Тенденции развития водо-водяного энергетического реактора, страница 2

Примечание. Числа, помеченные «*», относятся к работе реактора в режиме двух перегрузок за кампанию.

Необходимо отметить, что в расчетах запаса до критических тепловых нагрузок в реакторе большое значение имеет достоверность данных по q_кр в реальных условиях. Проведенные обширные эксперименты на реальных моделях, а также накопленный опыт эксплуатации позволили уменьшить значение k₃ до 1,35—1,50 и тем самым заметно увеличить значение максимальной мощности кассеты.

В большинстве современных реакторов максимальное значение линейной плотности теплового потока q_l^макс составляет ~500 Вт/см. При таком значении q_l^макс температура в центре твэла достигает 2300—2400 °С. Дальнейшее повышение линейной плотности теплового потока может привести к плавлению топлива в отдельных участках, что повлечет за собой резкое изменение его плотности по высоте и интенсивное выделение газообразных продуктов деления. Многими опытами показано, что твэлы могут длительное время работать с расправленной центральной зоной при условии сохранения целостности керамического слоя, отделяющего расплавленную зону от циркониевой оболочки. Однако в настоящее время нет твердого мнения о возможности в реальных условиях допускать плавление топлива даже в отдельных твэлах.

Все перечисленные выше меры позволили повысить объемную мощность реактора от ~50 до 110 МВт с 1 м³ активной зоны и создать реакторы большой мощности, имеющие относительно небольшой корпус.

Современные реакторы с водой под давлением по мощности можно условно разделить на три группы (см. рис. 10.15) а) средней (500 МВт); б) повышенной (900 МВт); в) большой мощности (1200 МВт и выше). Мощность реактора влияет только на выбор числа циркуляционных петель, рабочих кассет и регулирующих стержней в активной зоне. Это позволяет полностью унифицировать технологическое оборудование АЭС и значительно сокращает расходы на ее проектирование и сооружение.

Необходимо отметить, что большую роль в увеличении мощности реактора сыграло также укрупнение основного технологического оборудования АЭС. Создание мощных парогенераторов, главных циркуляционных насосов, трубопроводов внутренним диаметром до 800—900 мм на давление до 16 МПа позволило даже уменьшить число петель первого контура по сравнению с реакторами первого поколения. Электрическая мощность, приходящаяся на одну петлю в современных реакторах, составляет 250—300 МВт. Поэтому в реакторах с электрической мощностью Q_эл = 500—600 МВт имеется, как правило, две петли, а в реакторах с Q_эл = 1000—1300 МВт — четыре.