Конструкция современных реакторов (Реактор ВВЭР-1000)

Конструкция современных реакторов

Реактор ВВЭР-1000—наиболее совершенный реактор данного типа, выпускаемый в СССР. Головной образец работает наНововоронежской АЭС (V блок станции). Реактор введен в эксплуатацию в 1980 г.

Тепловая мощность реактора ВВЭР-1000 составляет 3000 МВт, электрическая мощность 1000 МВт, КПД нетто 31,7 %. Реактор работает в составе двухконтурной схемы. Во втором контуре генерируется насыщенный пар с температурой 274 °С и давлением 6,0 МПа. На Нововоронежской АЭС во втором контуре ВВЭР-1000 установлены две турбины К-500-1500 мощностью по 500 МВт каждая. В дальнейшем подобные установки будут иметь одну турбину К-1000, производство которой уже освоено.

Корпус реактора (см рис.) выполнен в виде вертикального цилиндра с эллиптическим днищем. Высота корпуса 11,0 м; диаметр 4,5 м. Материал корпуса—низколегированная хромо-молибденованадневая сталь 15Х2НМФА. Толщина стенки корпуса в цилиндрической части 190 мм, в районе патрубков 210 мм. Изнутри корпус имеет нержавеющую наплавку толщиной 8 мм. Крышка корпуса — эллиптическая. Рабочее давление в корпусе 16,0 МПа; расчетное давление 18,0 МПа; давление гидроиспытаний 25,0 МПа.

Рис. П.8.3. Кассета реактора ВВЭР-1000: 1—сборка твэлов; 2—чехловая тpyбa; 3— 12 направляющих каналов для поглощающих стержней (клас­теров);4—направляющий канал датчика контроля энерго­выделения; 5—штанга; 6—блок защитных труб; 7—плавающая штанга; 8—поглощающие эле­менты; 9 — подпружиненные штыри Рис. П.8.4. Твэл реакгора ВВЭР-1000: 1 -концевая деталь; 2—обо­лочка; 3 –сердечник-таблеткаиз UO2

Второй контур реактора имеет четыре независимые петли, в каждой из которых установлен один циркуляционный насос вертикального исполнения с вынесенным электродвигателем, организованными протечками и с инерционной массой.

	Рис. П.8.3. Кассета реактора ВВЭР-1000: 1—сборка твэлов; 2—чехловая труба; 3—12 направляющих каналов для поглощающих стерж­ней (кластеров); 4—направляющий канал датчика контроля энерго­выделения; 5—штанга; 6—блок защитных труб; 7—плавающая штанга; 8—поглощающие элементы; 9— подпружиненные штыри Рис. П.8.4. Твэл реактора ВВЭР-1000: / -концевая деталь; 2—оболочка; 3 -сердечник-таблетка из UO^ 318

 

При напоре 0,65 МПа производительность каждого насоса составляет 20 000 м²/ч. В каждой петле работает один парогенератор горизонтального типа паропроизводительностью 1470 т/ч.

В реакторе использована традиционная схема движения теплоносителя: опускное движение воды вдоль корпуса и подъемное движение в активной зоне. Температура воды на входе в реактор 289°С, на выходе 322 °С, давление 16,0 МПа. Отвод остаточного тепловыделения при расхолаживании реактора осуществляется в режиме естественной циркуляции.

Активная зона ВВЭР-1000 имеет форму, близкую к цилиндру с эквивалентными высотой 355 см и диаметром 312 см. Зона набирается из 151 тепловыделяющих сборок. В центре кассеты расположена трубка для размещения детектора энерговыделения или температуры. Всего в кассете заключен 331 стержень, из которых 12 используются как направляющие для перемещения подвижных поглотителей, один—для размещения указанных выше детекторов, а остальные 318—твэлы. Оболочка кассеты шестигранная с размером под ключ 238 см. Она выполнена из сплава циркония с ниобием толщиной 1,5 мм, Общая высота кассеты 4,66 м. Между кассетами имеется водяной зазор в 1,5 мм. Оболочки гладких цилиндрических твэлов изготовлены из сплава циркония с ниобием. Наружный диаметр оболочки 9,1 мм, толщина 0,65 мм, длина 3,8 м, активная длина (занимаемая топливом) 3,55 м. В оболочку заложены таблетки двуокиси урана с обогащением 3,3 %. Диаметр топливной таблетки 7,55 мм. Твэлы в кассете расположены по треугольной решетке с шагом 12,75 мм. Общая загрузка топлива в реактор составляет 75 т двуокиси урана. Средняя удельная мощность активной зоны 111 МВт/м³

Общая поверхность теплопередачи в активной зоне 789 м², средний тепловой поток 64 Вт/см², максимальный тепловой поток в зоне 173 Вт/см². Средняя скорость воды в кассетах 5,3 м/с, а максимальная скорость не превосходит 6,0 м/с. Обеспечивается следующий тепловой режим работы твэла: максимальная температура топлива 1600°С, максимальная температура оболочки 350°С, средний перепад температуры на оболочке твэла 23°С.