3.2.8 Исполнительные механизмы суз

Исполнительные механизмы СУЗ предназначены для управления реактивностью реактора во всех режимах за счет изменения положения стержней СУЗ в активной зоне.

Система управления и защиты включает в себя 31 ИМ СУЗ:

• ИМ АЗ, предназначенные для перемещения стержней АЗ в количестве 10 шт.;

• ИМ КС, предназначенные для перемещения компенсирующих стержней в количестве 16 шт.;

• ИМ РС, предназначенные для перемещения регулирующих стержней в количестве 2 шт.;

• ИМ ПАЗ, предназначенные для подъема стержней пассивной аварийной защиты в количестве 6 шт.

Кроме того, в составе системы управления и защиты имеются три поглощающих стержня пассивной аварийной защиты на температурном принципе действия, срабатывание которых происходит без применения ИМ.

Технические характеристики ИМ СУЗ приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Технические характеристики ИМ СУЗ.

Наименование характеристики	ИМ РС	ИМ АЗ	ИМ КС	ПАЗ
Рабочий ход стержня СУЗ	1000 ± 20 мм
Скорость перемещения рабочего органа	0…70 мм/с	не более 2 мм/с	5 ± 1 мм/с	-
Время сброса стержня АЗ в активную зону в режиме аварийной защиты	-	не более 1 с	-	падение под действием силы тяжести за время ~7с
Масса ИМ СУЗ	не более 1500 кг
Масса стержня СУЗ	60 кг
Назначенный срок службы	~ 30 лет

В основу конструкции исполнительных механизмов СУЗ заложен электромеханический принцип приведения в движение стержней СУЗ при помощи электродвигателя с преобразователем типа шестерня-рейка. ИМ СУЗ подобной конструкции широко используются в атомной энергетике, в том числе и в реакторах на быстрых нейтронах. Положительные результаты длительной эксплуатации аналогичных ИМ СУЗ установок БН‑350 и БН-600 подтверждают работоспособность электромеханических ИМ реечного типа в пределах длительного ресурса.

Использование в конструкции ИМ СУЗ двухсекционных шаговых электродвигателей с низкой частотой вращения роторов позволяет значительно упростить кинематику ИМ, повышая при этом их надежность.

Кинематическая схема ИМ СУЗ АЗ приведена на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11 - ИМ АЗ

3.2.9 Фильтр - ловушка окислов натрия

В системе очистки натрия 1 контура реактора применены фильтр-ловушки, размещенные в корпусе реактора.

Фильтр-ловушка представляет собой заполненный аргоном герметичный сосуд, внутри которого размещены элементы, обеспечивающие циркуляцию натрия первого контура через фильтр, и элементы, обеспечивающие охлаждение натрия первого контура за счет газового контура охлаждения. Для обеспечения циркуляции натрия через фильтр-ловушку предусмотрен электромагнитный насос, а для циркуляции аргона - компрессор.

В настоящих проработках /5/ представлены две конструкции ХФЛ первого контура, эксплуатируемые в различных режимах работы реактора:

а) ХФЛ с рекуператором. Применяется для очистки натрия как при работе реактора на мощности, так и в режиме перегрузки при температуре забивания не выше 180 ^оС. В реакторе размещена одна единица этого оборудования;

б) ХФЛ без рекуператора. Применяется для очистки натрия при перегрузке реактора, а также при условии повышенной загрязненности натрия (температура забивания выше 180 ^оС). В реакторе размещены две единицы этого оборудования.

Вывод примесей обеспечивается двумя ХФЛ без рекуператоров без их замены в процессе всей эксплуатации РУ и ХФЛ с рекуператором, заменяемыми через каждые 9 лет эксплуатации.

Основные расчетные характеристики ХФЛ с рекуператором и без рекуператора приведены в таблице 3.7.

Режиму 1 соответствует температура забивания t_заб=180 ^оС, режиму 2 – температура забивания t_заб=220 ^о С.

Таблица 3.7 – Основные проектные характеристики ХФЛ без рекуператора и с рекуператором

Параметр	ХФЛ с рекуператором	ХФЛ без рекуператора
	Номинальный режим	При перегрузке
		режим 1	режим 2
1	2	3	4
Тепловая мощность рекуператора, кВт	297*	-	-
Тепловая мощность, отводимая от натрия в рабочей полости, кВт	92,9	107*	64*
Тепловая мощность подогревателя, кВт	297	105*	62*
Максимальный расход натрия, кг/с (м3/ч при температуре Tвх )	1,15(4.59)	0,8(3,19)	0,8(3,19)
Температура загрязненного натрия на входе в рекуператор, оС	410	-	-
Температура загрязненного натрия на выходе из рекуператора (на входе в рабочую полость), о С	210	-	-
Температура очищенного натрия на выходе рабочей полости ловушки (на входе в рекуператор), о С	150	-	-

Продолжение таблицы 3.7

1	2	3	4
Температура очищенного натрия на выходе из рекуператора (на входе подогревателя “натрий-натрий”), о С	347	-	-
Температура загрязненного натрия на входе в рабочую полость, Tвх о С	-	250	250
Температура очищенного натрия на выходе из рабочей полости, о С	-	150	190
Температура очищенного натрия на входе подогревателя “натрий-натрий”, о С	-	150	190
Температура натрия на выходе подогревателя “натрий-натрий”, о С	~550	~247	~247
Максимальный расход аргона, кг/с(м3/ч при Р=1,5 МПа и Т=35 о С	3,0(430)	3,5(430)	1,2(172)
Температура аргона на входе в тракт охлаждения, о С	35	35	35
Температура аргона на выходе из тракта охлаждения, о С	100	115*	158*
Габаритные размеры, мм: - диаметр по фланцу; - диаметр по корпусу; - длина	1358 1224 9420	1358 1224 8990	1358 1224 8990
Расчетная вместимость по примесям, кг	540	~680*	~680*
* -значение может уточняться в процессе дальнейшего проектирования.

ХФЛ с рекуператором (рисунок.3.12) представляет собой герметичный сосуд поз. 1, внутри которого размещены натриевый и аргоновый контуры.

Натриевый контур содержит следующий элементы:

• рабочую полость поз. 2;

• электромагнитный насос поз. 3;

• электромагнитный расходомер поз. 4;

• рекуператор поз. 5;

• фильтр поз. 6 с набивкой из металлической стружки;

• теплообменник «натрий-аргон» поз. 7;

• подогреватель «натрий-натрий» поз. 8;

• трубопроводы обвязки поз. 9;

• средства измерения технологических параметров и контроля герметичности натриевого контура (температура и расход натрия, давление аргона и наличие натрия в газовой полости). Средства измерения технологических параметров газового контура охлаждения расположены за пределами ХФЛ.

Рисунок 3.12 – ХФЛ с рекуператором. Верхняя часть

Рисунок 3.12 – ХФЛ с рекуператором. Нижняя часть

Рисунок 3.12 – ХФЛ с рекуператором. Детали

Аргоновый контур содержит следующие элементы:

• входная поз. 10 и выходная поз 11 трубы;

• раздающий поз. 12 и сборный поз. 13 коллекторы;

• трубы подвода поз 14 и отвода поз. 15 аргона.

В верхней части фильтр-ловушки расположена биологическая защита персонала станции от ионизирующего излучения и теплового воздействия поз.16.

Регулирование тепловой мощности ХФЛ и температуры натрия на ее выходе может производиться изменением расхода натрия и аргона.

Рабочая полость поз. 2 заполнена натрием и состоит из трех функциональных зон: зоны отстойника, зоны охлаждения и зоны фильтрации. Зона отстойника расположена от нижней границы проникновения натрия при входе его в рабочую полость до ее нижнего днища. Зона охлаждения находится между зоной отстойника и нижним торцем фильтра поз. 6. Зона фильтрации расположена между верхним и нижним торцами фильтра. Разделение рабочей полости на указанные зоны с оптимальным соотношением объемов обеспечивает ее эффективное использование для накопления примесей.

Работа ХФЛ с рекуператором в режиме холодной очистки производится следующим образом. Загрязненный натрий из полости реактора или из его напорной камеры поступает в рекуператор поз. 5, где предварительно охлаждается более холодным очищенным натрием, поступающим туда из рабочей полости поз. 2. Из рекуператора загрязненный натрий подается в рабочую полость, в которой охлаждается аргоном, циркулирующим в теплообменнике «натрий-аргон» поз. 7, до температуры ниже температуры насыщения примесями. Кристаллизующиеся из натрия примеси осаждаются на теплопередающей поверхности теплообменника и в зоне отстойника. Из зоны охлаждения натрий поступает в фильтр поз. 6, в котором удерживаются примеси, не осажденные в зоне охлаждения и в отстойнике. После фильтра очищенный натрий направляется в рекуператор, нагревается в нем, отбирая тепло от более горячего загрязненного натрия, и затем поступает в подогреватель «натрий-натрий» поз. 8, в котором происходит его дальнейшее нагревание до температуры, близкой к температуре натрия, окружающего ХФЛ.

При очистке натрия ХФЛ без рекуператора (рисунок 3.13), предназначенной для работы только в режиме перегрузки реактора или при повышенной загрязненности натрия, загрязненный натрий подается в зону охлаждения без предварительного снижения его температуры в рекуператоре, который в этой конструкции отсутствует. Очищенный натрий перед возвратом в реактор подогревается в подогревателе «натрий-натрий».

Рисунок 3.13 – ХФЛ без рекуператора. Верхняя часть

Рисунок 3.13 - ХФЛ без рекуператора. Нижняя часть