Конструкция современных реакторов (Реактор ВВЭР-1000), страница 3

Реактор имеет две петли первого контура Внутренний диаметр подводящих теплоноситель трубопроводов равен 710 мм, отводящих—910 мм. Трубопроводы первого контура выполнены из углеродистой легированной стали и плакированы изнутри нержавеющей сталью. На каждой петле первого контура работают два ГЦН мощностью по 5400 кВт и производительностью 20000 м3/ч каждый.

Схема движения теплоносителя в реакторе—обычная: вода совершает опускное движение, охлаждая корпус и тепловые экраны, попадает в нижнюю часть корпуса и через перфорированное распределительное устройство поступает на вход в активную зону, В активной зоне вода движется снизу вверх. Температура воды на входе в реактор 290 °С, па выходе из реактора 318°С, давление 15,0 МПа. Общее количество теплоносителя в первом контуре составляет 334 м3.

Активная зона реактора — цилиндр с эквивалентными размерами Dэк =327 см и Hэк=368 см. Активная зона набирается из 177 ТВС (рис. 3.13) с 225 стержнями, из которых 208 содержат ядерное топливо, т. е. являются твэлами, 16 перемещаемых стержней с поглощающим нейтроны материалом относятся к СУЗ и центральный пустой стержень служит для размещения одного из детекторов для внутризонных измерений. Оболочки твэлов изготовлены из сплава циркалой-4 толщиной 0,67 мм.

В качестве ядерного топлива используются таблетки из двуокиси урана диаметром 9,4 мм. Обогащение топлива различно в трех условных концентрических зонах: в центре—2,05%, в средней части—2,1% и на периферии—2,15%. Общая загрузка урана 83 т. Средняя энергонапряженность активной зоны 84,1 МВт/м3. Средняя энергонапряженность топлива 31,1 кВт/кг урана. Среднее выгорание топлива 28800 МВт-сут/т урана, максимальное достигает 51300 МВт-сут/т урана.

Поверхность теплообмена в одной кассете равна 26,1 м2, а общая поверхность теплообмена в активной зоне—4620 м2. Скорость воды 4,8 м/с, что обеспечивает средний коэффициент теплоотдачи в зоне 2,83 Вт/(см2∙°С). Средний тепловой поток на поверхности твэлов—54,1 Вт/см2, максимальный—168,6 Вт/см2. Отсюда максимальная температура оболочки твэла достигает 345 °С. Перепад давления в активной зоне равен примерно 0,1 МПа.

Реактор АЭС «Библис-А» (ФРГ) — один из крупнейших действующих PWR. Тепловая мощность реактора 3517 МВт, электрическая мощность 1200 МВт, КПД нетто 32,7%. Реактор сдан в эксплуатацию в 1975 г. По завершении строительства на АЭС будут работать три блока примерно равной мощности.

Корпус реактора выполнен из легированной стали с наплавкой из нержавеющей стали по всей внутренней поверхности. Габариты корпуса: высота 13,25 м, внутренний диаметр 5,0 м; толщина цилиндрической части 235 мм; толщина наплавки 7 мм. Днище корпуса реактора и крышка имеют сферическую форму. Масса корпуса 385 т, крышки 128 т. Допустимое давление в корпусе 17,45 МПа при температуре 350 °С.

Система охлаждения реактора состоит из четырех одинаковых петель, в каждой из которых расположен один парогенератор вертикального типа с U-образными трубками и один циркуляционный насос. Общий расход воды через реактор 72000 т/ч. Он равномерно распределен по всем петлям. Вода под давлением 15,4 МПа при температуре 284,4°С поступает в реактор. Проходя активную зону снизу вверх, она нагревается до 316,6 °С. Во втором контуре генерируется пар с параметрами: давлением 5,0МПа и температурой 265,2 °С. На АЭС установлен один турбогенератор мощностью 1200 МВт.

Активная зона, имеющая Dэк =3,605 м; Hэк=3,9 м, набирается из 193 ТВС, составляющих загрузку реактора—102,7 т урана.

ТВС в плане имеет квадратное сечение со стороной 230 мм. Ее высота 4,905 м. Твэлы расположены в квадратной решетке с шагом 14,3 мм. Всего в кассете размещено 236 твэлов. Остальные ячейки в решетке заняты 20 трубками для ввода в зону стержней регулирования. Цилиндрические твэлы имеют внешний диаметр 10,75 мм. Оболочка твэла толщиной 0,72 мм выполнена из циркониевого сплава циркалой-4. В качестве топлива используются таблетки двуокиси урана внешним диаметром 9,1 мм. Для выравнивания энерговыделения активная зона разбита на четыре подзоны с разным обогащением топлива: первая подзона (от центра) обогащением 2,18% (49 кассет); вторая—.2,38% (48 кассет); третья—2,53% (48 кассет); четвертая—3,19% (48 кассет). Обогащение топлива, догружаемого в реактор, 3%. Общая масса кассеты 830 кг. Среднее выгорание топлива в реакторе 23000 МВт∙сут/т U.

При эксплуатации реактора на номинальной мощности средняя плотность теплового потока в зоне составляет 57,1 Вт/см2, линейная мощность твэла 194,2 Вт/см, средняя энергонапряженность в активной зоне 87 МВт/м3, энергонапряженность топлива 34 МВт/т.