КОНСТРУКЦИЯ РЕАКТОРА РБМК–1000. От А до Я. Часть 1.1.⁠⁠

Добрый день пикабушник! Решил начать писать про самый известный и нашумевшим реактором. Всего будет 25 частей( если конечно зайдет, гы-гы). В конце которого вы поймете конструкцию, полные характеристики данного реактора. АХТУНГ АХТУНГ!МНОГА БУКАФ!!

Первую лекцию посвятим петле циркуляции теплоносителя.

Устройство, в котором происходит управляемая цепная реакция, называется ядерным реактором. Энергия, образующая в результате деления тяжелых ядер, выделяется в реакторе в виде теплоты, которая затем может быть преобразована в энергию другого вида. Первый ядерный реактор, в котором была осуществлена управляемая реакция, был пущен в США в 1942 году под руководством Э. Ферми. В Советском Союзе первый исследовательский ядерный реактор начал работать в 1946 г. В его создании участвовала группа физиков, руководимая И.В. Курчатовым.

Реактор РБМК-1000 тепловой мощностью 3200 МВт представляет собой систему, в которой в качестве теплоносителя используется легкая вода, в качестве топлива - двуокись урана.

Комплекс оборудования, включающий в себя ядерный реактор, технические средства, обеспечивающие его работу, устройства вывода из реактора тепловой энергии и преобразования ее в другой вид энергии, как правило, называют ядерной энергетической установкой. Приблизительно 95% энергии, выделяющейся в результате реакции деления, прямо передается теплоносителю. Около 5% мощности реактора выделяется в графите от замедления нейтронов и поглощения гамма квантов.

Реактор оснащен двумя одинаковыми петлями охлаждения. К каждой петле подключено по 840 параллельных вертикальных каналов с тепловыделяющими сборками (ТВС).

Петля охлаждения имеет четыре параллельно включенных главных циркуляционных насоса (три работающих, подающих по 7000 т/ч воды с напором 1,5 МПа, и один резервный).

Вода в каналах нагревается до кипения и частично испаряется. Пароводяная смесь со средним массовым паросодержанием 14% отводится через верхнюю часть канала и пароводяную коммуникацию в два горизонтальных гравитационных сепаратора. Отделенный в них сухой пар (влажность не более 0,1%) при давлении 7 МПа поступает из каждого сепаратора по двум паропроводам в две турбины мощностью по 500Мвт (эл.), а вода после смешения с конденсатом пара по 12 опускным трубам подается во всасывающий коллектор ГЦН.

Конденсат отработавшего в турбинах пара возвращается питательными насосами через сепараторы в верхнюю часть опускных труб.

Теплоноситель поступает в топливные каналы снизу при температуре 2700С. Расход теплоносителя по каждому топливному каналу может регулироваться независимо индивидуальным запорно-регулирующим клапаном.

Основные принципы и критерии обеспечения безопасности

Основным принципом обеспечения безопасности, положенным в основу проекта реакторной установки РБМК-1000, является не превышение установленных доз по внутреннему и внешнему облучению обслуживающего персонала и населения, а также нормативов по содержанию радиоактивных продуктов в окружающей среде при нормальной эксплуатации и рассматриваемых в проекте авариях.

Комплекс технических средств обеспечения безопасности реакторной установки РБМК-1000 осуществляет выполнение функций:

- надежного контроля и управления энергораспределением по объему активной зоны;

- диагностики состояния активной зоны для своевременной замены потерявших работоспособность конструктивных элементов;

- автоматического снижения мощности и останова реактора в аварийных ситуациях;

- надежного охлаждения активной зоны при выходе из строя различного оборудования;

- аварийного охлаждения активной зоны при разрывах трубопроводов циркуляционного контура, паропроводов и питательных трубопроводов.

- обеспечения сохранности конструкций реактора при любых исходных событиях;

- оснащения реактора защитными, локализующими, управляющими системами безопасности и отвода выбросов теплоносителя при разгерметизации трубопроводов из реакторных помещений в систему локализации;

- обеспечения ремонтнопригодности оборудования в процессе эксплуатации реакторной установки и при ликвидации последствий проектных аварий.

В процессе проектирования первых реакторных установок РБМК-1000 был сформирован перечень исходных аварийных событий и проанализированы наиболее неблагоприятные пути их развития. На основе опыта эксплуатации РУ на энергоблоках Ленинградской, Курской и Чернобыльской АЭС и по мере ужесточения требований к безопасности АЭС, которое имеет место в мировой энергетике вообще, первоначальный перечень исходных событий значительно расширен.

Перечень исходных событий применительно к реакторным установкам РБМК-1000 последних модификаций включает более 30 аварийных ситуаций, которые могут быть разделены на 4 основных принципа:

- ситуации с изменением реактивности;

- аварии в системе охлаждения активной зоны;

- аварии, вызванные разрывом трубопроводов;

- ситуации с отключением или отказом оборудования.

В проект реакторной установки РБМК-1000 при анализе аварийных ситуаций и разработке средств обеспечения безопасности заложены в соответствии с ОПБ-82 следующие критерии безопасности:

1. в качестве максимальной проектной аварии рассматривается разрыв трубопровода максимального диаметра с беспрепятственным двухсторонним истечением теплоносителя при работе реактора на номинальной мощности;

2. 1-проектный предел повреждения твэлов для условий нормальной эксплуатации составляет:1% твэлов с дефектами типа газовой неплотности и 0,1% твэлов с прямым контактом теплоносителя и топлива;

3. 2-проектный предел повреждения твэлов при разрывах трубопроводов циркуляционного контура и включении системы аварийного охлаждения устанавливает:

- температуру оболочек твэлов - не более 1200 °С;

- локальную глубину окисления оболочек твэлов - не более 18 % первоначальной толщины стенки;

- долю прореагировавшего циркония - не более 1 % массы оболочек твэлов каналов одного раздаточного коллектора;

4. должна быть обеспечена возможность выгрузки активной зоны и извлекаемость технологического канала из реактора после МПА.

Назначение реактора РБМК-1000

Реактор РБМК-1000 - гетерогенный, уранграфитовый, кипящего типа, на тепловых нейтронах предназначен для выработки насыщенного пара давлением 70 кг/см2. Теплоноситель - кипящая вода.

Разрез блока с реактором РБМК-1000

Реактор состоит из набора вертикальных каналов, вставленных в цилиндрические отверстия графитовых колонн, и верхней и нижней защитных плит. Легкий цилиндрический корпус (кожух) замыкает полость графитовой кладки.

Кладка состоит из собранных в колонны графитовых блоков квадратного сечения с цилиндрическими отверстиями по оси. Кладка опирается на нижнюю плиту, которая передает вес реактора на бетонную шахту. Топливные каналы и каналы регулирующих стержней проходят через нижние и верхние металлоконструкции. Приводы регулирующих стержней расположены над активной зоной в районе верхней защитной конструкции реакторного зала.

Реактор размещен в центральной части блока “А” в бетонной шахте квадратного сечения размером 216216255 м (оси 27-31 ряды И-Н).

По обе стороны ЦЗ симметрично вертикальной плоскости проходящей через центр реактора и направленной в сторону БВ расположены помещения основного оборудования  петель ГЦН БС шахты опускных трубопроводов помещения коллекторов ГЦН.

Над сепараторами размещены паровые коллекторы. Под плитным настилом расположены коммуникации трубопроводов ПВК.

Трубопроводы НВК размещены в помещениях РГК и под схемой “ОР”.

РБМК-1000 собственной персоной

Основные технические характеристики реактора

В следующий части мы поговорим о металлоконструкции схемы и плитный настил.

Спасибо за время внимание!

Специально для пикабу! Баян ругался на бровастика.