Водо-водяний реактор типу ВВЕР-440

2.5.1 Принципова теплогідравлічна схема

Принципова теплогідравлічна схема АЕС з РУ типу ВВЕР-440

1 - парогенератор;

2 – барботажний бак;

3 – компенсатор тиску;

4 – гідроємність;

5 – реактор;

6 – головні запірні засувки;

7 – головний циркуляційний насос;

8 – деаератор підживлення 1-го контуру;

9 – деаератор системи борного регулювання;

10 – сепаратор-пароперегрівач;

11 – турбіна;

12 – генератор;

13 – конденсатор;

14 – конденсатний насос;

15 – підігрівач низького тиску (ПНТ);

16 – деаератор;

17 – підігрівач високого тиску (ПВД);

18 – насос живлення;

19 – підігрівач підживлюючої води;

20 – насос чистого конденсату системи борного регулювання;

21 – підживлюючий насос чистого конденсату;

22 – бак чистого конденсату;

23 – насос системи борного регулювання;

24 – насос виведення теплоносія 1-го контуру;

25 – насос підживлення теплоносія 1-го контуру;

26 – іонообмінний фільтр;

27 – до охолоджувач продувки 1-го контуру;

28 – регенеративний теплообмінник продувки 1-го контуру;

29 – теплообмінник системи САОЗ;

30 – насос аварійного охолодження реактора;

31 – аварійний підживлювальний насос високого тиску;

32 – спринклерний насос;

33 – бак аварійного запасу борного розчину;

34 - гермооболонка.

В межах гермооболонки ВВЕР-440 розташовані:

- головний циркуляційний контур (ГЦК);

- система компенсації тиску;

- пасивний вузол системи аварійного охолодження зони (САОЗ);

- байпасна лінія продувки 1-го контуру (трубопроводи + запірна арматура + система охолодження продувки + іонообмінний фільтр)

До ГЦК входить:

- реактор;

- 6 циркуляційних петель (ПГ + ГЦН + головний циркуляційний трубопровід Ду 500 мм + головна запірна засувка).

Система парового компенсатору тиску (вода/пара 48+22=70 м³):

1 запірний клапан;

2 регулюючий клапан;

3 підведення азоту;

4 компенсатор тиску;

5 трубчаті електронагрівачі;

6 відбір зразків парогазової суміші;

7 відбір зразків води;

8 запобіжні клапани Ø-50;

9 фланцевий роз’єм (для гідровипробувань);

10 реактор;

11 охолодження;

12 газова здувка;

13 підведення води;

14 барботер діаметром 2000;

15 відбір зразка

Байпасна лінія продувки 1-го контуру (СВО-1)

1 фільтр-пастка;

2 іонообмінний фільтр;

3 доохолоджувач продувки;

4 регенеративний теплообмінник;

5 вода від насоса підживлення

холодні нитки

до і після ГЦН

1-а група: аніонітовий + катіонітовий фільтри;

2-а група: змішаний фільтр

До пасивного вузла САОЗ в рамках гермоболонки входять:

- дві гідроємності (50 м³);

- трубопроводи САОЗ.

Зовні гермооболонки знаходяться:

- активні елементи САОЗ та бак аварійного запасу борного розчину САОЗ;

- активні елементи спринклерної системи;

- система підживлення 1-го контуру (бак чистого конденсату + насоси + деаератор);

- система борного регулювання (бак борного концентрату + насоси деаератор);

- другий контур (трубопроводи + сепаратор + турбіна + ПНТ + деаератор + ПВТ)

2.5.2 Конструкційні рішення реактору ВВЕР-440

Загальний вид реактору ВВЕР-440

1 – блок з механізмами СУЗ;

2 – зйомна кришка;

3 – штуцер для підведення комунікацій;

4 – натискне кільце;

5 – шпильки;

6 – ущільнення кришки з корпусом;

7 - верхній блок захисних труб;

8 – патрубки підведення теплоносія;

9 – патрубки відведення теплоносія;

10 – корпус реактора;

11 – активна зона;

12 – підвісна шахта з днищем та екраном;

13 – нижній блок захисних труб.

Розріз на рівні верхніх патрубків та центру АЗ

1 — робоча ТВЗ;

2 — рухома касета;

3 — канал термоконтролю ТВЗ;

4 — канал об’ємного термоконтролю;

5 — канал вимірювання густини потоку нейтронів;

6 — штуцер для вимірювання перепаду тиску теплоносія в АЗ

Корпус реактору з кришкою:

1 - натискувальне кільце;

2 – патрубки каналів СУЗ;

3 – кришка;

4 – фланець верхньої зони;

5 – розділяюче кільце (опора шахти);

6 – опорне кільце (зовнішня опора);

7 – обичайки нижньої зони;

8 – еліптичне днище;

9 – штир

Внутрішній об’єм ≈120 м³

Кришка:

- 73 отвори під штанги СУЗ;

- по 12 отворів для виведення кожної групи контрольних детекторів

Матеріал корпусу реактору та сферичної кришки - високоміцна низьколегована вуглецева сталь марки 48ТС-3-40.

-

Механічні характеристики сталі 48ТС-3-40:

Характеристика	20оС	350оС
Ліміт міцності* σВ, МПа	580-750
Умовний ліміт текучості** σ02, МПа
Відносне подовження δ, %
Твердість НВ	187-229

* руйнування;

** залишкова деформація 0,2%

Легуючі додатки:

- Cr - до 3%;

- Mo - до 0,8%;

- V - до 0,35%

Корозійна стійкість забезпечується наплавленням нержавіючої сталі (аустенітного класу) марки 0Х18Н10Т товщиною до 20 мм.

Та сама сталь – наплавлення назовні кришки (13 мм) та матеріал патрубків каналів СУЗ.

Реактор:

- маса корпусу ≈200 т;

- маса кришки (з патрубками) ≈44,5 т

Ущільнення розйому реактора:

1 – корпус реактору;

2 – кільцьові прокладки;

3 – торовий компенсатор;

4 - притискне кільце;

5 – натискне кільце;

6 – шпилька;

7 – гайка;

8 – сферичні шайби;

9 – втулка;

10 – натискний гвинт;

11 – кришка реактору

Кріплення кришки корпусу реактора:

- 60 шпильок М140x6 (сталь 32X1МФ з максимальною робочою температурою Т_мах = 500 °С);

- дві сферичні шайби - захист шпильок від згинального моменту;

- зусилля затягування гайок - на 25-30% більше, ніж зусилля внутрішнього тиску на кришку;

- торовий компенсатор + 2 пари Ni кільцевих прокладок;

- окреме притискне кільце для регулювання ущільнюючого зусилля за допомогою гвинта без зміни зусилля на затягнення шпильок.

Блок з механізмами СУЗ:

- жорстко встановлена система труб з виконавчими механізмами СУЗ, детекторами температурного контролю, контролю енерговиділення та ін.;

- при перевантаженні знімається разом із кришкою (верхній блок реактора).

Компоновка основного обладнання РУ ВВЕР-440/В-213

1 - реактор;

2 - парогенератор;

3 - ГЦН;

4 - "гаряча" нитка;

5 - ГЗЗ на «гарячій» нитці;

6 - ГЗЗ на «холодній» нитці;

7 - "холодна" нитка;

8 - компенсатор тиску;

9 - бак-барботер;

10 - гідроємність САОЗ

Реактор встановлюється у шахту:

- реактор опірним кільцем опирається на кільцевий бак, заповнений сипучим матеріалом;

- шахта закрита захисним ковпаком;

- в обсязі шахти - невелике розрідження (система спеціальної вентиляції)

Внутрикорпусні пристрої:

- підвісна шахта з днищем та тепловим екраном,

- з’ємний кошик активної зони,

- блоки захисних труб.

Для внутрикорпусних пристроїв використовується нержавіюча аустенітна сталь марки 0Х18Н10Т

Підвісна шахта

1 - втулка;

2 - штир із сферою;

3 - кріпильна перехідна деталь;

4 – дроселюючі щити;

5 - шахта;

6 - поверхня установки днища шахти;

7 - вставки;

8 - обмежники;

9 - ребра кріплення теплового екрана;

10 - тепловий екран;

11 - середня частина шахти;

12 – дистанціонуючі гвинти;

13 - отвори для вирівнювання швидкостей потоку;

14 - шпонка;

15 – кільце;

16 – отвори під захват

Конструкція шахти:

- у верхній частині шахта втримується кришкою за допомогою вигнутих трубних елементів;

- у нижній частині є вузол кріплення шахти до корпуса, що допускає компенсацію температурного подовження шахти;

- нижня коробчаста частина (дроселюючі щити) профільована системою отворів для проходу води в АЗ;

- у середній частині шахти навпроти АЗ розташований тепловий екран для зниження радіаційних навантажень на корпус реактора;

- тепловий екран приварений до обичайки шахти та опирається на ребра кріплення (запобігання вібрації екрана через пульсацію тиску теплоносія в першому контурі);

- верхня частина обичайки шахти реактора перфорована (понад 2000 отворів діаметром 30 мм) для проходу води до відвідних патрубків;

- у нижній частині шахти встановлене днище шахти.

Днище шахти:

1 - нижня плита; 5 - дистанціонуючі штирі;

2 - дифузор; 6 - місце установки дросельних шайб;

3 - обсадна труба; 7 - монтажний люк

4- верхня плита;

Днище шахти:

- потребується через двоповерхову конструкцію касет СУЗ (верхня (поглинаюча) і нижня (паливна) частини);

- фіксується за допомогою спеціальних вставок і шпонок;

- верхня та нижня плити пронизані системою обсадних труб, у які опускаються паливні частини касет СУЗ;

- у нижній частині кожної труби - демпфуючий гідравлічний пристрій для зниження ударного навантаження на касети СУЗ при падінні;

- верхня плита має круглі отвори, через які вода попадає у хвостовики ТВЗ,

- у отвори встановлені дросельні шайби для профілювання витрат теплоносія по радіусу реактора;

- на верхній плиті є три дистанціонуючі штирі, для встановлення з’ємного кошику.

Верхній блок захисних труб

1 - спрямовуючі ТВЗ;

2 - плита;

3 - дистанціонуюча обичайка;

4 - трубка датчиків температурного контролю;

5 - обичайка шахти;

6 - корпус реактора;

7 - пружина;

8 - кришка;

9 - трубка датчиків енерговиділення;

10 - захисна труба

Верхній блок захисних труб:

- призначений для дистанціонування ТВЗ та касет СУЗ, зрівноважування зусиль їх через перепад тиску в АЗ, та захисту приводів СУЗ від гідродинамічного впливу потоку теплоносія, що робить поворот на 90° до вихідних патрубків реактора;

- на зовнішній поверхні захисних труб (10) кріпляться канали виведення детекторів температурного контролю (4) та контролю енерговиділення (9);

- при перевантаженні реактора блок захисних труб цілком виймається з реактора, через високу наведену активність транспортується в спеціальному захисному контейнері;

- маса блоку 23,8 т

З’ємний кошик активної зони

1 - отвори під дистанціонуючі штирі;

2 - обичайки з лабіринтовим ущільненням;

3,4 - канали установки детекторів;

5 - гранований пояс;

6 - напрямні сегменти;

7 - отвори під захоплення для транспортування;

8 - днище кошика;

9 - місце установки ТВЗ;

10 - місце проходу регулюючих касет СУЗ

З’ємний кошик:

- зовнішня поверхня має циліндричну форму;

- усередині кошика на рівні голівок касет приварений гранований пояс (конфігурування АЗ);

- між гранованим поясом та днищем кошика встановлені витискувачі води для зниження нерівномірності енерговиділення на границі АЗ-відбивач (в плані повторюють конфігурацію гранованого пояса);

- для зменшення витоків між кошиком та шахтою на зовнішній поверхні нижньої частини кошика зроблене лабіринтове ущільнення;

- у днищі кошика є 276 циліндричних отворів для проходу касет СУЗ;

- днище кошика сприймає всю масу АЗ, тому його товщина 300 мм.

2.5.3