1.2.2. Распределение подогрева по ступеням

Максимальный выигрыш в КПД дает регенеративный подогрев с бесконечно большим числом ступеней, так как в этом случае цикл ПТУ приближается к предельному регенеративному циклу Карно.

Однако применение большого числа регенеративных подогревателей связано с усложнением конструкции паротурбинной установки и значительным её удорожанием, что экономически не оправдано.

Оптимальное число регенеративных подогревателей выбирается на основании технико-экономических расчетов и для ПТУ ТЭС и АЭС обычно не превышает 7-9 (включая деаэратор).

При любом числе регенеративных подогревателей существует оптимальное распределение общего нагрева воды между подогревателями, которое соответствует наивысшей тепловой экономичности.

Оптимальное распределение подогрева по ступеням является сложной многофакторной задачей, поэтому часто используются приближенные методы распределения:

- по равному нагреву воды по ступеням;

- по равным приращениям энтропии;

- метод геометрической прогрессии.

Исключение составляет подогреватель, снабжаемый паром из "холодной нитки" промперегрева (разделительного давления), для которых нагрев при-нимается в 1,4-1,5 раза большим, чем для остальных подогревателей.

4. Реакторная установка ввэр-1000. Состав, основные технические характеристики.

1. Водо-водяной энергетический реактор ВВЭР‑1000 типа В‑187 предназначен для организации и поддержания управляемой цепной реакции деления ядерного топлива.

Он представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с эллиптическим днищем, с двухрядным расположением патрубков. Реактор сверху герметично закрыт съемной крышкой с установленными на ней приводами СУЗ.

Реактор состоит из следующих узлов:

а) корпус реактора;

б) верхний блок с приводами СУЗ;

в) внутрикорпусные устройства (ВКУ):

— блок защитных труб (БЗТ);

— шахта внутрикорпусная;

— выгородка.

2.3.2. Реактор установлен в бетонной шахте, оборудование которой обеспечивает биологическую защиту от излучений со стороны активной зоны, надежное крепление реактора и тепловую изоляцию по наружной поверхности.

Корпус реактора устанавливается и фиксируется от перемещений в плане опорным буртом на опорном кольце, закрепленном в опорной ферме бетонной шахты реактора. Фланец корпуса фиксируется от перемещений в плане с помощью упорного кольца, закрепленного в бетонной шахте реактора.

Реактор рассчитан на внешние нагрузки от самокомпенсации трубопроводов, действующих на патрубки реактора, а также на усилия, возникающие при разрыве трубопровода Ду‑850.

Бетонная шахта состоит из трех помещений:

А-501 (отм. +28.7 +38.1) —помещение верхнего блока;

А-401 (отм. +23.5 +28.2) —помещение патрубков реактора;

А-301 (отм. +15.6 +23.5) —собственно шахта.

3. Технические характеристики реактора приведены в таблице 3.

Таблица 3.

№ п/п	Наименование параметра	Размерность	Величина		Примечания
1	2	3	4			5
	Срок службы корпуса в сборе	лет	30
	Расход теплоносителя через реактор	м3/час	88900	+2300		при работе 4-х ГЦН
				-3200
	Количество ТВС в реакторе	шт.	151
	Количество ОР СУЗ в реакторе	шт.	109
	Количество ТВЭЛ в ТВС	шт.	317
	Количество ТВС с выгорающим поглотителем	шт.	42			периферийные ТВС
	Количество направляющих трубок для стержней в ТВС	шт.	12
	Эквивалентный диаметр активной зоны	мм	3120
	Высота активной зоны	мм	3530/ /3580			в холодном/ /в горячем состоянии
	Вес топлива в активной зоне	т	70.4			(UO2)
	Удельная энергонапряженность активной зоны	кВт/л	111			при работе 4-х ГЦН
	Полная поверхность теплоотдачи от ТВЭЛ	м2	4835
	Максимальная температура оболочки ТВЭЛ	оС	350
	Средняя скорость теплоносителя в а.з.	м/сек	5.6
	Внутренний диаметр корпуса реактора	мм	3630			по разделительному поясу
	Высота корпуса реактора	мм	10850			с приводами
	Толщина стенки корпуса - цилиндрической части - зоны патрубков	мм	198 285
	Масса верхнего блока	т	133.7
	Масса корпуса реактора	т	314
	Масса шахты внутрикорпусной	т	73.2
	Масса блока защитных труб	т	50.4

3. Корпус реактора имеет восемь патрубков Ду-850 для подсоединения петель, четыре патрубка Ду-350 для подсоединения к трубопроводам САОЗ и один патрубок Ду-250 для вывода восьми трубок КИП 142.5 мм из верхней и нижней части реактора. На внутренней поверхности верхней обечайки зоны патрубков (между верхним и нижним рядами патрубков Ду-850) приварено разделительное кольцо, служащее для организации потока теплоносителя внутри реактора.

Патрубки Ду-850 выполнены методом штамповки и не требуют приварки промежуточных втулок при монтаже, а патрубки Ду-350 и Ду-250 - вварные. В патрубках САОЗ установлены тепловые рубашки для защиты металла корпуса реактора от воздействия холодной воды.

Материал корпуса - легированная теплостойкая сталь 15Х2НМФА.

Вся внутренняя поверхность корпуса плакируется двухслойной наплавкой из нержавеющей стали толщиной 68 мм для предотвращения коррозии и водородного охрупчивания металла корпуса.

Элементом, воспринимающим и передающим на железобетонную консоль всю нагрузку реактора, является опорный бурт, выполненный на наружной поверхности опорной обечайки ниже зоны патрубков. Между опорным буртом и консолью установлено опорное кольцо. В опорном бурте выполнены пазы под шпонки, обеспечивающие фиксацию в плане корпуса реактора.

Фланцевый разъем корпуса развит во внутреннюю часть корпуса. В теле фланца выполнены 54 резьбовых гнезда под шпильки М1706 главного разъема реактора.

На горизонтальной уплотнительной поверхности фланца корпуса реактора выполнены две кольцевые канавки для размещения прутковых никелевых прокладок главного разъема. Предусмотрен контроль плотности главного разъема с выводом сигнализации на БЩУ.

На наружной стороне фланца выполнена наплавка из нержавеющей стали для приварки разделительного сильфона и бурт, обеспечивающий установку и закрепление упорного кольца.

3. Верхний блок предназначен для уплотнения главного разъема реактора, размещения приводов СУЗ, уплотнения выводов системы внутриреакторного контроля, удержания от всплытия блока защитных труб, кассет и внутрикорпусной шахты реактора.

Крышка корпуса состоит из сферической части, приварного фланца, патрубков СУЗ, ТК, ЭВ, воздушника реактора и имеет сквозные отверстия (см. таблицу 4).

Таблица 4.

№ п/п	назначение патрубка	количество патрубков	внутренний диаметр, мм
1	2	3	4
	Патрубок СУЗ	109	80
	Патрубок термоконтроля (ТК)	6	170
	Патрубок каналов контроля энерговыделения (ЭВ)	6	170
	Патрубок воздушника реактора	1	50

Материал крышки реактора - углеродистая сталь 15Х2НМФА.

Внутренняя поверхность крышки реактора (включая поверхность главного разъема) и наружная поверхность сферической части имеют нержавеющую наплавку. Парубки СУЗ и патрубок воздушника реактора изготовлены из нержавеющей стали, патрубки ТК и ЭВ - из углеродистой.

Предусмотрен контроль протечек фланцевых разъемов патрубков приводов СУЗ, патрубков ТК и ЭВ.

Во фланце крышки выполнены 54 сквозные отверстия диаметром 180 мм под шпильки главного разъема реактора.

На верхний блок устанавливается металлоконструкция ВБ, траверса, теплоизоляция и биологическая защита.

Технические характеристики верхнего блока приведены в таблице 5.

Таблица 5.

№ п/п	Наименование параметра	Размерность	Величина
1	2	3	4
	Высота ВБ при транспортировке	мм	11795
	Диаметр наружный по фланцу крышки	мм	4580
	Шаг между патрубками СУЗ	мм	236

3. Внутрикорпусные устройства (ВКУ) предназначены для:

   • группирования комплекса ТВС в активную зону реактора;

   • организации потока теплоносителя для отвода тепла от ТВС;

   • защиты органов регулирования от воздействия потока теплоносителя и обеспечения их нормального перемещения;

   • размещения каналов под датчики внутриреакторного контроля;

   • ослабления нейтронного потока, падающего на корпус реактора.

Во всех режимах эксплуатации ВКУ сохраняют свои геометрические размеры и форму и остаются во взаимно фиксированном положении.

В состав ВКУ входят шахта внутрикорпусная, выгородка и БЗТ. Шахта закреплена в корпусе реактора. Внутри шахты на уровне активной зоны размещена выгородка. ТВС установлены внутри выгородки на опорные трубы шахты. БЗТ опирается на подпружиненные головки ТВС и поджимается сверху крышкой реактора.

1. Шахта представляет собой вертикальный полый цилиндр с перфорированным днищем. Эллиптическое днище шахты служит для размещения опор ТВС, дистанционирующей плиты, выгородки и загрузки ТВС. Конструкция днища шахты обеспечивает равномерный расход теплоносителя на входе в ТВС. Фланец шахты воспринимает и передает на корпус реактора всю нагрузку от шахты, выгородки, ТВС активной зоны и БЗТ. В верхней части шахты между фланцем и разделительным кольцом корпуса выполнена перфорация для выхода теплоносителя. Во фланце шахты выполнены отверстия для транспортировки шахты и для закрепления упругих трубчатых элементов, а также пазы под шпонки БЗТ и корпуса. Шахта внутрикорпусная изготовлена из нержавеющей стали 08Х18Н10Т.

2. Выгородка предназначена для группирования топливной загрузки ТВС в активную зону и обеспечения ее геометрических размеров, формирования поля энерговыделения, гидравлического канала вокруг периферийных кассет и служит нейтронной защитой корпуса реактора. Выгородка представляет собой водо-железную конструкцию, состоящую из граненых поясов, верхнего и нижнего, и пластин толщиной 8 мм, дистанционированных друг от друга втулками высотой 20 мм и скрепленных между собой и гранеными поясами с помощью сварки и труб с гайками на концах. Высота выгородки - 4415 мм, масса - 21.9 т, материал выгородки - сталь 08Х18Н10Т.

3. Блок защитных труб (БЗТ) представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из трех плит, связанных между собой перфорированной обечайкой и 109 защитными трубами. К верхней плите крепится опорная обечайка с фланцем, через который БЗТ прижимается крышкой к штырям кассет активной зоны реактора. Защитные трубы исключают динамические воздействия потока теплоносителя на органы регулирования (в том числе в аварийных режимах) и заклинивание их. Отверстия в перфорированной обечайке БЗТ обеспечивают попадание воды в межтрубное пространство БЗТ и на головки ТВС при срабатывании САОЗ. Установка БЗТ обеспечивает точную фиксацию головок ТВС по высоте и в плане в активной зоне, а также заданное усилие поджатия ТВС, гарантирующее "невсплываемость" ТВС в нормальных и переходных режимах. Основной материал БЗТ - нержавеющая сталь 08Х18Н10Т.