1.1.1. Общие сведения о первом контуре реактора ввэр

В состав первого контура входят:

§                 реактор;

§                 парогенератор;

§                 главный циркуляционный насос (ГЦН);

§                 система компенсации давления;

§                 система подпитки и очистки контура;

§                 система аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ);

§                 система газовых сдувок;

§                 организованные протечки и дренаж спецводоочистки.

Объем первого контура ВВЭР-1000 составляет 374 м³. Распределение объема первого контура по оборудованию РУ:

объем реактора	110 м3
полный объем КД	79 м3
объем парогенераторов	21 х 4 = 84 м3
объем улиток ГЦН	3 х 4 = 12 м3
объем трубопроводов ГЦК	21 х 4 = 84 м3
объем трубопроводов КД и САОЗ	5 м3
объем реактора	110 м3
полный объем КД	79 м3
объем парогенераторов	21 х 4 = 84 м3
объем улиток ГЦН	3 х 4 = 12 м3
объем трубопроводов ГЦК	21 х 4 = 84 м3
объем трубопроводов КД и САОЗ	5 м3

 

Главный циркуляционный контур (ГЦК) является основной системой первого контура АЭС с ВВЭР (рис. 1). Он представляет собой контур, по которому теплоноситель под рабочим давлением циркулирует через активную зону. Его назначение – отвод тепла, выделяющегося в реакторе, и передачи его во второй контур в парогенератор.

Теплоноситель водо-водяного ядерного реактора выполняет функции:

§                 замедления нейтронов в активной зоне;

§                 отвода тепла от активной зоны реактора;

§                 жидкостного управления реактивностью ядерного реактора за счет растворенной в теплоносителе борной кислоты.

Первый контур работает под давлением, достаточно высоким, чтобы не допустить кипения теплоносителя при проектных параметрах. Рабочее давление первого контура составляет 160 кгс/см2. Являясь замкнутым и герметичным, первый контур также выполняет функции барьера, препятствующего выходу продуктов деления.

 

Рис. 1. Главный циркуляционный контур ВВЭР

 

Энергия деления ядерного топлива в активной зоне реактораВВЭР-1000 тепловой мощностью 3000 МВт отводится теплоносителем с температурой 322 °C. Расход воды через реактор 15800 кг/с, рабочее давление в первом контуре 16 МПа. В парогенераторе теплоноситель отдает тепло рабочему телу и при помощи ГЦН возвращается в реактор.

Компоновка оборудования 1 контура и расположение его по отметкам (рис.2, а) позволяют осуществлять расхолаживание (особенно важно – аварийное) реактора в режиме естественной циркуляции. Проектом РУ с ВВЭР-1000 предусмотрено использование ЕЦ теплоносителя 1 контура для охлаждения активной зоны остановленного реактора в режимах с отключением всех ГЦН.

Известно, что естественная циркуляция жидкости в сосуде или системе сосудов и труб происходит при подводе тепла к жидкости в нижней части системы и отводе тепла от нее в верхней части.

Источник тепла (активная зона реактора) расположен на 9 метров ниже охладителей (парогенераторов), все указанные элементы соединены трубопроводами большого диаметра.

Этим созданы конструктивные условия для ЕЦ воды в 1 контуре.

 

а)

б)

Рис.2. Компоновка реакторного отделения АЭС с реакторамиВВЭР-1000 а) компоновка оборудования 1 контура по отметкам; б) план размещения оборудования в реакторном отделении

 

Специальными расчетами и реальными экспериментами зафиксировано что мощность, снимаемая с активной зоны естественной циркуляцией теплоносителя по четырем петлям при номинальных давлениях первого и второго контуров, составляет до 10 % от номинальной тепловой мощности реактора. При указанной мощности теплоноситель на выходе из максимально нагруженных кассет активной зоны имеет недогрев до температуры насыщения не менее 15 °С.

В режимах с обесточиванием ГЦН происходит плавный переход с принудительной циркуляции теплоносителя в 1 контуре на естественную за счет выбега ГЦН.

В практике эксплуатации ВВЭР-1000 естественная циркуляция в 1 контуре используется при мощности остаточных энерговыделений от 2 % (через 2 часа после останова) до 0,2 % (через месяц после останова). При этом подогрев теплоносителя в реакторе составляет 12 градусов и 1,8 градуса соответственно. Движущий напор ЕЦ зависит от подогрева и составляет в указанных случаях 9 см вод. столба и 1 см вод. столба соответственно.

В режиме принудительной циркуляции теплоносителя 1 контура, 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 конструкции шахты поднимается вверх по тепловыделяющим сборкам. Нагретый теплоноситель выходит из головок ТВС в межтрубное пространство блока защитных труб и через перфорированную обечайку блока и шахты отводится по выходным патрубкам из реактора в парогенераторы.

Технический контроль параметров состояния оборудования и трубопроводов, управления и защиты оборудования от повреждений при нарушении в работе первого контура, а также других контуров и систем установки осуществляется системой контроля, управления и защиты.