![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
Balakovskaya - Основное оборудование РО
.pdf![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk61x1.jpg)
Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения. Ядерное топливо на АЭС с ВВЭР-1000 |
|
“Росэнергоатом”. Балаковская |
Основное оборудование |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн |
|
|
|
|
|
|
|
|
61
По техническому решению РУ была оставлена в работе до кон ца кампании при следующих дополнительных условиях:
допустимая скорость подъема мощности реактора уменьшен а в 6 раз (не более 10% в час); строгое выполнение всех требований регламента;
непрерывный радиохимический контроль за выходом осколков деления в теплоноситель.
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk62x1.jpg)
Первый контур унифицированного ВВЭР-1000
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk63x1.jpg)
ПЕРСОНАЛА |
ÂÂÝÐ-1000 |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ |
Основное оборудование реакторного отделения. Первый контур унифицированного |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
63
Цели обучения
По окончании изучения данного материала обучаемые смогу т:
1.Объяснить назначение 1 контура ВВЭР-1000 на АЭС с РУ В-320;
2.Перечислить барьеры безопасности, стоящие на пути распостранения радиоактивных веществ в окружающую сред у в реакторной установке В-320 с реактором ВВЭР-1000;
3.Перечислить оборудование, входящее в состав 1 контура реа кторной установки В-320 с реактором ВВЭР-1000;
4.Объяснить назначение и описать упрощенное устройство следующих частей 1 контура:
Главного циркуляционного трубопровода; Компенсатора давления; Узла впрыска в КД; Барботера.
5.Объяснить схему крепления оборудования первого контура и принципы, реализованные для повышения его сейсмостойкос ти.
6.Объяснить необходимость установки компенсатора объема в первом контуре АЭС с ВВЭР.
7.Объяснить принципы поддержания давления в 1 контуре и раб оту системы компенсации объема (давления).
8.Объяснить, как созданы конструктивные условия для ЕЦ теплоносителя в 1 контуре.
Объяснить назначение, упрощенное устройство и основы эксплуатации 1 контура на АЭС с ВВЭР-1000 (РУ В-320).
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk64x1.jpg)
ПЕРСОНАЛА |
ÂÂÝÐ-1000 |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ |
Основное оборудование реакторного отделения. Первый контур унифицированного |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
64
Назначение, общее устройство и состав первого контура
Барьеры безопасности |
4 барьер: защитная оболочка |
3 барьер:границы первого контура |
1 и 2 барьеры: топливная матрица и |
оболочка ТВЭЛ |
Первый контур, по определению ОПБ-88, - это контур (вместе с системой компенсации давления), по которому теплоносител ь под рабочим давлением циркулирует через активную зону.
Первый контур предназначен для циркуляции теплоносител я и передачи тепла, выделяющегося в активной зоне реактора, в оде второго контура в парогенераторах с целью генерации пара во втором контуре для турбогенераторной установки. Далее на турбогенераторной установке происходит преобразование тепловой энергии пара в электрическую энергию.
Теплоноситель водо-водяного ядерного реактора выполняе т роль замедлителя нейтронов для активной зоны, содержит раство ренную борную кислоту, используемую для жидкостного управления реактивностью ядерного реактора, а также одновременно вы полняет функцию отвода тепла от активной зоны реактора.
Первый контур работает под давлением, достаточно высоким , чтобы не допустить кипения теплоносителя при проектных параметр ах. Рабочее давление первого контура составляет 160 кгс/см2. Являясь замкнутым и герметичным, 1 контур также выполняет функции барьера, препятствующего выходу продуктов деления.
Граница 1 контура является третьим из четырех барьеров, препятствующих проникновению продуктов деления в окруж ающую среду. Остальными тремя барьерами, препятствующими распространению продуктов деления в окружающую среду сл ужат:
топливная матрица; оболочка ТВЭЛ;
герметичное ограждение локализующих систем безопасност и.
1 контур является важнейшим барьером безопасности, поскол ьку при его отказе не только теряется один из барьеров, но и создаю тся неблагоприятные условия работы для оставшихся барьеров : твэлов и системы локализации. Поэтому 1 контур должен иметь высокую устойчивость к различным воздействиям в условиях аварий ных ситуаций и аварий.
В состав первого контура унифицированного ядерного реак тора ВВЭР-1000 входят следующие компоненты:
реактор; четыре циркуляционные петли, каждая из которых включает
главные циркуляционных трубопроводы 990x70, главный циркуляционный насос, парогенератор в части, содержащей теплоноситель 1 контура (коллектора и теплообменные трубки); система компенсации давления теплоносителя;
трубопроводы систем нормальной эксплуатации и систем безопасности, присоединенные к первому контуру - до перво й запорной арматуры.
Полный геометрический объем первого контура составляет 370 м3. Он распределяется по оборудованию РУ следующим образом:
объем реактора.................................................................................................................... |
110 ì3; |
|
полный объем КД ................................................................................................................ |
79 |
ì3; |
объем парогенераторов .......................................................................... |
21 õ 4 = 84 ì3; |
|
объем улиток ГЦН .............................................................................................. |
3 õ 4 = 12 |
ì3; |
объем трубопроводов ГЦК................................................................... |
21 õ 4 = 48 |
ì3; |
объем трубопроводов КД и САОЗ ......................................................................... |
5 |
ì3. |
В режиме принудительной циркуляции теплоносителя 1 конту ра, т.е. когда работают ГЦН, теплоноситель поступает от ГЦН через входные патрубки, проходит вниз по кольцевому зазору между шахтой и корпусом, затем через отверстия в опорной части конструкц ии шахты
поднимается вверх по тепловыделяющим сборкам.
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk65x1.jpg)
Министерство Российской федерации по атомной энергии. Ко нцерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан ция. СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА
Основное оборудование реакторного отделения. Первый контур унифицированного ВВЭР-1000
с контура 1 схема Упрощенная отметок повысотных указанием одна показана (условно петля) циркуляционная
65
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk66x1.jpg)
ПЕРСОНАЛА |
ÂÂÝÐ-1000 |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ |
Основное оборудование реакторного отделения. Первый контур унифицированного |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
66
Нагретый теплоноситель выходит из головок ТВС в межтрубн ое пространство блока защитных труб и через перфорированну ю обечайку блока и шахты отводится по выходным патрубкам из реактора в парогенераторы.
Компоновка оборудования 1 контура и расположение его по отметкам позволяют осуществлять расхолаживание реактор а в режиме естественной циркуляции. Проектом РУ с ВВЭР-1000 предусмотрено использование ЕЦ теплоносителя 1 контура д ля охлаждения активной зоны остановленного реактора в режи мах с отключением всех ГЦН.
Известно, что естественная циркуляция жидкости в сосуде и ли системе сосудов и труб происходит при подводе тепла к жид кости в нижней части системы и отводе тепла от нее в верхней части . На рисунке представлена схема расположения основных элеме нтов первого контура. Источник тепла (активная зона реактора) расположен на 9 метров ниже охладителей (парогенераторов ), все указанные элементы соединены трубопроводами большого д иаметра. Этим созданы конструктивные условия для ЕЦ воды в 1 контур е.
Специальными расчетами и экспериментами зафиксировано что мощность, снимаемая с активной зоны естественной циркуля цией теплоносителя по четырем петлям при номинальных давлени ях первого и второго контуров, составляет до 10 % от номинально й тепловой мощности реактора.
В практике эксплуатации ВВЭР-1000 естественная циркуляция в 1 контуре используется при мощности остаточных энерговыд елений от 2% (через 2 часа после останова) до 0,2% (через месяц после останова). При этом подогрев теплоносителя в реакторе сос тавляет 12 градусов и 1,8 градуса соответственно. Движущий напор ЕЦ зав исит от подогрева и составляет в указанных случаях 9 см вод. стол ба и 1 см вод. столба соответственно.
Компоновка оборудования 1 контура
Оборудование I контура заключено в предварительно-напряж енную железобетонную герметичную оболочку, имеющую форму цили ндра со сферическим куполом и плоским основанием. Внутри герметичная оболочка облицована листовой сталью марки В Ст3сп5 толщиной 8 мм.
В плане четыре циркуляционные петли и оборудование, входя щее в их состав, размещены попарно в двух диаметрально противоположных от реактора боксах. Реактор установлен в центре аппаратного зала в бетонной шахте. Корпус реактора устано влен и зафиксирован от перемещений в плане опорным буртом на опо рном кольце, закрепленном в опорной ферме бетонной шахты реакт ора. Фланец корпуса реактора закрепляется и фиксируется от перемещений в плане с помощью упорного кольца, закрепленн ого также в опорной ферме шахты реактора.
Герметичная плита, замыкающая снизу герметичный объем и воспринимающая нагрузки от реакторной установки, находи тся на отметке 13,7 м. От центра герметичной плиты вверх до пола реакторного зала, расположенного на отметке 36,9 м, идет железобетонный ствол внутренним диаметром 6 м и толщиной стенки 3 м. Этот ствол-шахта является опорной конструкцией реактора. Параллельно герметичной плите выше ее располож ены три железобетонные пластины, связанные с шахтой и имеющие меж ду собой вертикальные связи-стены.
Первая и вторая пластины (если считать от герметичной пли ты) служат для размещения оборудования и трубопроводов и воспринимают на себя весь спектр нагрузок от оборудовани я, включая сейсмические нагрузки, и передают его на герметичную плит у и шахту. Третья пластина служит полом реакторного зала и воспринимает на себя, в основном, монтажные нагрузки (при перестановке оборудования), а также нагрузки от тяжелых у злов оборудования при раскладке во время ремонта.
Обеспечение сейсмостойкости оборудования РУ реализован о, в основном, за счет установки гидроамортизаторов, которые препятствуют большим смещениям оборудования и трубопро водов относительно оболочки и друг относительно друга при возд ействии землетрясения.
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk67x1.jpg)
Министерство Российской федерации по атомной энергии. Ко нцерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан ция. СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА
Основное оборудование реакторного отделения. Первый контур унифицированного ВВЭР-1000
оборудования Рсположение гермозоне в контура 1
1-ГЦН 2-главный циркуляционный трубопровод Ду850 3-реактор 4-парогенератор 5-компенсатор давления
67
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk68x1.jpg)
ПЕРСОНАЛА |
ÂÂÝÐ-1000 |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ |
Основное оборудование реакторного отделения. Первый контур унифицированного |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
68
Для высоких сосудов (компенсатор объема, емкость САОЗ) спроектированы дополнительные опоры в верхней части сос удов. Конструкция этих опор такова, что не препятствует термиче скому расширению сосуда вверх и по радиусу и в то же время при тол чках не позволяет “голове” сосуда смещаться в горизонтальной плоскости и удерживает сосуд в вертикальном положении.
Для такого тяжелого оборудования, как парогенераторы, гла вные циркуляционные насосы, которые установлены с целью умень шения термических напряжений в главном трубопроводе на опорах качения, предусмотрено в сейсмостойком варианте использование гидравлических амортизаторов.
Установленные на оборудовании РУ гидроамортизаторы отл ичаются размерами деталей и конструкцией некоторых узлов. Однако принцип действия гидроамортизаторов всех типоразмеров аналогичен. Гидроамортизатор состоит из корпуса, в которо м перемещается поршень. Корпус с одной стороны закрыт крышк ой с проушиной, с другой стороны крышкой с отверстием для прох ода штока поршня. Поршень делит цилиндр на две полости,заполн енные жидкостью. Жидкость при перемещении поршня может перетек ать из полости в полость через клапанную коробку, в которой уста новлены два клапана.
Гидроамортизатор одним концом (проушиной) крепится к оборудованию, перемещение которого при сейсмических наг рузках необходимо ограничить, а другим концом - к неподвижной опо ре.
При температурных (медленных) перемещениях оборудования при скоростях менее 1 мм/сек клапаны гидроамортизатора открыт ы и жидкость свободно перетекает из одной полости гидроцили ндра в другую, при этом оборудование свободно смещается в направ лении своего движения.
При сейсмическом воздействии оборудование перемещается со скоростью при которой клапан закрывается, жидкость не мож ет перетекать из одной полости в другую, и гидроамортизатор работает как жесткая связь.
Максимальные смещения оборудования, снабженного гидравлическими амортизаторами, при сейсмических толчк ах составляют величину порядка 5 мм, что вполне допустимо по у словию прочности при имеющихся длинах трубопровода.
Аналогичные амортизаторы, только меньшей мощности, установлены на трубопроводы системы компенсации объема. Для ограниче ния смещения оборудования и предотвращения появления летящ их предметов, могущих разрушить герметичную оболочку, при внезапном поперечном разрыве трубопроводов предусмотре ны элементы крепления (ограничители, аварийные тяги, тросы), удерживающие трубопроводы и подвижное оборудование от больших смещений и ударов о соседнее оборудование.
С точки зрения обслуживания, компоновкой предусмотрено д еление здания на зоны обслуживаемые и необслуживаемые. Так напри мер, электродвигатели ГЦН и электродвигатели арматуры на трубопроводах САОЗ и трубопроводах системы компенсации объема, нуждающиеся в частичном обслуживании, защищены стенами о т оборудования, обладающего большой активностью (главные циркуляционные трубопроводы, парогенераторы).
Главные циркуляционные трубопроводы
Главные циркуляционные трубопроводы, соединяющие обору дование главного циркуляционного контура, предназначены для орг анизации циркуляции теплоносителя через реактор по 4-м петлям:
парогенератор -> ГЦН -> реактор.
По критериям безопасности ГЦТ отнесен к устройствам норм альной эксплуатации, по категории сейсмостойкости ГЦТ отнесен к первой категории.
Конструкция ГЦТ и способы его закрепления рассчитаны на восприятие нагрузки от максимального расчетного землет рясения силой 9 баллов по шкале MSK-64 с одновременным воздействием нагрузок от разрыва по полному сечению одной из циркуляци онных петель. Срок службы ГЦК - 30 лет.
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk69x1.jpg)
ПЕРСОНАЛА |
ÂÂÝÐ-1000 |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ |
Основное оборудование реакторного отделения. Первый контур унифицированного |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
69
|
|
|
|
1-барботер YP20В01 |
|
|
|
|
|
|
|
2-гидроемкости САОЗ YT11-14B01 |
|
||
|
|
|
|
3-компенсатор давления YP10B01 |
|
||
|
|
|
|
4-реактор YC00B01 |
|
|
|
|
|
|
|
5-доохладитель продувки 1 контура TK80W02 |
|
||
|
|
|
|
6-РТО продувки TK80W01 |
|
|
|
|
|
|
|
7-дыхательный бак TF10B01 |
|
|
|
|
|
|
|
8-отсек БВ TG21B03 |
|
|
|
План гермооболочки на отметке 28.8 |
|
|
|
9-отсек БВ TG21B01 |
|
|
|
|
|
|
10-отсек БВ TG21B04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
11-отсек БВ TG21B02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Главные циркуляционные трубопроводы установлены в поме щениях |
|||||
|
|
гермооболочки и недоступны для обслуживания при работе |
|||||
|
|
реакторной установки. Циркуляционные петли размещены по парно, в |
|||||
|
|
диаметрально противоположных сторонах от реактора: |
|||||
|
|
|
пом.ГА-407/1 - циркуляционные петли |
N0 1 è |
N0 4; |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
пом.ГА-407/2 - циркуляционные петли |
N0 2 è |
N0 3. |
||
|
|
|
Угол между парными петлями равен 55 градусов. Каждая из четы рех циркуляционных петель имеет “горячую” и “холодную” нитк и. Участки между выходными патрубками реактора и входными патрубками ГЦН называются “горячими” нитками. Участки ме жду выходными патрубками ПГ и патрубками всаса ГЦН, между нагнетающими патрубками ГЦН и входными патрубками реакт ора называются “холодными” нитками.
По “горячим” ниткам нагретый в реакторе теплоноситель по дается к парогенераторам. По “холодным” ниткам охлажденный теплоноситель возвращается из парогенераторов в реакто р. Для обеспечения циркуляции теплоносителя между реактором и парогенераторами в “холодных” нитках установлены ГЦН.
![](/html/2706/1117/html_TPkCHcLZPl.6DSA/htmlconvd-wISLEk70x1.jpg)
Министерство Российской федерации по атомной энергии. Ко нцерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан ция. СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА
Основное оборудование реакторного отделения. Первый контур унифицированного ВВЭР-1000
плане в ГЦК Схема
70