Канальні важководні реактори

За конструктивним виконанням існують канальні важководні реактори:

Схеми канальних реакторних установок з киплячою легкою (а) та некиплячею важкою (б) водою:

1 - бак з важководним уповільнювачем (каландр);

2 - технологічний канал;

3 - сепаратор пари;

4 - збірний колектор;

5 - роздавальний колектор;

Б - отвори для скидання важководного уповільнювача;

7 - газовий зазор;

8 - труба каландра;

9 - циркуляційний насос.

Реакторні установки типу СANDU (CANada Deuterium Uranium) відносяться до групи важководних енергетичних реакторів (за міжнародною класифікацією - PHWR - Power Heavy Water Reactor).

Після Канади, що є країною походження технології СANDU та експлуатує 18 таких енергоблоків, Пакістан та Індія були першими країнами, де були побудовані енергоблоки з реакторними установками цього типу (встановлена потужність 137 та 100 МВт, підключення до мережі у 1971 та 1972 р.р., відповідно). В Пакистані про-грама СANDU не знайшла подальшого продовження. В Індії наступний блок типу CANDU потужністю 200 МВт був побудований на базі досвіду, отриманого при будівництві 1-го блоку через 8 років (підключення до мережі у 1980 р.). Відтоді в Ін-дії введені в експлуатацію ще 13 блоків цього типу, зараз будується ще 3 важководя-них реактори. При цьому, один із споруджуваних блоків потужністю 200 МВт орієн-тований на використання торієвого циклу.

Наступними країнами, що приєдналися до програми СANDU, були Південна Корея та Аргентина, де комерційна експлуатація перших енергоблоків типу CANDU встановленою потужністю 679 та 648 МВт була розпочата у 1983 та 1984 р.р., відповідно. В обох країнах програма СANDU знайшла активний подальший розвиток. В Південній Кореї в період 1997-1999 р.р. були введені в експлуатацію ще 3 блоки, подальше будівництво не планується. В Аргентині зараз будуються ще 2 блоки типу CANDU.

Останніми країнами, що почали використовувати технологію СANDU, бу-ли Румунія та Китай (відповідно, 1996 та 2002 р.р.). В Румунії на сьогодні в експлуа-тації знаходяться 2 енергоблоки типу CANDU, в планах будівництва – ще 3 блоки на АЕС Чорновода. В Китаї зараз в експлуатації знаходяться 2 блоки цього типу.

Канальний важководний реактор з некиплячою водою "Пикеринг". Основна частина реактора - каландр являє собою циліндричну посудину з нержавіючої сталі діаметром близько 8 м і довжиною ~8 м. Його маса без палива та сповільнювача становить приблизно 665 т. Усередині циліндричної стінки каландра встановлений тепловий захист із смуг нержавіючої сталі товщиною ~115 мм. По торцях є комбіновані теплові та радіаційні захисти із сталевих смуг і плит, охолодження їхньої периферійної частини здійснюється водою, що циркулює по трубках, прокладених по окружності захисту. Разом з охолоджуючими трубками товщина торцевого захисту становить близько 1,2 м.

Общий вид реактора «Пикеринг»:

1- цилиндрический корпус,

2- трубы каландра

3- сбросные каналы,

4- сбросной бак,

5- внутренний трубный лист торцевой защиты

б, 10- вход и выход охлаждения торцевой защиты

7- трубы технологических каналов,

8- отвод и подвод теплоносителя

9- наружный трубный лист торцевой защиты,

11- опорные стержни корпуса

12- каналы стержней СУЗ,

13- оболочка корпуса

14- подвою reлия,

15- коллектор входа

ТВЗ реактора «Пикеринг»

1 -таблетка из двуокиси урана,

2, 5- каркас ТВС,

3- стержневой твэл в трубках из циркония,

4- дистанционирующий выступ из циркалоя

Зовні каландра є 25 груп сопел для охолодження шляхом зрошення внутрішніх металевих частин, не покритих сповільнювачем, у яких виділяється тепло за рахунок поглинання випромінювання як під час роботи, так і при зупинках реактора. Під каландром розташований горизонтальний циліндричний бак з нержавіючої сталі діаметром близько 5,4 м і довжиною 11,5 м, з товщиною стінки 19,1 мм. Бак з'єднаний з каландром чотирма скидними отворами. Під час роботи реактора в баку підтримується тиск гелію вище, ніж у верхній частині каландра.

При необхідності тиск газу скидається і уповільнювач під дією сили ваги зливається з каландра в бак.

Через каландр проходять 390 горизонтальних труб із циркалоя-2 зовнішнім діаметром 131 мм із товщиною стінки 1,55 мм. Усередині них вставлені канальні труби, у які завантажені ТВС. У кільцевому зазорі між трубами каландра та каналів прокачивається азот, що є теплоізоляцією між гарячим теплоносієм у каналах і холодним сповільнювачем в каландрі, середня температура якого дорівнює 22,2°С, а максимальна 68°С. Сповільнювач перебуває при тиску 0,175 Мпа. Загальний обсяг сповільнювача в активній зоні становить 242м³.

Схема відведення тепла від реактора - двоконтурна. До кожного контуру каналу приєднані трубопроводи для підведення та відводу теплоносія. Тепло з каналів передається важкою некиплячою водою до парогенераторів, у яких виробляється насичена пара тиском близько 4,0 Мпа. Температура води на вході в реактор 249°С, на виході 293 °С. Тиск у контурі реактора близько 9,0 Мпа.

Перевантаження палива здійснюється при роботі реактора на потужності. З кожного торця реактора встановлено по одній перевантажувальній машині, які працюють по напівавтоматичній програмі: стикування з каналом, ущільнення по каналу, видалення ізолюючих і захисної пробок, установка або видалення паливної збірки, розстикування з каналом.

Схема перегрузки топлива

1 — реактор;

2 — топливный канал;

3 — торец канала;

4 — перегрузочная машина;

5 — загружаемая ТВС;

6 — выгружаемая ТВС