Эксплуатация атомных энергоблоков

Корпус реактора.

Корпус является основным несущим элементом конструкции реактора, организующим пространственную организацию частей и компонентов и во многом определяющим надежность и долговечность энергоблока АЭС в целом. Корпус образуется из свариваемых кольцевых элементов:

верхний фланец;

верхняя обечайка зоны патрубков («горячих» патрубков);

нижняя обечайка зоны патрубков («холодных» патрубков);

опорная обечайка;

верхняя цилиндрическая обечайка;

нижняя цилиндрическая обечайка;

эллиптическое днище.

Все элементы изготавливаются из цельных отливок и не имеют продольных свар­ных швов.

Верхний фланец обеспечивает соединение корпуса реактора с крышкой верхнего блока. Для соединения корпуса с крышкой в плоскости фланца выполнены от­верстия (гнезда) с резьбой под шпильки.

Центры отверстий расположены на окружности.

На внутренней поверхности фланца выполнен выступ (бурт), на который при сбор­ке реактора опирается внутрикорпусная шахта.

Патрубки предназначены для прикрепления главных циркуляционных трубопрово­дов. Через нижние патрубки теплоноситель подводится, через верхние – отводится.

Разнесение подводящих и отводящих патрубков в два ряда по высоте с гори­зонтальным разделением входного и выходного потоков – характерный признак россий­ского дизайна. В реакторах западного дизайна все патрубки выполнены в один ряд в пре­делах одной обечайки с вертикальным разделением потоков.

Российское решение позволяет увеличить запас воды в корпусе реакторе и тем са­мым улучшить показатели безопасности.

На внутренней поверхности верхней обечайки зоны патрубков (ниже выходных «горячих» патрубков) сваркой устанавливается т.н. разделительное кольцо. С помощью этого кольца и внутрикорпусной шахты герметично отделены входящий (холодный) и вы­ходящий (горячий) потоки теплоносителя.

На наружной поверхности опорной обечайки выполнен сплошной кольцевой вы­ступ (бурт), на котором корпус реактора устанавливается  в бетонной шахте.

Крышка с верхним блоком.

Сверху на корпус устанавливается и герметично закрепляется крышка с верхним блоком. Крышка состоит из эллиптической части и фланца. Посредством фланца крышка прикрепляется у фланцу корпуса. На эллиптической части крышки сваркой установлены фланцы для установки приводов системы управления и защиты.

Активная зона.

В активной зоне расположено ядерное топливо и осуществляется управляемая цеп­ная ядерная реакция с выделением тепловой энергии.

Активная зона ВВЭР-1200 разработана с учетом необходимости повышения пара­метров, определяющих технико-экономические показатели АЭС (единичная мощность, коэффициент полезного действия, коэффициент использования установленной мощности) относительно серийного реактора ВВЭР-1000.

Увеличены объем загружаемого топлива и величина обогащения.

Это потребовало изменений в конструкции тепловыделяющих сборок (ТВС) и теп­ловыделяющих элементов (ТВЭЛ).

Для ТВС для ВВЭР-1200 основу взята ТВС-2М, спроектированная для ВВЭР-1000 со следующими изменениями:

- в габаритах данной ТВС увеличена высота топливного столба.

- Увеличен диаметр топливной таблетки и уменьшен диаметр центрального от­верстия.

- Увеличена максимальная величина обогащения загружаемого топлива.

Активная зона реактора ВВЭР-1200 сформирована из тепловыделяющих сбо­рок (ТВС), расположенных в плотной треугольной упаковке. Соответственно, каждая теп­ловыделяющая сборка имеет в плане вид правильного шестиугольника.

Каждая тепловыделяющая сборка представляет собой пакет стержневых тепловы­деляющих элементов (ТВЭЛ). Тепловыделяющие элементы внутри ТВС, также как и ТВС внутри активной зоны, расположены в плотной треугольной упаковке. Компоновка ТВЭЛ и ТВС по треугольной упаковке является особенностью российского дизайна. Подобная компоновка позволяет разместить в заданном объеме корпуса максимальное количество ядерного топлива и получить максимальную величину поверхности теплообмена.

Активная зона реактора ВВЭР-1200 состоит из тепловыделяющих сборок (ТВС), в части из которых, в соответствии с картограммой активной зоны, размещаются поглощающие сборки системы управления и защиты (ПС СУЗ).

ТВС предназначены для генерирования тепла и передачи его с поверхности тепло­выделяющих элементов.

ПС СУЗ предназначены для быстрого прекращения ядерной реакции в активной зоне, поддержания мощности на заданном уровне и ее перевода с одного уровня на дру­гой, выравнивания поля энерговыделения по высоте активной зоны.


Поглощающая сборка системы управления и защиты

Рис. - Поглощающая сборка СУЗ. Общий вид.

Поглощающая сборка системы управления и защиты (ПС СУЗ) состоит из стержневых поглощающих элементов, головки (траверсы), пружин и гаек.

Стержневые поглощающие элементы расположены в два ряда (в два кольца)

Каждый ПЭЛ представляет собой цилиндрическую оболочку, загерметизиро­ванную с обоих концов концевыми деталями: снизу – конусом, сверху - наконечником.

Внутренний объем оболочки заполнен поглощающим материалом.

Головка ПС СУЗ состоит из центральной втулки и радиальных консольных ре­бер. В консольных ребрах выполнены отверстия (гнезда), для наконечников ПЭЛ. Втулка головки ПС СУЗ сцепляется со штангой привода СУЗ.

Пружины установлены на наконечниках ПЭЛ по обе стороны (выше и ниже) от консольного ребра и предназначены для демпфирования при перемещениях ПС СУЗ в ак­тивной зоне.

Направляющие каналы ПС СУЗ

Стержни (поглощающие элементы) перемещаются в трубчатых каналах, включенных в общую гексагональную структуру ТВС, занимая места ТВЭЛ.

Атомная энергетика