Водный режим реакторов типа РБМК

ВОДНЫЙ РЕЖИМ РЕАКТОРОВ ТИПА РБМК

ОСОБЕННОСТИ РЕАКТОРОВ ТИПА РБМК

Одноконтурные АЭС к концу одиннадцатой пятилетки по суммарной мощности превышали мощности двухконтурных АЭС примерно на 50 %. В двенадцатой пятилетке это соотношение изменится в пользу двухконтурных АЭС, но одноконтурные АЭС будут продолжать играть заметную роль в энергоснабжении европейской части страны.

За исключением Дмитровоградской АЭС мощностью 50 МВт с реактором корпусного типа и второго блока Белоярской АЭС мощностью 200 МВт с ядерным перегревом, все отечественные энергоблоки одноконтурных АЭС оснащены реакторами типа РБМК. Уже при своем появлении эти реакторы имели единичную мощность 1000 МВт.

Реакторы РБМК-1000 работают на Ленинградской, Курской, Чернобыльской и Смоленской АЭС. Два реактора подобного типа, но существенно большей мощности — 1500 МВт (РБМК-1500) введены в экс­плуатацию на Игналинской АЭС. Конструктивно реакторы РБМК выполнены канальными с графитовым замедлителем, в то время как подавляющее большинство зарубежных реакторов одноконтурных АЭС выполнены корпусными с водным замедлителем.

Турбина, работающая в блоке с реактором РБМК, получает насыщенный пар, производимый непосредственно в реакторе. Поэтому давление в реакторе составляет около 7 МПа и превышает давление перед турбиной только на сопротивление паропроводов, идущих к ней.

ТРЕБОВАНИЯ К ВОДНОМУ РЕЖИМУ РЕАКТОРОВ ТИПА РБМК И ЕГО НОРМИРОВАНИЕ

Одноконтурные АЭС предъявляют наиболее высокие требования к водному режиму из-за непрерывной подачи питательной воды, приносящей с собой примеси. В связи с этим если для реакторов двухконтурных АЭС очистке подвергается только небольшое количество подпиточной воды, то для реакторов одноконтурных АЭС необходимо обеспечить высокую чистоту огромных количеств питательной воды — для реакторов РБМК-1000 оно составляет около 5800 т/ч.

Хотя реакторы РБМК работают при средних давлениях (7 МПа), требования к их водному режиму более высокие, чем даже требования к водному режиму энергоблоков СКП, так как тепловые нагрузки более значительны.

Необходимость высокой чистоты питательной воды связана с качеством воды реактора, в которой при

нормальной эксплуатации могут содержаться естественные примеси воды, продукты коррозии конструкционных материалов, продукты радиолиза воды, благородные газообразные продукты деления ядерного топлива. В отдельных случаях в воду реактора могут проникать и другие продукты деления топлива. Надежность работы реакторов одноконтурной АЭС в значительной степени зависит от наличия или отсутствия твердых отложений на мно­гочисленных тепловыделяющих элементах (1693 канала для РБМК-1000). Конструктивное оформление реакторов типа РБМК таково (рис. 13.1), что имеется возможность отложений шлама в нижней части КМПЦ, дренируемой и то не полностью только при опорожнении реактора. Так, из рис. 13.1 видно, что вода для очистки выводится из напорного коллектора ГЦН, расположенного на отметке 14,50м. Между тем ниже этой отметки — до отметки 6,65 м— расположены значительные (на общей высоте почти 8 м) участки вса сывающей и напорной систем ГЦН. Отложения в этой части контура не могут быть удалены системой очистки реакторной воды (см. § 13.4). Наличие таких отложений опасно из-за возможности, по мере их накопления, периодического смыва с частичным осаждением на тепловыделяющих элемен­тах (твэлах).

Известно,    что    отложения    на   тешюобменных поверхностях парогенераторов АЭС могут приводить не

к разрушению трубок, а лишь к снижению теплообмена и уменьшению производительности парогенератора, а потому и мощности всей АЭС. Дня одноконтурных АЭС отложения на твэлах как в результате наноса шлама, так и за счет повышения концентраций примесей при парообразовании могут привести к перегреву оболочек, аварийному их разрушению* и значительной активации реакторной воды и получаемого из нее пара. Последнее неблагоприятно отразится на условиях эксплуатации всей АЭС, учитывая ее одноконтурность.

* Так  как тепловые нагрузки в реакторе велики (до 1,2—1,6 МВт/м²), то даже незначительные отложения могут  привести к неприятным последствиям.

Как естественные примеси, так и продукты коррозии, проходя через активную зону реактора, становятся радиоактивными. Характеристики радиоактивных изотопов естественных примесей воды реакторов и продуктов коррозии приведены в табл. 13.1 и 13.2, из которых видно, что наибольшее значение имеет радиоактивность продуктов коррозии как по характеру излучения (в основном у-излучение), так и по периоду полураспада. Если радиоактивные продукты коррозии отложатся на таких элементах реакторного контура, как детали главного циркуляционного насоса и арматура, то может ухудшиться их работа и доступность в дальнейшем для ремонта. Еще большие осложнения в ходе эксплуатации могут возникать при отложениях продуктов коррозии на элементах системы управления и защиты реактора.