ЭЯР - КР №1

5)Подогрев теплоносителя в реакторе – 30,3⁰С;

6)Расход теплоносителя– 84800(м³/час);

7)Гидравлическое сопротивление реактора– 3,8+/- 0,6 (кгс/см²) (-0,37+\-0,06 МПа);

8)Продолжительность работы на номинальной мощности в течении года– 7000часов;

9)Диапазон регулирования мощности при автоматическом управлении–10-110%;

10)Диапазоны регулирования мощности при ручном управлении –0-110%;

11)Температура воды на входе в реактор –289²С;

12)Средняя удельная энергонапряженность а.з. –111 МВт/м³;

13)Среднее обогащение топлива подпитки в стационарном режиме –3,3– 4,4%;

Основные технические данные КД:

1)Температура номинального стационарного режима– 346+/- 2 ⁰С;

2)Давление номинальное стационарного режима – 160+/-3 кгс/см²;

3)Рабочая среда – пар, вода, 1-го контура;

4)Емкость–79 м³;

5)Объем воды при номинальном режиме– 55м³;

6)Параметры электродвигателя:

–мощность единичного нагревателя – 90 кВт;

–мощность общая блоков электродвигателей – 2520 кВт;

–напряжение – 380 В.

19

1. Мощность, МВт, (електрическая-2*500, тепловая-3000);

2. КПД брутто, %,- 33;

3. Ртн, кг/см² – 160;

4.Число петель 4;

5. Температура Н₂О на входе В ЯР ⁰С-289;

6.Средний подогрев , ⁰С -33;

7.Внутрений диаметр корпуса, мм- 4070;

8.а.з. эквивалентный диаметр ,м- 3,12;

9.Высота, м – 3,55;

10.Число топливных кассет-151;

11.Загрузка урана, тонн -75;

12.Средние обогащение топлива подпитки в стац. Режиме---3,3-4,4;

13.Расход воды через реактор . м³/ч. –80000;

14. Шаг решетки ТВЭЛов . мм. –12,75;

15.Диаметр стержней ТВЭЛов , мм. –9,1;

16.Число механизмов регулирования ----109;

17.Средняя глубина выгорания топлива в стац. режиме , МВт/сут.тV$

18.Средние время работы между перегрузками топлива, эф*ч

20

Корпус предназначен для размещения внутрикорпусных устройств(ВКУ) и активной зоны.

Представляет собой сварной цилиндрический сосуд с эллиптически днищем и состоит из фланца, зоны патрубков, опорной обечайки, цилиндрической части и эллиптического днища. Патрубки ДУ850.

Материал деталей корпуса – сталь 15Х2НМФА.

Фланец корпуса – цельнокованый , высотой 950мм, со стенкой переменного сечения.

Для опирания и крепления шахты внутрикорпусной на глубине 210мм от торца имеются буры, шириной 20мм. Вся внутренняя поверхность корпуса покрыта антикоррозионной наплавкой, толщиной 7±2 мм (СВ-08Х19Н10Т2Б)

Для контроля протечек уплотнения сварного разъема во фланце выполнено специальное сверление. Зона патрубков состоит из 2-ух обечаек в каждой из которых имеется по 4 главных циркуляционных патрубка ДУ850 – в нижней обечайке для входа теплоносителя, в верхней для выхода. На уровне осей верхнего и нижнего ряда патрубков ДУ850 расположены по 2 (всего 4) отверстия с патрубками ДУ350 для организации аварийного охлаждения активной зоны реактора.

На уровне осей всего ряда патрубков ДУ850 также расположено отверстие с патрубком ДУ250 для вывода импульсных трубок КИП с отключающимися устройствами. На внутренней поверхности верхней обечайки зоны патрубков ниже уровня патрубков ДУ850 приварено кольцо – разделитетль потока теплоносителя.

К внутренней поверхности цилиндрической части приварены кронштейны для крепления нижней части шахты. На наружной поверхности опорной обечайки расположен опорный бурт со шпоночными пазами для креления реактора на опорном кольце.

Основные технические данные

1	Давление рабочее кгс/см²(МПа)	160(15,7)
2	Давление расчетное -//-	180(17,7)
3	Давление пробное -//-	250(24,5)
4	Гидравлическое испытание МПа	25
5	Температура теплоносителя на входе ºС	289,7
6	Температура теплоносителя на выходе ºС	320
7	Температура стенок при 1ом гидроиспытании ºС (К)	50(323)
8	Температура стенок корпуса ºС (К)	350

21

Материал – нержавеющая сталь 08Х18Н10Т. Предназначен для фиксации и дистанционирования головок ТВС, удерживание ТВС от всплытия, защиты органов регулирования и штанг приводов системы управления и защиты реактора от воздействия потока теплоносителя, обеспечения разводки направляющих каналов системы ВРК, обеспечение равномерного по периметру выхода теплоносителя в шахту и корпус реактора, организации потока теплоносителя для охлаждения крышки верхнего блока размещение сборок “тепловых” образцов свидетелей метала корпуса реактора.

Установки БЗТ в реакторе в заданном положении обеспечивает точную фиксацию головок ТВС по высоте в плане в активной зоне, заданное усилие посжатия ТВС, гарантирующее “невсплываемость” ТВС в нормальных и переходных режимах, а также возможность свободных осевых и радиальных термических перемещений (расширений) БЗТ относительно шахты и крышки реактора.

Для обеспечения функционального назначения и конструктивной прочности БЗТ реализовано следующие решения:

- выполненные в опорной плите БТЗ отверстия со шпоночными пазами, обеспечивают точную ориентацию в плане головок ТВС и совмещение органов регулирования с направляющими каркасами в защитных трубах.

- отверстия в перфорированой обечайке БТЗ обеспечивают попадание воды в межтрубное пространство БТЗ и на головки ТВС при срабатывании САОЗ.

- перфорированя обечайка БТЗ и опорная плита БТЗ обеспечивают равномерный расход теплоносителя на выходе из ТВС.

- компенсационные пластины, закрепляемые на опорном бурте БТЗ, обеспечивают проектное положение БТЗ по высоте и зазор 0.5…1мм между опорным буртом БТЗ и фланцем шахты реактора. При значительных перепадах давления между верхней и нижней камерами смешивания реактора этот зазор выбирается.

- защитные трубы с направляющими каркасами исключают динамическое воздействие потока теплоносителя на органы регулирования и заклинивание их.

Основные технические характеристики

1	Расчетное давление теплоносителя кгс/см²(МПа)	180(~17.7)
2	Расчетная температура теплоносителя ºС (К)	360(~633)
3	Флюенс быстрых нейтронов с энергией более 0.4МэВ за 30 лет (максимальное значение) нейтрон/ см²	6.5·10^(19)

22

Шахта предназначена для организации входного и выходного потоков теплоносителя; для защиты корпуса реактора от воздействия нейтронного и γ-излучения, также для размещения в ней выгородки БТЗ; для фиксирования хвостовиков (нижней части ТВС ); для разделения полостей с разными давлениями.

Представляет собой вертикальный цилиндр с перфорированным эллиптическим днищем, в котором установлены и закреплены опорнык “стаканы”

Шахта представляет собой сварную цилиндрическую обечайку, имеющую вверху фланец, которым шахта опирается на внутренний выступ во фланце корпуса реактора, а внизу перфорированные трубы трех типов для хвостиков ТВС, количество опорных труб в шахте реактора В-320 -> 163 шт.

В верхней части шахты выполнены отверстия для прохода теплоносителя в выходные патрубки ДУ850 корпуса реактора. Напротив верхних тепловых рубашек патрубков САОЗ в шахте выполнены 2 отверстия ДУ300, через которые бурный раствор подается на активную зону при открытии обратных клапанов на трубопроводах САОЗ.

Для разделения потоков “горячего” и “холодного” теплоносителя на наружной поверхности шахты выполнено кольцевое уплотнение, контактирующее с внутренней поверхностью разделительного кольца реактора.

Внутри нижней обечайки шахты выполнена кольцевая расточка для установки граненого пояса, который предназначен для ориентации верхней части опорных труб, закрепления выгородки, установленной на него.

Материалы

Основным материалом шахты является сталь 08Х18Н10Т, Х35ВТ-ВD

Жаропрочный сплав.

Основные технические характеристики

2.Давление теплоносителя

1	Шахта работает в среде теплоносителя – воды 1контура
2	Давление теплоносителя кгс/см²(МПа)	180(~17.7)
3	Температура теплоносителя расчетная ºС (К)	350(623)
4	Флюенс быстрых нейтронов с энергией более 0.4МэВ за 30 лет (максимальное значение) нейтрон/ см² (не более)	6.0·10^(21)

23

Предназначена для формирования энерговыделений и дистанционирования поля энерговыделений и дистанционирование периферийных кассет и служит нейтронной защитой корпуса реактора. Кроме того, выгородка уменьшает протечки воды мимо активной зоны, размещение образцов –свидетелей корпусной стали(«лучевых» сборок)

Выгородка реактора представляет собой обечайку диаметром 3845 мм, высотой 4070 мм, состоящую из пяти кованых колец, имеющих высоту по 980 мм, и граненого пояса выгородки высотой 150 мм, скрепленных между собой с помощью шпилек и фиксируемых в плане относительно друг друга штивтами.

Внутренняя поверхность выгородки, а именно граненая поверхность кованных колец повторяет контур активной зоны.

Выгородка предварительно устанавливается на три фиксатора, закрепленных в граненом поясе шахты. Верхнее кольцо центрируется относительно цилиндрической части шахты шпонками.

Ниже шпонок, по направлению продольных пазов выгородки, к внутренней поверхности шахты приварены вытеснители.

В верхней части выгородки установлены трубы с пазами для захвата контейнерных сборок с образцами свидетелями. В выгородке имеется 72 вертикальных канала для следующих целей: 6 каналов диаметром 130 мм используются для труб, крепящих выгородку к шахте, в эти трубы во время работ по перегрузке топлива устанавливаются сухие каналы системы перегрузки; 6 каналов, оканчивающиеся резьбой М85 предназначены для транспортировки выгородки; в 30 каналах устанавливаются сборки с лучевыми образцами свидетелями; 30 каналов используются для охлаждения. Все продольные каналы выгородки имеют шайбы, которые обеспечивают необходимый расход теплоносителя через них.

Материал выгородки 08Х18Н10Т

Основные технические характеристики:

Диаметр_________________3485 мм

Высота___________________4070 мм

Высота кованых колец______980 мм

Высота граненого пояса_____150 мм

Колличество каналов_______72

24

Верхний блок с крышкой и проводами ШЭН предназначен для размещения органов управления и защиты реактора и организации замкнутого объема для создания давления в реакторе. Указанный комплекс представляет собой конструкцию, состоящую из крышки с патрубками из металлоконструкции с траверсой и установленных приводов системы управления и защиты реактора.

Верхний блок реактора в комплекте обеспечивает следующие функции: уплотнение корпуса реактора, обнаружение неплотностей, и уплотнение проходок в крышке реактора, опора для приводов СУЗ, оборудования КИП, контроля положения органов регулирования, устройство внутркорпутных измерений, а так же устройство снятия крышки реактора для перегрузки топлива.

Из 92 патрубков, расположенных на эллипсовидной поверхности крышки, 61 патрубок СУЗ используется для соединения и уплотнения защитных трубок устройства температурных измерений, 16 патрубков предназначенных для установки и защиты устройств контроля поля энерговыделения в а.з., один патрубок используется для вентиляции (вывод гремучей смеси из-под крышки реактора).

Все патрубки системы управления и защиты, тепловых измерений и контроля энерговыделения имеют одинаковые соединительные размеры фланцев и расположены на одинаковой высоте. Патрубки приварены к крышке реактора композитным швом через переходный наплавленный сворной шов в нижней части проходки. Внутренняя поверхность проходочных коробов защищены кожухом, выплавленным из хромо-никелевой аустенитной стали 08Х18Н10Т.

Материалы

Коллектор, траверса в Сборе, плита верхняя сталь В Ст 3сп

Труба шестигранная сталь 08Х18Н10Т

Штанга сталь Ст20

Основные технические данные:

Параметры воды первого контура:

- температура на выходе из ЯР 322()

- давление номинального стационарного 160()

режима на выходе из а.з. МПа(кгс/)

- давление расчетное 180()

- температура расчетная 350()

Параметры окружающей среды:

температура (градусы Цельсия) 3060

-давление абсолютное, (0,851,03)

-относительная влажность, 90

-удельная активность 2

Кu/л , не более

- мощность поглощаемой 100

дозы, рад/ч, не более

25

А. з. – устройство предназначенное для самоподдерживающейся цепной реакции деления.

А. з. имеет форму близкую к цилиндру с эквивалентной высотой 355 см и диаметром 312 см. Зона набирается из 163 ТВС. В центре кассеты расположена циркониевая трубка диаметром 13,3 х0,65 мм для размещения детекторов энерговыделения или температуры. Всего в кассете заключён 331 стержень из которых 18 используется как направляющие для перемещения подвижных поглотителей (кластеров), один – для размещения указанных ранее детекторов, а остальные 312 – ТВЭЛы. Трубка канала под кластер выполнена из стали 08Х18Н9Т, имеет диаметр 12,6х0,65 мм. ТВЭЛьные трубки диаметром 9,1х0,65 мм выполнены из циркониевого сплава. ТВЭЛьные трубки заполнены таблетками из диоксида урана обогащённым 3,3 % или 4,4 %. ТВЭЛы в кассете расположены по треугольной решётке с шагом 12,7 мм. Шаг расположения кассет в реакторе 236 мм. Общая загрузка топлива в реактор 107-115 МВт. В ВВЭР-1000 как органы регулирования СУЗ изменено кластерное регулирование – 18 подвижных поглощающих стержней из бористой стали.

В ВВЭР-1000 используются электромагнитные приводы с шаговым двигателем. Охлаждение приводов СУЗ – воздушное.

А датчики температуры располагаются на выходе из ТВС в 151-100 сборках, а внутри реакторные детекторы нейтронного поля 31-72 сборках. Перегрузка реактора ВВЭР 1000, производится на остановленном реакторе со снятой крышкой. Все перегрузочные операции производятся с помощью перегрузочных механизмов под слоями воды, при этом первый контур заполняется раствором борной кислоты.

Основные технические характеристики

Общая загрузка топлива в реактор (диоксида урана), т - 75-80

Средняя удельная мощность а. з., МВт/м3 - 107-115

Общая поверхность теплообмена в а.з. – 789м2

Средний тепловой поток - 64 Вт/см2

Максимальный тепловой поток в зоне, ВТ/см2 - 173

Средняя скорость воды в кассетах, м/с - 5,3

Максимальная скорость - 6м/с

Максимальная температура топлива - 1600 С

Максимальная температура оболочки - 350 С

Средний перепад температуры на оболочке ТВЭЛа - 23 С

Эквивалентный диаметр, м - 3,12

Высота, м - 3,55

Число топливных кассет - 151

Диаметр стержневого ТВЭЛа, мм - 12,75

Число стержней в кассете - 317

Шаг решётки ТВЭЛов, мм - 9,1

Загрузка урана, т - 12,75

Число механизмов регулирующих - 109

Средняя глубина выгорания топлива в стац.

Среднее обогащение топлива, % - 3,3-4,4

26

Назначение и технические характеристики органов управление реактивностью реактора.

Осуществляется 2-мя независимыми системами: механической (поглощающие стержни СУЗ) и жидкостной (борное регулирование)

Борное регулирование производится путем измерения концентрации борной кислоты и предназначено:

- для компенсации медленного уменьшения реактивности по мере выгорания топлива и накопления шлаков путем снижения концентрации борной кислоты в теплоносителе;

- для дублирования системы остановки реактора вводом борной кислоты в первый контур;

-для сохранения подкритичности при перегрузках топлива (повышения концентрации)

- для компенсации изменений реактивности при пуске реактора и выводе его на мощность (снижение концентрации)

Борная кислота используется в качестве поглотителя нейтронов благодаря сравнительно большому сечению захвата, хорошей растворимости, химической и радиационной стойкости. Главное достоинство борного регулирования – оно не искажает поля энерговыделения по объему реактора.

Уменьшение концентрации борной кислоты для компенсации снижения реактивности из-за выгорания топлива производится путем вытеснения части теплоносителя подпиточной водой, не содержащей борной кислоты. Для осуществления борного регулирования используется система очистки реакторной воды (система продувки-подпитки).

Механическая система управления и защиты ЯР предназначена при пуске и выводе реактора на заданный уровень мощности, а так же для автоматического поддержания этого уровня для аварийного перевода его в подкритическое состояние.

В отличии от борного регулирования, механическое регулирование компенсирует быстрые изменения реактивности. Такое регулирование осуществляется вводом или выводом из а.з. реактора управляющих стержней-поглотителей с помощью электромеханических приводов. Основным элементом привода является четырехфазный шаговый электромагнит.

Привод шагового электромагнита (ШЭМ) предназначен для перемещения регулирующего органа системы управления и защиты реактора.

Основные технические характеристики

1) Рабочее девление кгс/(МПа) 160

2) Расчетное давление кгс/ (МПа) 180

3) Давление гидроиспытаний, кгс/ (МПа) 255 (24,5)

4) Рабочая температура в районе котушки 250 (523)

27

В конструкции активной зоны и внутририкорпусных устройств предусматривается размещение органов регулирования и компенсации избыточной реактивности. В ВВЭР-440 используются подвесные поглощающие сборки. В серийном варианте ВВЭР-440 общее число сборок равно 349, из них 37 поглощающих. Поглощающие сборки содержат борсодержащие элементы, являющиеся сильными поглотителями тепловых нейтронов. Внутренняя полость поглощающей сборки заполнена водой, что обеспечивает замедление быстрых нейтронов, проникающих практически беспрепятственно в нее, до тепловых энергий с последующим поглощением их. Подобная конструкция поглощающей сборки получила название нейтронной ловушки. Она эффективна по отношению не только к тепловым нейтронам, но и к быстрым.

Поглощающие сборки снабжены вытеснителями. При извлечении поглощающей сборки ее место в активной зоне занимает вытеснитель, представляющий собой точную копию шестигранной сборки.

Требования к материалам сборки(выполняющим роль вытеснителя)-слабые поглощающие и рассеивающие свойства по отношению к нейтронам(цирконий).

В ряде случаев роль вытеснителя выполняет подвижная ТВС, сцепленная с хвостовиком поглощающей сборки. В этом случае действие на реактивность оказывает не только извлечение поглотителя из активной зоны, но и введение дополнительного количества топлива, что существенно повышает эффективность СУЗ.

Дополнительно для компенсации избыточной реактивности в ВВЭР используется так называемое жидкостное регулирование. Суть его заключается в том, что в циркулирующий водный теплоноситель добавляется борная кислота. Концентрация ее зависит от избыточной реактивности и изменяется в процессе работы. Она максимальна после очередной перегрузки топлива, а к концу компании почти полностью выводиться. Борное регулирование не искажает распределение энерговыделений по объему активной зоны.

Для компенсации избыточной реактивности в начале кампании(после очередной частичной перегрузки) в ВВЭР-440 используется еще выгорающий поглотитель. Его концентрация строго дозируется из условия, чтобы до конца кампании он полностью выгорел. В некоторых ВВЭР-440 6 стержней в пучке из 126, вместо диоксида урана находится борированный цирконий с массовым содержанием бора 0.5…1.0% - это СПВ(стержни выгорающего поглотителя).

Основные технические характеристики:

1)Рабочее давление (МПа);

2)Расчетное давление (МПа);

3)Давление гидроиспытаний (МПа);

4)Рабочая температура стенки корпуса С(К);

5)Рабочий ход(от НКВ до ВКВ);

6) Дискретный ход(шаг перемещения) мм(см);

7)Скорость перемещения мм/с( м/с) ;

8)Время сброса кластера , с

28

Система компенсации объёма(давления) предназначена для создания давления в первом контуре при пуске р-ра и для ограничения отклонений давления в допустимых пределах при изменении температурных режимов циркуляционных петель. Компенсация осуществляется паровой подушкой, которая создается за счет нагрева воды в компенсаторе блоками электронагревателей, расположенных в нижней части корпуса. Каждый блок выполнен в виде пучка из 9 трубчатых электронагревателей. Мощность каждого блока 90 кВт. Два блока служат для регулировки давления, два явл. резервными и 24 блока используются для повышения давления в первом контуре в режимах разогрева. Общая мощность электронагревателей 2250 кВт.

При повышении температуры воды в первом контуре, объём её увеличивается и уровень в компенсаторе повышается. Вызванное этим повышение давление регистрируются датчиком, который вырабатывает сигнал на отключение части эл.нагревателей, а при дальнейшем росте давления – на открытие клапанов впрыска т/н из «холодной» нитки циркуляционной петли. Для защиты реакторной установки от повышения доп. Давления на компенсаторе объёма имеются предохранительные клапаны, при срабатывании которых пар сбрасывается барботер, где он конденсируется, а конденсат отводится в бак организованных протечек. В случае аварии, сопровождающейся длительным (8-9 сек) открытием предохранительных клапанов, давление в барботере повышается, так как весь пар не успевает сконденсироваться. При достижении предельного давления 0,5 МПа срабатывает разрывная мембрана, и избыточный пар из барботера выбрасывается под защитную оболочку реакторной установки. Объём барботера 30 м3, 2/3 объёма заняты водой.

29

САОЗ должна исключать возможность расплавления ТВЭЛов при авариях с потерей теплоносителя. Она состоит из 3-х подсистем: пассивного впрыска, активного впрыска высокого давления и активного впрыска низкого давления, выполняющий защитные функции при различных масштабах аварий и на различных этапах ее развития.

Первым защитным действием при отклонении параметров установки за допустимые пределы. Является срабатывание аварийной защиты, т.е. введение в а.з. органов регулирования СУЗ, переводящие реактор в подкритическое состояние. Если а.з. из-за ограниченной потери теплоносителя, вызвавшей аварийное снижение уровня в компенсаторе объема не сработала то включаются насосы подсистемного активного впрыска высокого давления, подающие борированную воду из баков аварийного запаса в холодные ветви главных циркуляционных трубопроводов и в входной объем реактора. При дальнейшем развитии аварии, вплоть до максимального разрыва трубопровода, давление в 1 контуре снижается. Когда оно становится ниже азотной подушки в гидроаккумуляторах (в МПа), срабатывает быстродействующие обратные клапаны, и вода из двух гидроаккумуляторов выдавливается во входной объем реактора, из остальных двух в выходной объем. После истечения всей воды из гидроаккумуляторов срабатывают отсечные клапаны, которые не допускают поступление мощности (N) в реактор и вытеснения им воды из а.з.. Емкость каждого гидроаккумулятора 69 м³ из них 50 м³ занято водой одновременно с системой пассивного впрыска включаются насосы активного впрыска низкого давления, которые перекачивают в первый контур содержание баков аварийного запаса борированной воды. Когда давление под герметичной оболочкой становится более 0,17 МПа, включаются насосы сплинкерных установок, которые относятся к активным конденсирующим устройствам системы локализации последствий аварии.

САОЗ (YT): - для хранения под давление запаса водного раствора борной кислоты в условиях нормальной эксплуатации. При авариях связанных с потерей теплоносителя первого контура – для подачи этого раствора в реактор для залива и охлаждения а.з. – обеспечение и проверка работоспособности оборудования и всей системы в целом.

Система YT - 4 независимых функциональных группы.