Якубенко Технологические процессы производства тепловой 2013

кальном стенде приводов СУЗ в помещении 114 блока мастерских специального корпуса (см. рис. 3.17). По мере готовности приводов ШЭМ производится их монтаж на верхнем блоке реактора.

Детали узла уплотнения главного разъема реактора (рис. 4.19) предназначены для уплотнения корпуса с крышкой верхнего блок.

Рис. 4.19. Конструкция узла уплотнения главного разъема реактора

В состав узла входят: шпильки, гайки, шайбы верхние, шайбы нижние, вкладыши и прокладки.

151

На главный разъем реактора устанавливается 54 шпильки с резьбой М170х6. Шпилька в сборе имеет три резьбовых части: для укрепления шпильки в резьбовом гнезде корпуса реактора (нижняя часть); для удержания крышки верхнего блока гайкой (средняя часть) и для соединения с гайковертом (верхняя часть).

Вшпильке размещен контрольный стержень, по относительному перемещению которого определяется линейная вытяжка (удлинение) шпильки гайковертом. Гайки и шайбы служат для крепления верхнего блока и затяжки главного разъема. Нижние и верхние шайбы выполнены с одного торца сферическими. Нижняя шайба – вогнутая, а верхняя – выпуклая.

Плотность главного разъема обеспечивается путем обжатия двух кольцевых прутковых никелевых прокладок, которые устанавливаются в месте контакта фланца крышки и фланца корпуса в специальные V-образные канавки. Контроль плотности главного разъема выполнен при помощи отверстия между двумя никелевыми прокладками.

Вотверстие установлен штуцер, подключающий эту полость к датчику. При появлении неплотности внутренней прокладки и повышении давления в межпрокладочной полости, на пульте БЩУ срабатывает сигнализатор.

Шахта внутрикорпусная (рис. 4.20) предназначена для организации входного и выходного потоков теплоносителя и для защиты корпуса реактора от воздействия нейтронного излучения активной зоны, а также размещения в ней элементов активной зоны реактора. Конструкция шахты и принцип ее закрепления в корпусе позволяют производить ее периодическое извлечение из корпуса для возможности осмотра внутренней поверхности корпуса и патрубков.

Шахта представляет собой цилиндрическую обечайку с фланцем и эллиптическим днищем, в котором закреплены 163 опорные трубы (стаканы) с шагом 236 мм, верхние части которых образуют опорную плиту для установки и дистанционирования кассет ТВС активной зоны. Материал шахты – сталь 08Х18Н10Т, вес 80,5 т.

Снаружи на фланце шахты имеются двенадцать пазов шириной 100 мм для ориентации ее по углу в плане. Шпонки, входящие в эти пазы привариваются к внутренней поверхности корпуса реактора.

152

Для разделения потоков «горячего» и «холодного» теплоносителя на наружной поверхности шахты выполнено кольцевое утолщение (наплавка), контактирующее с внутренней поверхностью разделительного кольца корпуса реактора.

Величина зазора между утолщением шахты и внутренней поверхностью разделительного кольца выбирается из условия минимальных напряжений и протечек при разогреве узлов реактора (разделительное кольцо с шахтой при рабочих параметрах имеет нулевой натяг).

Нижняя часть шахты состоит из перфорированного эллиптического днища и закрепленных в нем стаканов (рис. 4.21), верхние части которых образуют упорную плиту для установки и дистанционирования кассет активной зоны. Крайние стаканы дистанционированы с помощью граненого пояса, укрепленного на нижнем бурте цилиндрической части шахты внутрикорпусной.

Рис. 4.21. Конструкция опорных стаканов ШВК

154

Упорные стаканы установлены с шагом 236 мм и выполнены в виде перфорированных труб, верхняя часть которых представляет собой шестигранные призмы с центральными отверстиями диаметром 195 мм, в которые устанавливаются хвостовики кассет. На торце каждого стакана имеются пазы для ориентации кассеты с помощью фиксирующего штыря в плане. Перфорация труб выполнена в виде узких щелей (ширина щели 3 мм, длина – 30 мм), что способствует задержанию из потока теплоносителя твердых частиц и защите твэлов от механических повреждений. Хвостовики стаканов закреплены неподвижно в эллиптическом днище шахты, а шестигранные призмы друг относительно друга с помощью отжимных винтов М36 и сварки.

Основной поток теплоносителя в шахту поступает в имеющиеся отверстия в днище и распределяется по ТВС через перфорированную часть опорных труб. Профиль опускной щели между днищем шахты и внутренней поверхностью корпуса, а также степень перфорации шахты выбраны таким образом, чтобы пульсации и неравномерности скоростей потока теплоносителя перед входом в активную зону были минимальными.

В верхней части шахты выполнена перфорация для прохода нагретого теплоносителя. Против верхних патрубков САОЗ корпуса в шахте выполнены два отверстия Ду300, через которые вода, подаваемая в реактор при аварии, проходит в межтрубное пространство БЗТ и охлаждает активную зону. Своим верхним фланцем шахта устанавливается на внутреннюю проточку в горловине корпуса и центрируется кольцом – разделителем потока, сверху удерживается от перемещений в плане шпонками, приваренными к фланцу корпуса. Нижняя часть шахты удерживается от вибрации шпонками, приваренными к кронштейнам-виброгасителям корпуса и входящими в вертикальные пазы шахты.

Снаружи на верхнем фланце шахты имеются двенадцать пазов шириной 100 мм для ориентации ее по углу в плане. Шпонки, входящие в эти пазы, подгоняются и привариваются к внутренней поверхности фланца корпуса. На внутренней поверхности фланца шахты имеются три направляющих паза длинной 410 мм для ориентации установки блока защитных труб и устройства для транспортировки шахты.

155

Один раз в четыре года шахта должна выниматься из корпуса и подвергаться полному профилактическому осмотру и, при необходимости, ремонту в специальной бетонной шахте ревизии ВКУ.

Таким образом, подытожив все вышеприведенное, можно сказать, что в обоснование функциональной работоспособности шахты внутрикорпусной приняты следующие конструктивные решения:

•кривизна эллиптического днища шахты больше кривизны днища корпуса, в днище шахты выполнены выступающие упоры, что обеспечивает во всех проектных авариях (включая МПА) между днищем шахты и днищем корпуса гарантированный зазор для прохода теплоносителя в активную зону;

•пазы в опорных стаканах шахты под фиксирующие штыри ТВС обеспечивают четкое ориентирование ТВС в плане;

•опорные трубы передают на эллиптическое днище равномерно распределенные нагрузки от ТВС активной зоны, что особенно существенно при возникновении больших перепадов;

•верхняя перфорированная обечайка шахты обеспечивает свободный вход в межтрубное пространство БЗТ воды из САОЗ.

Блок защитных труб (рис. 4.22) предназначен для:

•фиксации и дистанционирования головок тепловыделяющих сборок;

•удерживания тепловыделяющих сборок от всплытия во всех режимах работы реактора, включая аварийные ситуации;

•защиты органов регулирования и штанг приводов системы управления и защиты реактора от воздействия потока теплоносителя (температура теплоносителя на выходе из активной зоны реак-

тора 320 °С, скорость теплоносителя в ТВС до 6 м/с);

•обеспечения разводки направляющих каналов системы внутриреакторного контроля;

•обеспечения равномерного выхода теплоносителя по сечению активной зоны;

•размещения сборок «тепловых» образцов-свидетелей.

БЗТ представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из верхней, средней и нижней плит, связанных между собой перфорированным корпусом и защитными трубами СУЗ, каналов ВРК (ТК и КНИ).

156

Материал БЗТ – сталь 08Х18Н10Т, масса 60 т. В 61 защитную трубу установлены направляющие трубные каркасы, в которых с помощью приводов типа ШЭМ перемещаются траверсы с регулирующими стержнями. В каждом каркасе защитной трубы предусмотрен плотный канал для установки термометра термоэлектрического. Всего в БЗТ размещено 98 плотных чехлов, в том числе три чехла для замера температуры теплоносителя под крышкой реактора.

Над верхней плитой БЗТ плотные чехлы термометров объединены в 14 стояков ТК, которые расположены на периферийной части БЗТ и проходят через периферийные патрубки в крышке верхнего блока. Количество плотных каналов ТК в стояке 7 шт.

На верхней плите сделаны отверстия для транспортировки и технологических операций с БЗТ.

Между средней и нижней плитами БЗТ, кроме защитных труб с направляющими каркасами и труб с чехлами для термометров, установлено 60 защитных труб, в которых по центру проходит направляющий канал для установки датчиков КНИ (на реакторе проекта В-320 датчик КНИ может быть установлен только в ТВС, в которой отсутствует кластер ПЭЛ). Каналы для датчиков КНИ над верхней плитой объединяются в 16 стояков ЭВ, по четыре канала в каждом стояке.

К верхней плите крепится опорная обечайка с фланцем, через который БЗТ прижимается крышкой верхнего блока к головкам кассет ТВС активной зоны реактора. Для обеспечения циркуляции теплоносителя под крышкой верхнего блока в средней и верхней плитах предусмотрена перфорация, а во фланце опорной обечайки

– щели. На внутренней поверхности опорной обечайки размещаются необлучаемые температурные образцы-свидетели корпусной стали.

Ориентация БЗТ в плане осуществляется с помощью шпонок, приваренных к опорной обечайке БЗТ и входящих в соответствующие пазы во фланце внутрикорпусной шахты реактора. В шахте на уровне нижней плиты БЗТ закреплены шпонки, подогнанные к контактирующим поверхностям соответствующих пазов, выполненных в БЗТ.

Блок защитных труб ставится нижней плитой на подпружиненные головки кассет, тем самым поджимая их и препятствуя воз-

158

никновению их вибрации, и, в свою очередь, сам через закрепленные в трех местах опорного фланца планки поджимается сверху фланцем крышки при затяжке главного разъема.

Выгородка реактора проекта В-320 (рис. 4.23) представляет собой обечайку диаметром 3485 мм, высотой 4070 мм, состоящую из кованых колец, скрепленных между собой с помощью шпилек и фиксируемых в плане друг относительно друга штифтами.

Выгородка предназначена для формирования активной зоны реактора и дистанционирования периферийных кассет, также она снижает утечку нейтронов из активной зоны реактора и служит нейтронной защитой корпуса реактора. Материал

выгородки – сталь 08Х18Н10Т, масса 35 т. Количество металла в выгородке принято максимальным для эффективного сниже-

ния потока нейтронов, попадающих на корпус реактора Внутренняя конфигурация колец выгородки повторяет профиль, образованный гранями кассет активной зоны. Для охлаждения на кольцах имеются продольные каналы. При установке выгородки на граненый пояс шахты внутрикорпусной, каналы в выгородке совпадают

сотверстиями в граненом поясе шахты.

Вшести сквозных отверстиях выгородки установлены трубы с резьбой в нижней части, предназначенные для жесткого закрепления выгородки в шахте (путем вворачивания их в граненый пояс шахты) от всплытия и одновременно используемые под установку датчиков системы контроля перегрузки.

159

Верхнее кольцо выгородки центрируется относительно цилиндрической части шахты шпонками, привариваемыми к внутренней поверхности шахты и входящими в вертикальные пазы выгородки. Ниже шпонок, по направлению продольных пазов выгородки, к внутренней поверхности шахты приварены вытеснители, которые по высоте и ширине имеют меньшие размеры, чем шпонки. На наружной поверхности в районе вертикальных пазов выгородки на кольцах выполнены горизонтальные пазы для обеспечения равномерного охлаждения выгородки в этом районе. В верхней части выгородки установлены трубы с пазами для байонетного захвата контейнерных сборок с образцами-свидетелями корпусной стали.

В выгородке, кроме отверстий для крепления колец, имеется 72 вертикальных канала для её охлаждения. Одновременно эти каналы используются для следующих целей:

•6 каналов диаметром 130 мм используются для труб, крепящих выгородку к шахте, в эти трубы во время работ по перегрузки топлива устанавливаются сухие каналы системы контроля перегрузки;

•6 каналов, оканчивающиеся отверстиями с резьбой М85, предназначены для транспортировки выгородки;

•в 30 каналах (на верхнем кольце выгородки) в монтажных условиях приваривают трубы, выступающие над горизонтальной плоскостью кольца на 35 мм, в которые устанавливаются сборки с «лучевыми» образцами-свидетелями;

•30 каналов используются для охлаждения металла корпуса выгородки.

Извлечение выгородки из реактора производится совместно с шахтой. Таким образом, выгородка неподвижно крепится в нижней части шахты внутрикорпусной, а верхняя часть выгородки имеет возможность температурного перемещения относительно стенки шахты реактора.

Реактор ВВЭР-1000 установлен в бетонной шахте (рис. 4.24), которая является одновременно биологической защитой, опорной несущей конструкцией и местом установки дополнительного оборудования реакторной установки.

Оборудование бетонной шахты состоит из:

•фермы опорной;

•сильфона разделительного;

160