3. Принципова конструкція водо-водяного реактору під тиском

Основні рішення, що закладаються:

• радіаційно стійка сталь корпусу високої міцності технологічна до зварювання;

• мінімальна кількість зварних швів;

• вхід та вихід теплоносія вище активної зони (АЗ);

• органи системи управління та захисту (СУЗ) та обладнання контролю вище АЗ;

• еліптичне (сферичне) герметичне днище;

• еліптична (сферична) кришка реактору;

• вертикальний знизу-вверх рух теплоносія навколо палива;

• можливість вилучення всіх внутрикорпусних елементів;

• паливна корзина (дистанціонування + опора + утримання від вспливання).

А - вхідний патрубок;

Б - вихідний патрубок;

1. - корпус реактору;

2. – тепловий екран;

3. - корзина активної зони;

4. – кришка реактору;

5. – активна зона.

Корпус:

• веритикальна циліндрична судина;

• 2-3 цільноковані обечайки на рівні АЗ;

• 1-2 обечайки на рівні патрубків

Внутрикорпусні пристрої:

• шахта з тепловим екраном (несуча конструкція + розділення потоків теплоносія);

• зйомна корзина (розміщення ТВЗ та касет СУЗ);

• блок захисних труб (дистанціонування касет та захист приводів СУЗ від гідродинамічних навантажень).

4. Еволюція водо-водяних реакторів типу ввер

Розвиток водо-водяних реакторів під тиском:

• збільшення одиничної потужності;

• підвищення параметрів теплоносія.

Шляхи збільшення теплової потужності реактора:

• вирівнювання тепловиділення в активній зоні;

• підвищення витрати води через зону;

• збільшення поверхні твелів в активній зоні;

• зменшення запасів відносно гранично припустимих параметрів.

Вирівнювання тепловиділення: режим часткових перевантажень палива з переміщенням від периферії АЗ до центру (додаткова перевага – менша різниця між максимальним і середнім вигорянням, вада – більше радіаційне навантаження корпусу).

Збільшення витрати води через АЗ (всупереч зменшенню числа циркуляційних петель): підвищення потужності циркуляційних насосів та діаметру трубопроводів.

Збільшення поверхні твелів в АЗ:

• підвищення загального завантаження палива (вада - зростання габаритів корпусу реактора);

• зменшення діаметру твелів до мінімального технологічного рівня.

Зменшення запасів відносно гранично припустимих параметрів:

• великий запас у лінійному тепловому навантаженні твелів;

• значний запас до критичного теплового потоку, при якому починається криза теплообміну, пов'язана з кипінням теплоносія.

Можливості підвищення параметрів теплоносія досить обмежені. При температурі води 320- 330°С тиск у корпусі - не нижче 15-16 МПа. Підвищення параметрів призведуть до збільшення маси та/або габаритів корпусу. Для реакторів потужністю 1000 МВт(эл) маса та габарити близькі до межі сьогоденних технологічних і транспортних можливостей.

ВВЕР-210 ВВЕР-365 ВВЕР-440 ВВЕР-1000

Характеристика	ВВЕР-210	ВВЕР-365	ВВЕР-440	ВВЕР-1000
Рік пуску	1964	1969	1971	1980
Потужність електрична, МВт	3х70	5x73	2x220	2x500
Потужність теплова, МВт	760	1 320	1 375	3 000
ККД брутто, %	27,6	27,6	32	33
Тиск пари перед турбіною, МПа ­	2,9	2,9	4,4	6,0
Тиск в 1-му контурі, МПа	10,0	10,5	12,5	16,0
Кількість петель	6	8	6	4
Витрати води через реактор, м3/г	36 500	49 500	39 000	80 000
Т води на вході у реактор, оС­	250	250	269	289
Середній підігрів в реакторі, ­ оС	19	25	31	33
Середня енергонапруженість­ АЗ, МВт/м3	46	80	83	111
Внутрішній діаметр корпусу, мм­	3560	3560	3560	4070
Еквівалентний діаметр АЗ, м	2,88	2,88	2,88	3,12
Висота АЗ, м	2,50	2,50	2,50	3,55
Кількість ТВЗ	343	349	340 (349)	163 (151)
Діаметр твела, мм­	10,2	9,1	9,1	9,1
Число твелів в ТВЗ	90	126	126	317
Крок гратки твелів, мм	14,3	12,2	12,2	12,75
Завантаження урану, т	39	40	41 (42)	70 (75)
Кількість механізмів регу­лювання	37	73	37	109
Середня глибина вигоряння, МВт*добу/т­	13 000	27 000	28 600	40 000
Середній час між перевантаженнями, г	5 200	6 500	7 000	7 000
Середнє збагачення, %	2,0	3,0	3,5	3,3—4,4