Переваги та вади

Переваги:

за рахунок використання води:

- вивченість води в якості теплоносія (традиційність проектування);

- доступність води (експлуатаційні витрати);

- добрі уповільнюючі та теплоносійні характеристики;

- короткоживучість наведеної активності води (радіаційна безпека);

- спрощене перевантаження палива за рахунок прозорості води;

- від’ємний температурний коефіцієнт реактивності (саморегульованість);

- висока розчинна здатність для борної кислоти (запас реактивності).

за рахунок тиску:

- компактність активної зони (високе енерговиділення).

Недоліки:

за рахунок використання води:

- відносне високе поглинання нейтронів (збагачене паливо);

- нерівномірності енерговиділення за рахунок сильної уповільнюючої здатності теплоносія;

- висока корозійна активність (в РАВ до половини продуктів активації);

за рахунок тиску:

- вимушеність циклу з насиченою парою (високий тиск для необхідної температури);

- ускладнене перевантаження палива.

2.2 Спрощена принципова теплова схема двоконтурної АЕС з водо-водяним реактором

1 - реактор;

2 - парогенератор;

3 - ГЦН;

4 - турбогенератор;

5 - конденсатор;

6 - конденсатний насос;

7 - система регенерації низького тиску;

8 - насос живлення;

9 - система регенерації високого тиску.

До ідеальної замкненої теплової схеми мають додаватись:

- дублюючі петлі 1-го контуру;

- аварійна та ремонтна запірна арматура;

- системи водяного підживлення;

- системи водоочистки;

- система борного регулювання;

- система аварійного охолодження активної зони реактора (САОЗ).

2.3 Принципова конструкція водо-водяного реактору під тиском

Основні рішення, що закладаються:

- радіаційно стійка сталь корпусу високої міцності технологічна до зварювання;

- мінімальна кількість зварних швів;

- вхід та вихід теплоносія вище активної зони (АЗ);

- органи системи управління та захисту (СУЗ) та обладнання контролю вище АЗ;

- еліптичне (сферичне) герметичне днище;

- еліптична (сферична) кришка реактору;

- вертикальний знизу-вверх рух теплоносія навколо палива;

- можливість вилучення всіх внутрикорпусних елементів;

- паливна корзина (дистанціонування + опора + утримання від вспливання).

А - вхідний патрубок;

Б - вихідний патрубок;

1 - корпус реактору;

2 – тепловий екран;

3 - корзина активної зони;

4 – кришка реактору;

5 – активна зона.

Корпус:

- веритикальна циліндрична судина;

- 2-3 цільноковані обечайки на рівні АЗ;

- 1-2 обечайки на рівні патрубків

Внутрикорпусні пристрої:

- шахта з тепловим екраном (несуча конструкція + розділення потоків теплоносія);

- зйомна корзина (розміщення ТВЗ та касет СУЗ);

- блок захисних труб (дистанціонування касет та захист приводів СУЗ від гідродинамічних навантажень).

2.4 Еволюція водо-водяних реакторів типу ВВЕР

Розвиток водо-водяних реакторів під тиском:

- збільшення одиничної потужності;

- підвищення параметрів теплоносія.

Шляхи збільшення теплової потужності реактора:

- вирівнювання тепловиділення в активній зоні;

- підвищення витрати води через зону;

- збільшення поверхні твелів в активній зоні;

- зменшення запасів відносно гранично припустимих параметрів.

Вирівнювання тепловиділення: режим часткових перевантажень палива з переміщенням від периферії АЗ до центру (додаткова перевага – менша різниця між максимальним і середнім вигорянням, вада – більше радіаційне навантаження корпусу).

Збільшення витрати води через АЗ (всупереч зменшенню числа циркуляційних петель): підвищення потужності циркуляційних насосів та діаметру трубопроводів.

Збільшення поверхні твелів в АЗ:

- підвищення загального завантаження палива (вада - зростання габаритів корпусу реактора);

- зменшення діаметру твелів до мінімального технологічного рівня.

Зменшення запасів відносно гранично припустимих параметрів:

- великий запас у лінійному тепловому навантаженні твелів;

- значний запас до критичного теплового потоку, при якому починається криза теплообміну, пов'язана з кипінням теплоносія.

Можливості підвищення параметрів теплоносія досить обмежені. При температурі води 320- 330°С тиск у корпусі - не нижче 15-16 МПа. Підвищення параметрів призведуть до збільшення маси та/або габаритів корпусу. Для реакторів потужністю 1000 МВт(эл) маса та габарити близькі до межі сьогоденних технологічних і транспортних можливостей.

ВВЕР-210 ВВЕР-365 ВВЕР-440 ВВЕР-1000