Реакторные установки ВВЭР для АЭС - Реакторная установка ВВЭР-440 (В-179)

6 Реакторные установки ВВЭР-440
Реакторная установка ВВЭР-440 (В-179)

Основные направления разработки проекта РУ В-179

В январе 1966г. ОКБ «Гидропресс» на основании технического задания, разработанного совместно с ИАЭ им. Курчатова, был выполнен технический проект реакторной установки ВВЭР-440 для типовых атомных электрических станций с двумя блоками по 400 МВт.
Указанный технический проект был рассмотрен секцией НТС Минсредмаша 28 марта 1966г. и одобрен для разработки проектного задания на АЭС.
Дальнейшие работы по проектированию реакторной установки ВВЭР-440 и по разработке проектного задания на серийные АЭС выявили определенное отставание проектируемых станций от мирового уровня развития АЭС с водо-водяными реакторами, в основном, в части рабочих параметров и мощности петель первого контура.
С целью устранения имеющегося отставания АЭС с ВВЭР от мирового уровня ТЭПом, ИАЭ им. Курчатова, ОКБ «Гидропресс» и другими организациями были разработаны предложения по существенному улучшению технико-экономических показателей АЭС.
При разработке мероприятий, направленных на улучшение технико-экономических показателей АЭС, учитывались сроки строительства АЭС с реакторами ВВЭР-440, определенные Постановлением Правительства СССР.
При разработке технического проекта реакторной установки ВВЭР-440 учитывалось проектное задание ТЭПа на строительство III и IV блока НВАЭС и предложения на строительство АЭС в Финляндии.
Были установлены следующие основные требования к реакторной установке ВВЭР-440:

1. рабочее давление на выходе из активной зоны — 125 кг/см²;
2. расчетное давление на выходе из активной зоны — 140 кг/см²;
3. температура теплоносителя:
   на входе в реактор — 270°С
   на выходе из реактора — 300°С
4. охлаждение приводов СУЗ — внешнее;
5. расход воды на охлаждение — 30 г/час;
6. количество петель — 6;
7. производительность насоса (ГЦН-138/11) — 6500м³/час;
8. компенсаторы объема — паровые;
9. активная зона состоит из 276 рабочих шестигранных кассет с твэл, содержащими двуокись урана в оболочке из сплава циркония, и из 73 кассет АРК. Материал стенок кассет — сплав циркония с ниобием и с добавкой бора до 0,15% по весу;
10. скорость перемещения кассет АРК: нормальная — 2см/сек; при самоходе — 10--20 см/сек;
11. загрузка урана — 40т;
12. начальное обогащение урана 2,0-3,5%;
13. среднее начальное обогащение топлива 1-ой загрузки не менее 3%;
14. продолжительность кампании — 30 месяцев;
15. число перегрузок за кампанию — 3;
16. средняя глубина выгорания — 28;
17. контроль герметичности твэл осуществляется на остановленном реакторе перед перегрузкой топлива;
18. контроль за распределением энерговыделения по объему активной зоны с помощью 12 измерительных каналов;
19. контроль за температурой теплоносителя на выходе из кассет с помощью 222 термопар, равномерно расположенных по сечению активной зоны.

В процессе разработки реакторной установки ВВЭР-440 ОКБ «Гидропресс» был выполнен в сентябре 1966 г. эскизный проект основных узлов и общего вида реактора с целью уточнения весогабаритных характеристик узлов и согласования основных принятых решений с научным руководством и заводом-изготовителем.
При рассмотрении эскизного проекта реактора с ИАЭ им. Курчатова были приняты следующие согласованные решения:

1. при разработке технического проекта реактора ВВЭР-440 с целью сокращения высоты верхнего блока, удобства обслуживания и ремонта крышки и приводов СУЗ ввести промежуточную вставку между штангой привода и кассетой АРК;
2. блок защитных труб выполнить отдельно от верхнего блока;
3. в техническом проекте рассмотреть случаи возможных аварий на реакторе, их последствия и меры предотвращения (отрыв чехлов СУЗ от крышки, разрыв труб Ду 500 и т.п.)

При рассмотрении эскизного проекта корпуса и крышки реактора ВВЭР-440 на Ижорском заводе были согласованы конструктивные решения и размеры заготовок и определен перечень необходимых опытно-технологических и исследовательских работ.
Постановлением Правительства СССР от 29.09.66.г принята программа строительства в СССР большого числа крупных АЭС (III и IV блоки Нововоронежской АЭС, I и II блоки Кольской АЭС, I и II блоки Армянской АЭС)
Были подготовлены соглашения о строительстве АЭС в ряде государств Европы (НРБ, ВНР, ГДР и др.).
Все упомянутые АЭС предполагалось строить на базе реакторной установки ВВЭР-440.
В процессе разработки проекта РУ ВВЭР-440 (В-179) было принято решение об использовании этого проекта только для III и IV блоков Нововоронежской АЭС, а для серии энергоблоков АЭС с ВВЭР-440, строящихся в нашей стране и за рубежом, разрабатывать новый проект РУ под индексом В-230, учитывающий в дополнение к отечественным требованиям и требования зарубежных заказчиков.
При разработке технического проекта РУ ВВЭР-440 (В-179) был использован накопленный опыт проектирования, изготовления, монтажа, наладки и эксплуатации ранее разработанных ОКБ «Гидропресс» реакторных установок ВВЭР-1, ВВЭР-2, ВВЭР-3М.
Особое внимание было уделено анализу результатов более, чем двухгодичной эксплуатации реакторной установки ВВЭР-1 первого блока Нововоронежской АЭС с целью учета в проекте ВВЭР-440 выявленных эксплуатацией отдельных конструктивных недостатков. Это касалось, в первую очередь, повышения надежности и работоспособности верхнего блока реактора и механизмов СУЗ, а также улучшения условий обслуживания и ремонта всего оборудования.
Ниже представлены результаты разработки технического проекта реакторной установки ВВЭР-440 (В-179).

Общая характеристика РУВ-179

Принципиальная схема РУ В-179 и компоновка оборудования первого контура аналогичны решениям РУ ВВЭР-1.
Шесть циркуляционных петель первого контура расположены вокруг цилиндрической герметичной шахты реактора в герметичном боксе. Каждая петля имеет главный циркуляционный насос (ГЦН) и парогенератор, соединенные главными циркуляционными трубопроводами с условным диаметром 500 мм, а также две главные запорные задвижки (на «холодной» и «горячей» нитках) Ду 500.
Электродвигатель и вспомогательное оборудование ГЦН, электроприводы главных запорных задвижек, а также арматура воздушников, вспомогательных линий I контура вынесены в отдельное, так называемое палубное помещение, расположенное над циркуляционными петлями и отделенное от оборудования петель бетонной биологической защитой. Такая «палубная» компоновка позволяет производить обслуживание ГЦН и арматуры при работающих циркуляционных петлях.
В углу бокса циркуляционных петель размещено помещение парового компенсатора объема.
Схема I контура рассчитана на отключение, расхолаживание, опорожнение, заполнение, разогрев и подключение любой циркуляционной петли.
Особенностью схемы I контура является отсутствие врезок вспомогательных трубопроводов в общую не отключаемую часть I контура, за исключением трубопроводов подключения компенсаторов объема и систем воздушников.
В связи с переходом на внешнее автономное охлаждение чехлов СУЗ система продувки-подпитки I контура организована только на циркуляционных петлях, т. е. на отключаемой части I контура.

Технические характеристики реакторной установки ВВЭР-440 (В-179)