Шахта с тепловым экраном реактора ВВЭР-440

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Содержание работы

 Внутрикорпусные устройства

Тепловые экраны, выемная корзина активной зоны, блок за­щитных труб в различных реакторах могут различаться по конструкции, однако принципиально они весьма схожи. Рассмотрим принцип действия внутриреакторных устройств на примере реакто­ра ВВЭР-440.

Шахта реактора с тепловым экраном (рис. 3.6) выполняет две основные функции: является несущей конструкцией внутрикорпус-


Рис 3.6   Шахта с тепловым экраном реактора ВВЭР-440.

1—втулка, 2—штырь со сферой, 3—крепежная переходная деталь, 4 — дросселирующие щиты, 5—шахта,6поверхность установки днища шахты, 7 — вставки, 8 — ограничители, 9— ребра крепления теплового экрана 10тепловой экран, 11— средняя часть шахты,12дистанционируюшие винты;13отверстия для выравнива­ния скоростей потока, 14– шпонка,15– кольцо, 16 отверстия под захват

ных элементов (в том числе активной зоны) и служит для разделения опускного (входного) и подъемного потоков теплоносителя. Конструкция шахты разработана таким образом, что максимально упрощаются разборка внутрикорпусных устройств и их извлечение из корпуса для осмотра и контроля состояния внутренней поверхности корпуса. В верхней части шахта удерживается крышкой посредством изогнутых трубных элементов. В нижней части сделан узел крепления шахты к корпусу 2, допускающий осевые компенсации температурных удлинений шахты относительно корпуса. Нижняя коробчатая часть (дросселирующие щиты 4) перфорирована системой отверстий для прохода воды в активную зону. В средней части шахты, в зоне, совпадающей с расположением активной зоны реактора, расположен тепловой экран 10, назначение которого— снизить поток нейтронов и γ-квантов на корпус реактора. Поскольку на некоторых ВВЭР наблюдались повреждения крепления теплового экрана (причина— вибрация экрана из-за пульсации давления теплоносителя в первом контуре), на реакторе ВВЭР-440 тепловой экран 10 приварен к обечайке шахты 11 и опирается на ребра крепления 9. Разработанный способ крепления надежен и за более чем 10-летний опыт эксплуатации ВВЭР-440 на Нововоронежской АЭС никаких повреждений в креплении экрана не обнаружено. Верхняя часть обечайки шахты реактора ВВЭР-440 перфорирована большим количеством отверстий (свыше 2000 отверстий диаметром 30 мм) для прохода воды в отводящие патрубки. На всех современных реакторах для снижения потерь давления вместо круглых отверстий используют прямоугольные или круглые «окна» большой площади.

В нижней части шахты установлено днище шахты (рис. 3.7). Днище фиксируется в сборке с помощью специальных вставок и шпонок Верхняя 4 и нижняя 1 плиты днища пронизаны системой обсадных труб 3, в которые опускаются топливные части кассет СУЗ. В нижней части каждой обсадной трубы расположено демпфирующее гидравлическое устройство, снижающее ударную нагрузку на кассеты СУЗ при падении. Верхняя плита днища 4 имеет круглые отверстия, через которые вода попадает в хвостовики топливных кассет активной зоны. В эти же отверстия 6 установлены дроссельные шайбы для профилирования расхода теплоносителя по радиусу реактора. На верхней плите имеются три дистанционирующих штыря 5, на которые установлена выемная корзина.

Рис. 3.7. Днище шахты реактора ВВЭР-440:

1—нижняя плита; 2—диффузор; 3—обсадная труба; 4—верхняя плита, 5 — дистанционирующие штыри; 6 место установки дроссельных шайб; 7 — монтажный люк

Следует отметить, что в реакторе ВВЭР-440 конструкция днища как впрочем, и наличие ее в реакторе вообще, определяется двухэтажной конструкцией кассет СУЗ, имеющих верхнюю (поглощающую) и нижнюю (топливную) части. Обычные топливные кассеты в активной зоне не перемещаются. Поэтому в большинстве зарубежных конструкций ВВРД, где не используются двухэтажные кассеты СУЗ, днище сборки в таком виде отсутствует, но, естественно, всегда имеется опорная плита, эквивалентная верхней плите 4 по своему назначению. (Примерно так выполнен этот узел и на отечественном реакторе ВВЭР-1000.)

Выемная корзина (рис. 3.8) предназначена для размещения рабочих кассет и кассет СУЗ. Собственно здесь и набирается из отдельных кассет активная зона реактора. Наружная поверхность устанавливаемой в сборку выемной корзины имеет цилиндрическую форму. Внутри корзины на уровне установки головок кассет приварен граненый пояс 5. Конфигурация его внутреннего контура, соответствует наружной конфигурации активной зоны. Между граненым поясом 5 и днищем корзины 8 установлены вытеснители воды Они в плане повторяют конфигурацию граненого пояса и служат для снижения неравномерности энерговыделения на границе активной зоны и отражателя. Для уменьшения протечек между корзиной и сборкой реактора на наружной поверхности нижней части корзины сделано лабиринтное уплотнение.

В днище корзины реактора ВВЭР-440 имеется 276 цилиндрических отверстий для прохода кассет СУЗ. Поскольку днище корзины воспринимает всю массу активной зоны, его толщина составляет 300 мм. Для облегчения технологии изготовления в последних реакторах ВВЭР конструкция днища изменена.

Над активной зоной в корпусе реактора расположен самостоятельный узел—блок защитных труб (рис. 3.9). Назначение блока защитных труб: дистанционирование кассет активной зоны, уравновешивание усилий всплытия кассет из-за перепада давления на активной зоне, а также защита приводов кассет СУЗ от гидродинамического воздействия потока теплоносителя, совершающего поворот на 90° к выходным патрубкам реактора. На внешней поверхности защитных труб крепятся каналы вывода детекторов температурного контроля и контроля энерговыделения. При перегрузке реактора блок защитных труб целиком извлекается из реактора. Ввиду высокой наведенной активности в нем он транспортируется в специальном защитном контейнере. Масса блока в сборе 23,8 т.

В современных ВВЭР обычно используется кластерная система регулирования. В этом случае для изменения реактивности перемещается не вся поглощающая кассета, а пучок стержней-поглотителей, регулярно размещенный в пучке твэлов.

Рис. 3.8. Выемная корзина реактора ВВЭР-365:

1 — отверстия под дистанционирующие штыри; 2 обечайки с лабиринтным уплотнением;

3, 4 каналы установки детекторов; 5 — граненый пояс; 6 — направляющие сегменты;

7 — отверстия под захват для транспортировки; 8—днище корзины; 9—место установки рабочих кассет; 10 — место прохода регулирующих кассет

Конструкция блока защитных труб при использовании кластерной системы регулирования существенно видоизменяется и усложняется. Однако назначение всех элементов остается прежним. Блок как бы разбивается по высоте на две части. Непосредственно над активной зоной число защитных труб значительно увеличивается. Выше защитные трубы, как и в реакторе ВВЭР-140, защищают только приводы системы СУЗ.

Все внутрикорпусные устройства реактора ВВЭР работают в весьма сложных условиях: агрессивная среда (вода), достаточно высокая температура (300—320°С), мощные потоки нейтронов и g-квантов из активной зоны реактора. Поэтому для внутрикорпусных устройств отечественных реакторов используется в основном нержавеющая аустенитная сталь ОХ18Н10Т, показавшая в процессе многолетней эксплуатации реакторов ВВЭР хорошую работоспособность и высокую надежность.

Рис. 3.9. Блок защитных труб реактора ВВЭР-440:

1— направляющие для кассет; 2 плита; 3 дистанционирующая обечайка; 4 трубки детекторов температурного контроля; 5—шахта;  6—корпус; 7—прижимы; 8—крышка; 9– трубка детекторов энерговыделения; 10вспомогательная обечайка.

Похожие материалы

Информация о работе