc netto cyklu wynosi jedynie % przy temperaturze na wyjsciu reaktora 1 rów¬ nej 560°C i wzajemnym stosunku mocy reaktorów 1 i 2 50%/50%. 50 W celu zwiekszenia sumarycznego podgrzania w w obu reaktorach 1 i 2 nalezy zwiekszyc stopien rozprezania helu w turbinie 18 i zastosowac wie¬ lostopniowe sprezanie z posrednim chlodzeniem. 55 Bardziej efektywne jest wykorzystanie gazowych nosników ciepla, pozwalajacych zrealizowac cykl kondensacyjny. Jako taki nosnik ciepla zastosowany jest dwutlenek wegla. W takich cyklach korzystne sa: duzy stopien rozprezania w turbinie 18 i duza 60 wielkosc podgrzania nosnika ciepla, uwarunkowana (pomimo duzego stopnia rozprezenia w turbinie 18) znaczna róznorodnoscia wielkosci pojemnosci ciepl¬ nej czynnika roboczego w reaktorze 19. Poza tym sprezenie dwutlenku wegla w fazie cieklej pozwala 65 na uzyskanie dostatecznie duzej sprawnosci przy97428 9 10 temperaturze na wyjsciu reaktora nizszej o 100— —150°C w porównaniu z helem.Silownia jadrowa przedstawiona na fig. 7, z dwu¬ tlenkiem wegla zastosowanym jako czynnik roboczy i równoczesnie jako nosnik ciepla pracuje w ppi- sany ponizej sposób. Dwutlenek wegla o tempera¬ turze 2»~3»fl0C pod cisnieniem 100—200 atmosfer wchodzi na wejscie reaktora predkiego 1, nagrzewa sie do temperatury 370—470°C, nastepnie wchodzi do reaktora 2 o neutronach predkich, w którym nagrzewa sie on do temperatury 600—700°C. Po osiagnieciu tej temperatury gaz wchodzi do turbiny 18. Zuzyty w turbinie 18 gaz o cisnieniu bliskim cisnieniu nasycenia (dla dwutlenku wegla — 65 atmosfer), wchodzi do regeneratora 19, w którym ochladza sie on do temperatury 60—75°C, oddajac cieplo dwutlenkowi wegla o wysokim cisnieniu.Z generatora 19 gaz kieruje sie do skraplacza 24, w którym sie skrapla i poprzez pompe 25 znowu wchodzi, majac cisnienie 110—210 atmosfer do rege¬ neratora 19. W regeneratorze 19 gaz o wysokim cisnieniu nagrzewa sie do temperatury 258—350°C i wchodzi do reaktora predkiego 1.W powyzszym ukladzie cisnienie nosnika ciepla w reaktorach 1 i 2 nalezy wybrac kompromisowo pomiedzy technicznie uzasadnionym dla reaktorów o neutronach termicznych (40—60 atmosfer) z bar¬ dziej odpowiednim dla reaktorów predkich (100—300 atmosfer).Silownia jadrowa przedstawiona na fig. 8 i umoz¬ liwiajaca zabezpieczenie wymaganego wzajemnego stosunku cisnien w reaktorach, pracuje w opisany ponizej sposób. Gaz pod cisnieniem 150—400 at¬ mosfer, o temperaturze 250—350°C wchodzi do re¬ aktora predkiego 1, nagrzewa sie w nim do tempe¬ ratury 400—500°C, a nastepnie kieruje sie do turbiny 26, w której rozpreza sie on az do osiagniecia 100—150 atmosfer i wchodzi do reaktora 2 o neu¬ tronach termicznych. Gaz nagrzewa sie w nim do temperatury 600—800°C i kieruje sie do turbiny 18, w której rozpreza sie az do 65 atmosfer. Nastepnie gaz ochladza sie w regeneratorze 19, skrapla sie w skraplaczu 24, a nastepnie poprzez pompe 25 wtlaczany jest z powrotem do generatora 19, w któ¬ rym nagrzewa sie do temperatury 250—350°C i kie¬ ruje sie do reaktora predkiego 1. W przypadku stosowania dwutlenku wegla bardziej efektywne jest zastosowanie ukladu o dwustopniowym sprezaniu, najpierw w fazie gazowej, a potem w fazie cieklej.Pozwala to na uzyskanie nizszego cisnienia w re¬ aktorze 2 o neutronach termicznych (nizszego od cisnienia nasycenia, tzn. nizszego od 60 atmosfer) co jest technicznie bardziej uzasadnione i równo¬ czesnie pozwala na uzyskanie mozliwego do przy¬ jecia cisnienia dla reaktora predkiego 1 (ponizej 100 atmosfer).Silownia jadrowa, której schemat konstrukcji przedstawiony jest na fig. 9, pracuje w opisany ponizej sposób. Hel pod cisnieniem 70—100 atmos¬ fer i o temperaturze 300°C wchodzi, przemieszczajac sie od góry do dolu, do reaktora predkiego 1, umieszczonego w komorze 27 w centralnej czesci reaktora 2 o neutronach termicznych. Nosnik ciepla o temperaturze 450—500PC kieruje sie z reaktora 1 do komory 29, spelniajacej równoczesnie funkcje zbiornika gazu, wychodzacego z reaktora 1 i funkcje kolektora rozdzielczego na wejsciu reaktora % Po wyjsciu z reaktora 1 czesc gazu wchodzi do re¬ aktora 2. w którym nagrzewa sie do temperatury 600—800°C i kieruje sie do wymiennika ciepla 7, w którym gaz ochladza sie do temperatury na przyklad 300°C. W tym czasie jego cieplo wykorzystuje sie do ekonomicznego podgrzewania i parowania jednej czesci czynnika roboczego i do przegrzania i posred- io niego przegrzania calej ilosci czynnika roboczego.Pozostala czesc gazu z reaktora predkiego 1 prze¬ mieszcza sie bezposrednio z komory 29 do wymien¬ nika ciepla 3, w którym ochladza sie do temperatu¬ ry na przyklad 300°C, a uzyskane cieplo wykorzys- tuje sie tylko dla ekonomicznego podgrzewania i pa¬ rowania drugiej czesci czynnika roboczego. Ochlo¬ dzony gaz z wymienników ciepla Si 7 pompowany jest przez dmuchawy 28 do reaktora 1.Zaleta silowni jadrowej wedlug wynalazku w po- równaniu ze znanymi silowniami jadrowymi elek¬ trowni atomowych jest to, ze zabezpiecza ona wysoki równy 1,5 wspólczynnik przemiany paliwa jadro¬ wego i wysoka (0,7 megawata na kilogram plutonu w cyklu) wydajnosc energetyczna paliwa jadrowego i charakteryzuje sie czasem podwojenia mniejszym od 7 lat przy wykorzystywaniu konstrukcji elemen^ tów wydzielajacych cieplo i wlasciwej technologii powielania i przetwarzania paliwa jadrowego (czas przetwarzania wynosi 0,5 roku). Jednoczesnie za- so bezpiecza ona wysoka sprawnosc i male rozmiary wymienników ciepla a wiec w wyniku tego niskie straty calkowite.W rezultacie koszt energii elektrycznej, wytwa¬ rzanej w silowni jadrowej wedlug wynalazku, be- dzie najnizszy w porównaniu z kosztem energii elektrycznej wytwarzanej w znanych elektrowniach atomowych. 40 PL