Глава 1. Описание реакторной установки ВВЭР-1000

Реакторная установка В-320 оснащена серийным ядерным реактором ВВЭР-1000 корпусного типа с водой под давлением

На рис. 1 показано реакторное отделение энергоблока с реактором ВВЭР-1000.

Рис.1. Компоновка реакторного отделения

1. реактор,

2. парогенератора

3. главный циркуляционный насос;

4. главная запорная задвижка;

5. емкости аварийного запаса раствора бора;

6. барботажный бак;

7. компенсатор объема,

8. мостовой кран;

9. перегрузочная

Техническая характеристика реактора:

Рабочее давление, МПа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16,0

Расчетное давление, МПа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18,0

Пробное давление, МПа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ,

Температура среды, °С: на входе . . . . . . . . . . . . . 288

Температура среды, °С: на выходе . . . . . . . . . . . . 321

Среда . Вода-дистиллят, борная кислота до 16 г/л

Корпус реактора:

высота (без верхней крышки) , м . . . . . . . . . . . . 10,88

диаметр, м . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,57

Размер активной зоны ( высота и диаметр) , м . . 3,65Х 3,1

.

Рис . 2 . Реактор ВВЭР-1000 :

1.канал ионизационной камеры:

2.машина дня осмотра корпуса;

3.нижняя секция теплоизоляции корпуса реактора,

4.корпус реактора;

5.верхняя секция теплоизоляции корпуса реактора;

6.металлоконструкция радиационно-тепловой зашиты;

7.анкерные связи опорной фермы;

8.опорная ферма;

9.опорное кольцо корпуса реактора;

10.теплоизоляция зоны патрубков:

11.шпонка упорного кольца;

12.упорное кольцо;

13.сильфон бетонной консоли;

14.теплоизоляция верхнего блока;

15.каркас;

16.траверса:

17.привод СУЗ;

18.крышка верхнего блока:

19.шпилька главного разъема:

20.верхняя плита блока защитных труб;

21.защитная труба;

22.блок защитных труб:

23.нижняя плита блока защитных труб:

24.топливная сборка;

25.выгородка;

26.анкерная связь обечайки бокса реактора;

27.обечайка бокса реактора;

28.шахта реактора с днищем;

29.теплоизоляция нижней части бокса реактора .

Теплоносителем и замедлителем в реакторе является водный раствор борной кислоты. Теплоноситель подается в корпус реактора по четырем нижним патрубкам Ду850, опускается по кольцевому зазору между корпусом и шахтой реактора и через отверстия в опорной конструкции шахты попадает в активную зону. Теплоноситель, нагретый в активной зоне за счет теплоты ядерной реакции, выходит через отверстия в нижней решетке БЗТ в его межтрубное пространство, откуда через отверстия в обечайках БЗТ и шахты отводится по четырем верхним патрубкам Ду850.

Корпус реактора представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд высокого давления и предназначен для размещения ВКУ и активной зоны. Корпус состоит из фланца, зоны патрубков, опорной обечайки, цилиндрической части и эллиптического днища. На внутренней поверхности корпуса выполнен бурт для опирания шахты. В верхнем торце фланца имеются гнезда под шпильки главного разъема и канавки для размещения уплотнительных прокладок. На внутренней поверхности обечайки зоны патрубков приварены кольцо и разделитель потока.

Зона патрубков состоит из двух обечаек, в каждой из которых имеется по четыре главных циркуляционных патрубка Ду850 - в нижней обечайке для входа теплоносителя, а в верхней для выхода. Кроме того, имеются отверстия с патрубками для организации аварийного охлаждения зоны и для вывода импульсных трубок КИП системы внутриреакторного контроля.

Для закрепления корпуса реактора на опорном кольце на наружной поверхности опорной обечайки расположен опорный бурт. Корпус выполнен из низколегированной углеродистой стали 15Х2НМФА. Шахта предназначена для размещения в ней активной зоны и организации потока теплоносителя внутри реактора. Конструкция шахты и принцип ее закрепления в корпусе позволяют производить извлечение ее из корпуса для осмотра внутренней поверхности и патрубков корпуса реактора.

Шахта - вертикальный цилиндр с фланцем наверху и эллиптическим днищем, в котором закреплены опорные стаканы, верхние части которых образуют опорную плиту для установки и дистанционирования 163 кассет активной зоны. В эллиптическом днище и в верхней части шахты выполнены отверстия для прохода теплоносителя. Шахта реактора в корпусе центрируется разделительным буртом корпуса, расположенным между входными и выходными патрубками, а сверху и снизу удерживается от перемещений в плане шпонками, приваренными к кронштейнам и фланцу корпуса. Материал шахты - нержавеющая сталь 08Х18Н10Т.

Выгородка представляет собой обечайку, состоящую из нескольких колец. Кольца скреплены шпильками и гайками и фиксируются в плане относительно друг друга штифтами. Выгородка устанавливается внутри шахты вокруг активной зоны реактора и предназначена для формирования поля энерговыделений, дистанционирования периферийных кассет, а также является элементом защиты корпуса реактора от нейтронного излучения. Выгородка имеет продольные каналы, которые служат для размещения в них образцов-свидетелей корпусной стали и для охлаждения металла выгородки . В выгородке расположены трубы, используемые под установку датчиков системы контроля перегрузки активной зоны реактора. Материал выгородки - нержавеющая сталь 08Х18Н10Т.

На активную зону устанавливается блок защитных труб. Крышка корпуса реактора через блок защитых труб поджимает кассеты, предотвращая их всплытие и уменьшая вибрацию. В трубах блока защиты перемещаются органы регулирования системы управления и защиты. Уплотнение главного разъема обеспечивается двумя прокладками, установленными между фланцами корпуса и крышки. Регулирование ядерной реакции осуществляется перемещением органов регулирования СУЗ и изменением концентрации бора в теплоносителе. Блок защитных труб предназначен: для фиксации и дистанционирования головок кассет, удержания кассет от всплытия, защиты органов регулирования и штанг приводов СУЗ от воздействия потока теплоносителя, для разводки направляющих каналов системы ВРК и обеспечения равномерного выхода теплоносителя из активной зоны. Блок защитных труб представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из трех решеток с трубами, связанных между собой перфорированной и опорной обечайками. К верхней решетке блока труб приварена опорная обечайка с фланцем, на котором предусмотрена щель для организации необходимого при разогреве и расхолаживали протока теплоносителя под крышкой верхнего блока. В каналах опорной обечайки блока защитных труб установлены необлучаемые (тепловые) образцы-свидетели корпусной стали. Через 61 трубу проходят штанги приводов СУЗ и органы регулирования. Блок защитных труб устанавливается на подпружиненные штыри головок кассет и поджимается сверху фланцем крышки верхнего блока при затяжке уплотнения главного разъема реактора.

Ориентация в плане блока защиты труб, предотвращение от вибрации и от смещения при сейсмических нагрузках достигаются за счет вертикальных шпонок, приваренных к наружной поверхности опорной обечайки, и шпонок, приваренных к внутренней поверхности шахты в районе нижней решетки блока защиты труб. Шпонки входят в соответствующие пазы, выполненные во фланцевой части шахты реактора на наружной поверхности нижней решетки. Материал блока защитных труб нержавеющая сталь 08Х18Н10Т.

Активная зона реактора набирается из бесчехловых кассет, устанавливаемых цилиндрическими хвостовиками в гнезда опорных стаканов днища шахты. Общее количество кассет в активной зоне - 163 шт., из них с органами регулирования - 61. Ориентация кассеты в плане однозначна и фиксируется посадкой в ячейку опорного стакана штырем на хвостовике кассеты. Дистанционирование кассет, предотвращение их всплытия и уменьшение вибрации обеспечиваются посредством упругого поджатая их крышкой реактора через блок защитных труб. Конструкцией, воспринимающей осевые усилия, действующие на кассету, является каркас, состоящий из 18 труб направляющих каналов, закрепленных на головке и в нижней опорной решетке кассеты. Для обеспечения быстрого прекращения ядерной реакции, автоматического поддержания заданной мощности, выравнивания поля энерговыделения и для компенсации быстрых изменений реактивности применяются органы регулирования (кластеры) .

Орган регулирования представляет собой сборку из 18 поглощающих элементов, имеющих пружинные подвески на специальной траверсе. Траверса соединена с захватной головкой, заканчивающейся ловителем для штанги.

Поглощающий элемент представляет собой, трубку наружным диаметром 8,2 мм, заглушенную концевыми деталями. Внутри трубки помещен материал, обладающий большим сечением поглощения тепловых нейтронов. Трубки и концевые детали поглощающих элементов выполнены из нержавеющей стали .

Верхний блок предназначен для уплотнения главного разъема реактора, размещения приводов СУЗ, уплотнения выводов системы ВРК и для удержания от всплытия блока защитных труб, кассет и шахты реактора. Верхний блок состоит из следующих основных узлов: крышки с патрубками, металлоконструкции, шаговых электромагнитных приводов СУЗ. Крышка с патрубками представляет собой штампосварную конструкцию. Во фланце крышки выполнены отверстия под шпильки главного разъема реактора.

Крышка имеет отверстия, в которые запрессованы и приварены с внутренней стороны 61 патрубок СУЗ, 16 патрубков энерговыделений, 14 патрубков термоконтроля и патрубок воздушника. На патрубке СУЗ устанавливаются приводы. Крышка изготовлена из низколегированной углеродистой стали 15Х2НМФА, а ее внутренняя поверхность плакирована нержавеющей сталью.

Металлоконструкция верхнего блока выполнена из шести направляющих труб, связанных воздушным коллектором, предназначенным для охлаждения приводов СУЗ. Материалом металлоконструкции верхнего блока является углеродистая сталь ВСтЗ.

Приводы СУЗ - шаговые электромагнитные, вместе с органами регулирования являются исполнительными механизмами системы управления и защиты реактора, с помощью которых осуществляется управление ядерной реакцией .

Система расхолаживания 1 контура состоит из БРУ резерва пароснабжения оборудования 1 контура и расхолаживания блока, технологического конденсатора и трубопроводов с арматурой. Система обеспечивает расхолаживание блока и отвод остаточного тепловыделения активной зоны реактора через парогенератор. Система очистки турбинного конденсатора состоит из фильтров смешанного действия с выносной регенерацией и магнитных фильтров.