Концепция HWR была продемонстрирована на ядерном реакторе NPD в Канаде. Цель создания NPD (или NPD-2) — проверка возможности определить технологические параметры эксплуатации АЭС с HWR типа CANDU [31, 33]. Уникальная особенность реакторов CANDU заключается в том, что каналы с HWR располагаются в горизонтальном направлении и специальное устройство позволяет осуществлять перегрузку топлива в процессе эксплуатации реактора. Другими словами, процесс перегрузки может осуществляться простой заменой стержней ТВС в каналах без остановки реактора. Это важное преимущество реакторов CANDU, являющихся реакторами канального, а не корпусного типа, как LWR.
На рис. 1.13 показан разрез реакторного здания типичного реактора CANDU с размещенным в нем оборудованием. Теплоносителем реактора служит тяжелая (или обычная) вода, подаваемая под давлением по горизонтальным каналам, замедлителем — охлажденная тяжелая вода, топливом - таблетки диоксида природного урана UO2. Тяжело водный отражатель, выполняющий также функцию защитного экрана, объединен с замедлителем. Реакторный бак из нержавеющей стали имеет на концах защитные экраны, через которые проходят топливные каналы реактора, изготовленные из циркалоя-2.
Рис. 1.13. Разрез здания реактора CANDU [AECL]:
1 — бак тяжелой воды; 2 — поджигающие и поглощающие стержни; 3 — испарители; 4 — главные насосы первого контура; 5 — герметичная перегородка; 6 — вспомогательное оборудование первого контура; 7 — паросборники; 8 — здание реактора (герметизированное); 9 — воздушный замок; 10 — зона обслуживания загрузочного механизма реактора; 11 — зона контроля активности; 12 — зона контроля потока воздуха; 13 — хранилище отработавшей смолы; 14 — бак сброса пара; 15 — экранирующий бак; 16 — канал сброса давления; 17 — ионные камеры; 18 — затвор сброса пара; 19 — герметичная панель
Каналы циркуляции теплоносителя также изготовлены из циркалоя-2 с наконечниками из нержавеющей стали. На рис. 1.14 изображен продольный разрез активной зоны, топливных каналов и оболочки бака. Реакторный бак представляет собой сосуд из нержавеющей стали, усиленный снаружи кольцами жесткости. В дне сосуда находится отводное отверстие. Бак содержит несколько сот каналов из циркалоя-2 и два внутренних трубопровода. Размеры каналов и самого бака зависят от конструкционных параметров.
Рис. 1.14. Разрез активной зоны реактора CANDU
1 — распылительный охладитель бака тяжелой воды; 2 — гелий на продувку; 3 — инспекционный люк; 4 — гелиопровод; 5 — кольцевое ребро жесткости; 6 — оболочка бака тяжелой воды; 7 — питательные трубки; 8 — подвески защитного торцевого экрана; 9 — подвески тяжеловодного бака; 10 — плита с отверстиями для каналов; 11 — топливо; 12 — поджигающие стержни; 13 — поглощающие стержни; 14 — канал, несущий давление; 15 — каналы бака тяжелой воды; 16 — коллектор замедлителя; 17 — выходная трубка замедлителя; 18 — индикаторы уровня воды; 19 — входная трубка замедлителя; 20 — переходный участок; 21 — сборник воды охлаждающего распылителя; 22 — сбросной и расширительный баки системы распылительного охлаждения; 23 — сбросный бак (пара); 24 — переходная секция воды охлаждающего распылителя; 25 — водоотводные желоба; 26 — конструкция элементов жесткости; 27 — защита конструкций жесткости; 28 — кольцо защитного торцевого экрана; 29 — тепловая защита; 30 — соединения расширителя; 31 — охлаждающие трубки защитного торцевого экрана, 32 — торцевой защитный экран; 33 — защитная пробка; 34 - герметизирующая насадка; 35 — концевые соединения труб; 36 — слив сбросного бака
Интересно проследить за дальнейшим развитием реакторных программ CANDU и SGHWR, которая была разработана в Швеции и Великобритании {34, 35]. Конструкция реактора SGHWR заметно отличается от конструкции CANDU: SGHWR имеет вертикально расположенные ТВС и несущий давление реакторный корпус.
