Стартовая >> Архив >> Генерация >> Реакторные установки ВВЭР для АЭС

Описание оборудования и систем - реакторная установка ВВЭР-1000 (В-320) - Реакторные установки ВВЭР для АЭС

Оглавление
Реакторные установки ВВЭР для АЭС
Введение
Первая реакторная установка ВВЭР
Механизмы управления и защиты ВВЭР-1
Парогенераторы ПГВ-1
Трубопроводы и задвижки Ду 500
Научно-исследовательские и экспериментальные работы по ВВЭР-1
Исследовательские работы по топливным сборкам и их материалам ВВЭР-1
Исследовательские работы по механизмам и электрооборудованию СУЗ ВВЭР-1
Исследования механической прочности гибов труб Ду 500, парогенератора ВВЭР-1
Монтаж и наладка 1-го блока НВАЭС
Итоги эксплуатации 1-го блока НВАЭС
Опыт проведения капитальных ремонтных работ на реакторной установке
ВВЭР для АЭС Райнсберг
Реакторная установка ВВЭР-365 (В-3М)
Научно-исследовательские и экспериментальные работы по РУ В-3М
Основные этапы создания реакторных установок ВВЭР-440 и ВВЭР-1000
Реакторная установка ВВЭР-440 (В-179)
Основные технические решения реактора В-179
Биологическая защита реактора и оборудование шахтного объема В-179
Основное оборудование реакторной установки В-179
Система перегрузки активной зоны В-179, обоснование проекта
Работы для обоснования конструктивных решений В-179
Реакторная установка ВВЭР-440 (В-230) для головной АЭС
Установка реактора и оборудование шахтного объема ВВЭР-440 (В-230)
Оборудование первого контура ВВЭР-440 (В-230)
Расчетное обоснование проекта ВВЭР-440 (В-230)
Результаты монтажа, пусконаладки и начальной эксплуатации (В-230)
Реакторная установка ВВЭР-440 (В-213) для АЭС Ловииза
Описание основного оборудования РУ В-213
Расчетное обоснование проекта ВВЭР-440 (В-213) для АЭС Ловииза
Экспериментальное обоснование проекта ВВЭР-440 (В-213) для АЭС Ловииза
Результаты пуско-наладочных работ на 1 и 2 блоках АЭС Ловииза
Дополнительные мероприятия по безопасности на АЭС Ловииза
Реакторная установка ВВЭР-440 (В-270) для АЭС в сейсмическом районе
Обеспечение безопасности АЭС в условиях сейсмичности, пуск и ввод в эксплуатацию
Реакторная установка ВВЭР-440 (В-318) для АЭС Хурагуа
Мероприятия по повышению безопасности АЭС с РУ ВВЭР-440
Оценка основных технических решений РУ ВВЭР-Ф40
Реакторные установки ВВЭР-1000
Основные решения в проекте РУ В-187
Расчетное обоснование проекта РУ В-187
Сравнение реакторной установки ВВЭР-1000 (В-187) с зарубежными аналогами
Результаты пуско-наладочных работ и первого этапа эксплуатации реакторной установки ВВЭР-1000 5 блока НВАЭС
Реакторные установки ВВЭР-1000 (В-302 и В-338) для АЭС малой серии
Реакторная установка ВВЭР-1000 (В-320) для АЭС большой серии
Описание оборудования и систем - реакторная установка ВВЭР-1000 (В-320)
Система компенсации давления - реакторная установка ВВЭР-1000 (В-320)
Системы нормальной эксплуатации, управления и защиты реакторной установки ВВЭР-1000
Системы безопасности реакторной установки ВВЭР-1000
Мероприятия по повышению эксплуатационной надежности и ресурса парогенераторов РУ ВВЭР-1000
Поисковые работы по реакторной установке ВВЭР-500 (В-271)
Поисковые работы по реакторным установкам типа ВВЭР
Поисковые работы по реакторным установкам ВВЭР-2000, ВВЭР-1500, ВВЭР-1100
Новые проекты реакторных установок ВВЭР
Краткое описание основного оборудования РУ В-407
Реакторная установка ВВЭР-1000 (В-392)
Разработка систем управления запроектными авариями в проекте РУ В-392
Реакторная становка ВВЭР-1500
Реакторные установки ВВЭР-1000 для АЭС в Китае, Иране и Индии
Сравнительные характеристики реакторных установок ВВЭР-1000
Обоснование нейтронно-физических характеристик активной зоны ВВЭР-1000
Подходы к обоснованию нейтронно-физических характеристик реактора ВВЭР-1000
Результаты расчета нейтронно-физических характеристик топливных загрузок активной зоны ВВЭР-1000
Обоснование теплогидравлических характеристик реакторной установки ВВЭР
Основные результаты теплогидравлического расчета системы охлаждения реактора ВВЭР
Расчетное обоснование прочности реакторных установок ВВЭР
Современная практика расчетного обоснования прочности, основные критерии и методы
Экспериментально-исследовательское обоснование проектов РУ ВВЭР
Конструкционные материалы основного оборудования и трубопроводов реакторных установок ВВЭР
Конструкционные материалы основного оборудования и трубопроводов первого контура ВВЭР
Обоснование конструкционной прочности - продление срока службы РУ ВВЭР
Современные подходы к обоснованию конструкционной прочности оборудования реакторных установок
Исследования напряжений в оборудовании АЭС и обоснование нормативных подходов
Обоснование прочности конструкций при нестационарных термических воздействиях
Обоснование работоспособности оборудования в условиях коррозионной среды
Конструкционная прочность оборудования в условиях воздействия потока нейтронов
Участники создания реакторных установок ВВЭР
Список литературы

Реакторная установка включает главный циркуляционный контур (реактор и четыре циркуляционные петли), систему компенсации объема, пассивную часть системы аварийного охлаждения зоны.
Реактор, парогенераторы, главные циркуляционные насосы, компенсатор объема, емкости САОЗ, элементы главных циркуляционных трубопроводов Ду 850 аналогичны применяемым в реакторной установке В-302 и отличаются более усиленным закреплением от сейсмических нагрузок, рассчитанных на 8 баллов.
Компоновка реакторной установки В-320 (см. рис. 7.10) из-за отсутствия главных запорных задвижек, имеет новое решение в трассировке главных трубопроводов, формировании строительной части и закреплении оборудования. Главные трубопроводы короче на 10% за счет исключения двух гибов на каждой петле, соответственно уменьшилось количество аварийных опор-ограничителей. Уменьшилась металлоемкость опорных конструкций ΓЦΗ и парогенераторов за счет отказа от рам для ГЦН и металлических опор- тумб для парогенераторов.
Реакторная установка расположена в герметичном здании, имеющем форму цилиндра с куполом. Герметичная плита, замыкающая снизу герметичный объем и воспринимающая нагрузки от оборудования реакторной установки, находится на отметке 14 м. От центра плиты вверх до пола реакторного зала, расположенного на отметке 37 м, поднимается железобетонный ствол-шахта внутренним диаметром 6 м и толщиной стенки 3м, являющийся опорой реактора. Параллельно герметичной плите выше ее расположены три железобетонные перекрытия, связанные с шахтой и имеющие между собой вертикальные связи-стены.
Первое и второе перекрытия (считая от герметичной плиты) служат для размещения оборудования и трубопроводов и воспринимают весь спектр нагрузок от оборудования, включая сейсмические нагрузки, и передают его на герметичную плиту и шахту.
Третье перекрытие служит для организации пола реакторного зала и воспринимает на себя, в основном, нагрузки монтажные (при перестроповке оборудования), а также нагрузки от оборудования при его ремонте. Сейсмостойкость оборудования обеспечивается, в основном, за счет дополнительных опор и раскреплений.
Для высоких сосудов (компенсатор объема, емкость САОЗ), имеющих в обычном несейсмическом исполнении только одну нижнюю неподвижную опору, применяется дополнительная опора в верхней части сосудов. Не препятствуя термическому расширению сосуда вверх и в радиальном направлении, при толчках она не позволяет «голове» сосуда смешаться в горизонтальной плоскости и удерживает сосуд в вертикальном положении. Парогенераторы и ГЦН, установленные на опорах качения для уменьшения термических напряжений в главных трубопроводах, закрепляются гидроамортизаторами. Гидроамортизаторы, не препятствуя термическим перемещениям оборудования во всех режимах разогрева- расхолаживания, становятся жесткими при сейсмических толчках. Для этого в амортизаторах имеются специальные клапаны, настроенные на определенную скорость перемещения поршня в цилиндре. Максимальные смещения оборудования, снабженного гидроамортизаторами, при сейсмических толчках составляют 5 мм.
Гидроамортизаторы устанавливаются также на трубопроводах системы компенсации объема и САОЗ.
Для ограничения смешения оборудования и предотвращения образования летящих предметов, могущих разрушить герметичную оболочку, при внезапном поперечном разрыве трубопроводов предусмотрены элементы крепления (ограничители, аварийные тросы, тяги), удерживающие трубопроводы и подвижное оборудование от больших смещений и ударов о соседнее оборудование.

Реактор ВВЭР-1000 (В-320) (рис.7.11) включает следующие компоненты:

  1. корпус реактора;
  2. внутрикорпусные устройства (шахта, блок защитных труб, выгородка);
  3. активная зона;
  4. верхний блок.

В цилиндрической части корпуса имеется 13 патрубков: 4 патрубка внутренним диаметром 850 мм для входа теплоносителя и 4 таких же патрубка для выхода теплоносителя; 4 патрубка внутренним диаметром 350 мм для организации аварийного охлаждения; 1 патрубок диаметром 100 мм для вывода импульсных трубок системы внутриреакторного контроля. Для закрепления корпуса реактора в бетонной шахте на цилиндрической части корпуса предусмотрен опорный бурт. Корпус выполнен из легированной углеродистой стали 15Х2НМФА, внутренняя поверхность корпуса покрыта нержавеющей наплавкой.
Внутри корпусная шахта служит для размещения активной зоны и организации потока теплоносителя внутри реактора. Шахта выемная - для возможности осмотра внутренней поверхности и патрубков корпуса реактора. Эллиптическое днище шахты совместно с опорными «стаканами» является опорой и дистанционирующим элементом для активной зоны.

Рис. 7.10 Компоновка реакторной установки ВВЭР-1000 (В-320)
1 - реактор, 2 - парогенератор, 3 — главный циркуляционный насос, 4 — главный циркуляционный трубопровод «холодная» нитка, 5 — компенсатор давления, 6 — герметичная плита, 7 — шахта, 8 — палуба реакторного зала

Блок защитных труб (БЗТ) служит для фиксации и дистанционирования головок ТВС, защиты органов регулирования и штанг приводов органов регулирования от воздействия потока теплоносителя, удержания ТВС от всплытия, разводки измерительных каналов внутриреакторного контроля, обеспечения равномерного выхода теплоносителя из активной зоны.
Выгородка устанавливается внутри шахты вокруг активной зоны, служит для дистанционирования периферийных кассет. Одновременно она является элементом защиты корпуса реактора от нейтронного облучения.
Внутрикорпусные устройства выполняются из нержавеющей стали 08Х18Н10Т.
Активная зона состоит из устанавливаемых цилиндрическими хвостовиками в гнезда опорных стояков днища шахты реактора ТВС, содержащих 312 твэл. Усилия, действующие на ТВС, воспринимаются каркасом, состоящий из 18 направляющих и одной центральной трубы. Эти трубы закрепляются на головке и в нижней опорной решетке ТВС. Твэлы дистанционируются решетками, закрепленными на трубах. Направляющие трубы служат для размещения в них поглощающих элементов и датчиков температурного и нейтронного контроля. ТВС активной зоны содержит кроме твэлов орган регулирования, представляющий собой соединенный пучок из 18 аксиально перемещаемых поглощающих элементов.
Верхний блок служит для уплотнения главного разъема реактора, размещения приводов органов регулирования системы управления и защиты (СУЗ), уплотнения выводов датчиков системы внутриреакторного контроля (ВРК).
Крышка верхнего блока имеет форму усеченного перфорированного эллипсоида с фланцем. Во фланце выполнены отверстия под шпильки главного разъема реактора. На крышке имеется 92 патрубка, из которых 61 предназначен для размещения приводов СУЗ, 16 — для вывода датчиков нейтронного контроля, 14 — для температурного контроля и один патрубок под воздушник. Крышка реактора изготовлена из легированной углеродистой стали 15Х2НМФА, а ее внутренняя поверхность покрыта нержавеющей наплавкой.
На верхний блок устанавливается блок электроразводок, который служит для размещения и подключения электрокоммуникаций приводов СУЗ и кабелей системы внутриреакторного контроля.
Через блок электроразводок осуществляется закрепление верхнего блока от перемещений при сейсмических воздействиях.

Реактор ВВЭР-1000
Рис. 7.11 Реактор ВВЭР-1000
1 - привод 111ЭМ, 2 - чехол КНИ, 3 — верхний блок, 4 — БЗТ, 5 — кольцо упорное. 6 - внутрикорпусная шахта, 7 — кольцо опорное, 8 — выгородка, 9 — корпус сварной, 10 — активная зона, 11 - патрубок САОЗ, 12 - опорные «стаканы» ТВС, → - вход теплоносителя, → — выход теплоносителя

Рис. 7.12 Тепловыделяющая сборка реактора В-320:
1 - головка, 2 — канал направляющий, 3 — труба центральная, 4 — элемент тепловыделяющий, 5 — решетка дистанционирующая, 6 — решетка нижняя, 7 — хвостовик

Парогенератор ПГВ-1000

Конструкция и основные решения парогенератора для РУ В-320 аналогичны парогенератора других типов РУ (В-187, В-302 и В-338), поэтому описание парогенератора в разделе 7.1 полностью используется при рассмотрении ПГВ-1000 для РУ В-320.

Технические характеристики ПГВ-1000


Тепловая мощность, МВт

750

Паропроизводительность (расчетная), т/час

1470

Давление генерируемого пара (на выходе из ПГ), МПа

6.27

Температура пара, °C

278

Температура питательной воды, °C

164-220

Температура теплоносителя, °C на входе в ПГ на выходе из ПГ

320
290

Расход теплоносителя, м3/час

21200

Давление теплоносителя, МПа

15,7

Скорость теплоносителя в трубках, м/с

4,2

Коэффициент теплопередачи средний (с учетом загрязнения), кВт/м2к

5,4

Удельный тепловой поток (средний), кВт/м2

123

Полная поверхность теплообмена, м2

6115

Гидравлическое сопротивление по тракту теплоносителя, МПа

0,120

Приведенная скорость выхода пара с зеркала испарения, м/с

0,382

Влажность пара (расчетная), %

менее 0,2

Величина непрерывной продувки, % от паропроизводительности

1,0

Конструкторские характеристики


Размеры корпуса, мм средняя длина диаметр внутренний максимальная толщина

14500 4000 145

Размеры коллектора (перфорированная часть), мм наружный диаметр

1176

максимальная толщина

171

Количество теплообменных труб, шт

11000

Парогенератор ПГВ-1000М
Рис. 7.13 Парогенератор ПГВ-1000М

Рис. 7.14 Парогенератор ПГВ-1000М (поперечный разрез):
1 - корпус, 2 - теплообменные трубы, 3 — коллектор питательной воды, 4 — входной и выходной коллекторы, 5 — труба подачи питательной воды, 6 — пароприемный потолочный лист


Рис. 7.15 Парогенератор ПГВ-1000М с опорами

  Рис. 7.16 Парогенератор ПГВ-1000М с опорами (вид на днище)
1 - парогенератор, 2 - гидроамортизатор, 3 — опора

Размер теплообменных труб, мм диаметр х толщина максимальная средняя длина

16х 1,5 15200/11000

Расположение труб в пучке, шаги, мм горизонтальный вертикальный

23
19

Тип расположения труб

шахматный

Масса ПГ, т
без коллектора пара и опор в сборе с коллектором и опорами то же в рабочем состоянии

285,0
375,0
428,0

Основные материалы корпус коллектор теплообменные трубы сепарационные устройства

10ГН2МФА
10ГН2МФА (ВД, ЭШП) 08Х18Н10Т
ОХ18Н10Т

Главный циркуляционный насос ГЦН-195М.

Разработка ГЦН-195М проводилась с учетом опыта эксплуатации ГЦН-195 в следующих направлениях:

  1. максимальная герметизация ГЦН, создание механического уплотнения вала с минимальными протечками, узла, во многом определяющего надежность и безопасность работы ГЦН и АЭС в целом;
  2. снижение зависимости ГЦН от влияния обслуживающих систем АЭС, обеспечение автономности ГЦН;
  3. повышение пожаробезопасности ГЦН путем замены в системе смазки подшипников насоса и электродвигателя горючих масел на воду;
  4. обеспечение возможности стоянки ГЦН в горячем контуре при длительном обесточивании АЭС без подачи охлаждающей воды, с сохранением целостности и работоспособности;
  5. создание и внедрение диагностических средств, обеспечивающих качественный контроль ГЦН и его систем и возможность определения остаточного ресурса.

Насос ГЦН-195М (рис. 7.17) представляет собой одноступенчатый центробежный насос вертикального исполнения.
Улитка 1 выполнена цельнолитой с приварными коваными переходниками из стали 10ГН2МФА, с антикоррозийной наплавкой внутренних поверхностей. Позднее вместо улитки стал изготавливаться электросварной сферический корпус из штампованных элементов (сталь 06Х12НЗД). Внутри корпуса закрепляется электросваркой направляющий аппарат. Характеристики ГЦН с улиточным и сферическим корпусами практически идентичны со сферическим корпусом КПД снижается на 1-1,5%.


Рис. 7.17 Главный циркуляционный насосный агрегат ГЦН-195М
1 — улитка, 2 — кольцо, 3 — перекрывающее кольцо, 4 — проставка нижняя, 5 — торсионный вал, 6 — электродвигатель, 7 — маховик, 8 — проставка верхняя, 9 — кронштейн, 10 — опорное устройство


Рис. 7.18 Выемная часть ГЦН-195М
1 - тепловой экран, 2 — вспомогательное рабочее колесо, 3 — экран, 4 — блок торцового уплотнения, 5 — корпус, 6 — электромагнит, 7 — храповое колесо, 8 — упор, 9 — диск, 10, 14 — радиальный подшипник, 11, 13 — колодка, 12 - упорный гребень, 15 - корпус, 16 — втулка, 17 - радиальный подшипник, 18 - вал, 19 - рабочее колесо

Нижняя проставка 4 является основным несущим узлом ГЦН. Три кронштейна 9 проставки при помощи опорных устройств 10 передают нагрузку на фундамент. Кронштейны и перекрывающее кольцо 3, толщиной 300 мм, отлиты вместе с проставкой из стали 08ГДНФЛ-Ш, к нижнему фланцу которой крепится улитка. Проставка имеет три окна для подвода трубопроводов обслуживающих систем.
Верхняя проставка 8 служит опорой приводного электродвигателя 6, на валу которого размещается маховик 7. Электродвигатель с насосом соединяется при помощи торсионного вала 5 и шлицевых полумуфт. Для защиты от нейтронного прострела установлено кольцо 2 из стали 35Л-1 или Ст 3
Выемная часть ГЦН-195М показана на рис.7.18. В корпусе 15 из стали 08Х18Н10Т установлен блок уплотнения вала 4 и радиальный подшипник 17 с вкладышем из графитофторопластовой пресс-массы 7В-2А. Подшипник смазывается водой из системы автономного контура. На валу 18 установлены две втулки 16 из стали 25Х17Н2Б-П1 с твердостью Нв 341-223, являющиеся цапфой для подшипника. На обоих концах вала имеются эвольвентные шлицы для посадки рабочего колеса 19 и гребня 12 осевого подшипника. Рабочее колесо центробежного типа с лопатками двойной кривизны. Блок торцового уплотнения 4 вала предотвращает протечки воды из первого контура через ГЦН. Электромагнитное разгрузочное устройство 6, 9 служит для разгрузки осевой силы, направленной вертикально вверх. Антиреверсивное устройство предотвращает работу ГЦН в турбинном режиме. Оно состоит из храпового колеса 7, жестко закрепленного на корпусе осевого подшипника, и упоров 8. После пуска ГЦН упоры под действием центробежной силы выходят из зацепления с зубцами храпового колеса и не препятствуют вращению вала, а при остановке ГЦН упоры снова входят в зацепление с зубцами.
К корпусу 15 крепятся тепловой экран 1 для защиты зоны автономного контура и радиального подшипника от теплового потока со стороны первого контура и экран 3, защищающий вкладыш подшипника от воздействия горячей воды при забросе ее в случае прекращения электроснабжения ГЦН и его обслуживающих систем.



 
« Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции   Реакторы-размножители на быстрых нейтронах »
электрические сети