Канальный тип реактора с графитовым замедлителем и водяным теплоносителем, страница 11


Тепловыделяющая часть канала РБМК-1000 (рис. 1.6 2.31) состоит из двух ТВС, несущего центрального стержня, хвостовика, штан­ги, наконечника. ТВС собирается из 18 твэлов стержневого типа диаметром 13,5х0,9 мм, каркаса и крепежных деталей; ТВС взаимозаменяемы.

Каркас состоит из центральной трубы, на которой закреплены одна концевая и десять дистанционирующих решеток. Дистанционирующие решетки служат для обеспечения требуемого расположения твэлов в поперечном сечении ТВС и крепятся в центральной трубе. Крепление дистанционирующих решеток позволяет им смещаться вдоль оси на расстояние 3,5 м при тепловом расширении твэлов. Крайняя дистанционирующая решетка крепится на шпонке для увеличения жесткости против скручивания пучка.

Дистанционирующая решетка представляет собой сотовую конструкцию и собирается из центральной, шести промежуточных, двенадцати периферийных ячеек и обода, соединенных между собой точечной контактной сваркой. На ободе предусмотрены дистанцио-нирующие выступы.

Центральная труба ТВС на конце имеет прямоугольныйсрез наполовину диаметра для стыковки ТВС друг с другом в канале. При этом обеспечивается необходимая соосность твэлов двух ТВС и исключается поворот их относительно друг друга.

Твэлы жестко закреплены в концевых решетках ТВС (на верхней и нижней границах активной зоны), и при работающем реакторе зазор в центре активной зоны выбирается за счет термического расширения. Сокращение расстояния между твэлами в центре активной зоны уменьшает всплеск тепловыделения и снижает температуру топлива и конструкционного материала в зоне заглушек твэлов. Использование двух ТВС по высоте активной зоны позволяет каждой сборке работать в зоне как максимума, так и минимума энерговыделения по высоте.

Все детали ТВС кроме штанги и дистанционирующих решеток изготовляются из циркониевого сплава. Штанга, служащая для соединения сборки с подвеской, и дистанционирующие решетки выполнены из нержавеющей стали Х18Н10Т.

Анализ теплогидравлических и прочностных характеристик реактора РБМК-1000 выявил имеющиеся резервы по увеличению мощности установки. Увеличение критической мощности технологического канала, т. е. мощности, при которой на поверхности твэлов наступает кризис теплообмена, сопровождающийся недопустимым повышением температуры циркониевой оболочки, было достигнуто введением в тепловыделяющую сборку интенсификаторов теплообмена. Применение решеток-интенсификаторов с осевой закруткой потока теплоносителя позволило увеличить мощность технологического канала РБМК-1000 в 1,5 раза. Конструкция ТВС РБМК-1500 отличается от конструкции ТВС РБМК-1000 тем, что в верхней ТВС используются дистанционирующие решетки-интенсификаторы, в остальном конструкция ТВС не имеет принципиальных отличий. Сохранение сопротивления контура циркуляции достигается снижением расхода теплоносителя.

Увеличение мощности ТВС вызывает соответствующее увеличение линейной мощности твэлов до 550 Вт/см. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что такой уровень линейной мощности не является предельным. На ряде станций США максимальные линейные мощности составляют 570—610 вт/см.

Для монтажа и замены корпуса технологического канала в процессе эксплуатации, а также для организации надежного теплоотвода для графитовой кладки к каналу на средней части его находятся кольца «твердого контакта» (рис. 1.7 2.32).

 Разрезные кольца высотой 20 мм размещаются по высоте канала вплотную друг к другу таким образом, что каждое соседнее кольцо имеет надеж­ный контакт по цилиндрической поверхности либо с трубой кана­ла, либо с внутренней поверхностью графитового блока кладки, а также по торцу между собой. Минимально допустимые зазоры канал—кольцо и кольцо—блок определяются из условия недопустимости заклинивания канала в кладке в результате радиационной усадки графита и увеличения диаметра канала в результате ползучести материала трубы. Незначительное увеличение зазоров приведет к ухудшению теплоотвода от графита кладки.