Процесс разработки проектов реакторных установок ВВЭР постоянно сопровождался поисками рациональных решений, обеспечивающих высокий уровень безопасности эксплуатации и приемлемые технико-экономические показатели, сравнимые с лучшими зарубежными проектами.
Поиск шел по путям совершенствования созданных проектов ВВЭР, а также попыток создания на базе ВВЭР новых, прогрессивных проектов.
ОКБ «Гидропресс» совместно с коллективами ведущих организаций страны были выполнены работы по ряду проектов.
Реакторная установка ВВЭР-500 (В-271)
В процессе разработки проектов ВВЭР-1000 был получен ряд рациональных решений ВВЭР, обеспечивающих по сравнению с ВВЭР-440 более высокие технико-экономические показатели, а также условия повышенной безопасности эксплуатации АЭС в целом.
Учитывая, что в 1976 году предполагалось реализовать программу строительства примерно 20 блоков АЭС с ВВЭР-440, с вводом в эксплуатацию до 1985 года, была поставлена задача разработать проект реакторной установки ВВЭР-500, которая должна заменить ВВЭР-440.
Технический проект реакторной установки ВВЭР-500 (индекс В-271) разработан ОКБ «Гидропресс» в 1978 году в соответствии с техническим заданием, утвержденным руководством Минсредмаша 30.01.76 г.
При разработке проекта исходили из следующих основных положений:
- Создание транспортабельного по железным дорогам СССР оборудования.
- Обеспечение безопасной эксплуатации реакторной установки и АЭС в целом с тем, чтобы АЭС можно было размещать вблизи крупных населенных пунктов и в сейсмических районах.
- Работа АЭС в полупиковых режимах.
- Максимальное использование технических возможностей заводов-изготовителей.
- Эксплуатация реакторной установки между перегрузками топлива должна осуществляться без ревизии и ремонта оборудования. Общий срок службы реакторной установки — 30 лет.
- Основное оборудование ВВЭР-500 должно быть максимально унифицировано с оборудованием ВВЭР-1000, включая корпус реактора.
Такая унификация позволяла снизить затраты и сократить сроки изготовления оборудования реакторной установки в целом (при условии изготовления сравнительно большой серии таких установок).
Основные характеристики
Мощность тепловая (расчетная величина), МВт | 1500(1650) |
Количество циркуляционных петель | 2 |
Давление в первом контуре, МПа: |
|
номинальное | 15,7 |
расчетное | 17,6 |
Температура теплоносителя, °C: |
|
на входе в реактор | 291 |
на выходе | 320 |
Расход теплоносителя, м3/ч | 44000 |
Паропроизводительность, т/ч | 2940 |
Давление пара, кг/см2 | 64 |
Глубина выгорания топлива, МВтсут/кг урана | 28,5 |
Реакторная установка включает в себя главный циркуляционный контур, систему компенсации объема, пассивную часть системы аварийного охлаждения зоны. Главный циркуляционный контур состоит из реактора и двух циркуляционных петель, включающих парогенератор ПГВ-1000, главный циркуляционный насос ГЦН-195М, главный циркуляционный трубопровод Ду 850.
Система аварийного охлаждения зоны реактора рассчитана на максимальную аварию — мгновенный поперечный разрыв трубопровода Ду 850 с двухсторонним истечением теплоносителя.
Реакторная установка ВВЭР-500 выполнена с большой степенью унификации с ВВЭР-1000: полностью унифицированы парогенераторы, компенсатор давления, барботер, главные циркуляционные насосы, емкости САОЗ, оборудование перегрузки топлива и транспортно-технологическое оборудование.
Поузловую унификацию имеют реактор (корпус, внутрикорпусные устройства, кассеты), оборудование шахтного объема, главные циркуляционные трубопроводы Ду 850, трубопроводы системы компенсации давления, охлаждения активной зоны.
Реактор ВВЭР-500 отличается от реактора ВВЭР-1000 следующим:
- однорядное расположение патрубков Ду 8504
- количество топливных кассет — 109;
- количество регулирующих органов СУЗ — 37;
- соответствующее изменение внутрикорпусных устройств, верхнего блока, блока электроразводок.
Технико-экономические показатели реакторной установки ВВЭР-500 значительно превысили показатели РУ ВВЭР-440 за счет следующего:
- Повышение давления в первом контуре с 125 кг/см2 до 160 кг/см2, температуры теплоносителя на выходе из активной зоны с 300°С до 320°С позволило поднять давление пара в парогенераторах до 64 кг/см2, что приводит к увеличению термического КПД паротурбинного цикла на 2%.
- Снижение количества циркуляционных петель до 2-х позволяет:
- повысить единичную мощность циркуляционной петли более чем в 3 раза;
- снизить удельные затраты металла примерно в 2 раза и соответственно уменьшить трудозатраты на изготовление;
- упростить эксплуатацию и обслуживание оборудования реакторной установки;
- уменьшить диаметр защитной оболочки и соответственно снизить затраты на сооружение.
- Создание моноблочной АЭС позволяет повысить надежность и работоспособность АЭС в целом: расчетный коэффициент использования установленной мощности АЭС с ВВЭР-500 составляет 0,822, с ВВЭР-440 - 0,723. Это объясняется тем, что реакторная установка ВВЭР-500 имеет меньшее количество оборудования.
Сравнение технических характеристик реакторной установки ВВЭР-500 с зарубежными показало, что ее показатели находятся на одинаковом уровне.
Несмотря на высокие технико-экономические показатели реакторной установки ВВЭР-500, наличие в промышленности СССР и ЧССР большого задела производства оборудования реакторной установки ВВЭР-440, налаженное производство комплектующего оборудования, строительных конструкций, успешная эксплуатация блоков АЭС с ВВЭР-440 в СССР и за рубежом не позволили принять решение о строительства блоков АЭС с ВВЭР-500.
