Большая Советская Энциклопедия (КИ)

Кипя'щего сло'я печь, промышленная печь для сушки, обжига, кальцинации и др. процессов, в которой взаимодействие между твёрдыми зёрнами вещества и газовым потоком осуществляется в кипящем слое . К. с. п. получили распространение в различных отраслях промышленности СССР и за рубежом во 2-й пол. 20 в. К. с. п. имеют цилиндрическую или прямоугольную форму и состоят из реакционной камеры и камер для подачи воздушного или газового дутья в распределительную подину. Подина, служащая для равномерного распределения дутья по всей площади реакционной камеры, представляет собой металлическую решётку или бетонную плиту с отверстиями, иногда её изготовляют из пористых керамических блоков. Засыпаемый зернистый материал (шихта) подхватывается воздухом или газом, поступающим из подины, и образует кипящий слой, в котором происходит взаимодействие между твёрдыми и газообразными продуктами. Готовый продукт (например, огарок) выгружают из печи через окно, обычно расположенное в стене печи на верхнем уровне кипящего слоя. Для отвода избыточного тепла из кипящего слоя при экзотермических процессах (обжиг) или для подвода тепла при эндотермических процессах (восстановление) в зоне кипящего слоя устанавливают теплообменники. Для процессов, в которых материал подвергается обработке в несколько стадий при различных температурах, составе газовой фазы и т.д., применяют многокамерные К. с. п. с несколькими соединёнными последовательно кипящими слоями.

  К. с. п. по сравнению с печами других типов (например, подовыми печами) обеспечивают более эффективное взаимодействие между газом и обрабатываемым материалом, повышенную однородность готового продукта, а также позволяют интенсифицировать и автоматизировать протекающие в них технологические процессы.

  Лит.: Печи для обжига в кипящем слое, М., 1956.

  А. А. Смирнова, Б. Л. Грановский.

Схема печи кипящего слоя: 1 — реакционная камера; 2 — воздушная камера; 3 — воздухораспределительная подина; 4 — форкамера; 5 — кипящий слой; 6 — порог; 7 — теплообменник.

Кипящий реактор

Кипя'щий реа'ктор, ядерный реактор, охлаждение активной зоны которого осуществляется кипящим теплоносителем. В К. р. в качестве теплоносителя применяется, как правило, кипящая вода. К. р. можно использовать в одноконтурной схеме атомной электростанции , где пар, вырабатываемый в реакторе, направляется непосредственно в турбину . Хорошие условия теплопередачи, которые обеспечиваются в активной зоне при кипении воды, позволяют получить высокие удельные нагрузки активной зоны. Факторами, ограничивающими увеличение удельной мощности К. р., являются тепловой поток с единицы длины топливного элемента, при котором происходит расплавление ядерного топлива, а также поток тепла с единицы поверхности, при котором наступает кризис теплообмена, т. е. окутывание поверхности паровой плёнкой, резкое ухудшение теплоотдачи и, как следствие, пережог оболочки топливного элемента (см. Кипение ).

  Известны К. р. корпусного и канального типов. В корпусных реакторах кипящая вода является и замедлителем, в канальных реакторах кипение воды происходит внутри каналов, размещенных в блоках замедлителя. Разделение пароводяной смеси происходит внутри корпуса реактора или в выносных барабанах-сепараторах. Отсепарированная вода после смешения с менее нагретой питательной водой поступает в испарительную часть активной зоны, где доводится до кипения и частично испаряется.

  В СССР на Белоярской АЭС имени И. В. Курчатова успешно эксплуатируются 2 канальных К. р. мощностью 100 и 200 Мвт, в которых впервые в мире осуществлен ядерный перегрев пара в промышленном масштабе. В реакторе 1-го блока, пущенном в 1964, тепло кипящей воды испарительных каналов используется для получения в парогенераторах вторичного пара, который затем перегревается в реакторных каналах 2-го контура. Подтвержденная эксплуатацией радиационная безопасность обоих контуров теплоносителя позволила применить во 2-м блоке, введённом в эксплуатацию в 1967, одноконтурную схему циркуляции кипящей воды и перегретого пара, отличающуюся большей простотой и экономичностью. С 1965 в г. Димитровграде работает энергетическая установка с опытным корпусным К. р. ВК-50 мощностью 50 Мвт с естественной циркуляцией теплоносителя.

  В различных странах мира создано большое количество К. р., например корпусной К. р. «Ойстер Крик» (США) мощностью 515 Мвт, в котором устройства для сепарации пара и контур многократной циркуляции теплоносителя размещены внутри корпуса. Положительный опыт эксплуатации К. р., возможность обеспечения высокой мощности в одном агрегате и применения перегрева пара, а также простота и экономичность АЭС с К. р. делают этот тип реакторов весьма перспективным в мировой ядерной энергетике. В СССР строятся Ленинградская, Курская, Чернобыльская блочные АЭС с уран-графитовыми канальными К. р. мощностью по 1000 Мвт каждый.