Добавил:
okley
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Курсовой проект 5 кафедра (спецы 4 курс) / 177_Атомные электростанции с реакторами типа ВВЭР_PWR
.pdf
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
370
одного ПГ (SG) и трубопроводов первого контура — главных циркуляци-
онных трубопроводов (ГЦТ). Рабочее давление каждого контура составляет
15,5 МПа абс.
Система RCP [RCS] передает тепло, выделяемое активной зоной реак-
тора, системе второго контура через теплообменные трубки парогенератора
и образовавшийся пар транспортируется паропроводами на турбогенера-
торную установку.
ГЦТ состоит из следующих основных элементов:
• горячая нитка петли от патрубка реактора до ПГ (SG);
• холодная нитка петли между ГЦН (RCP) и патрубком реактора RPV;
• промежуточная нитка между ПГ (SG) и ГЦН реактора;
• соединительный трубопровод (SL) подключает КД (PZR) к горячей
нитке 3-й петли.
Принципиальная схема первого контура HPR1000 представлена на рис.
3.86.
Система аварийного
впрыска/отвода
остаточного тепла
RIS/RHR
Система аварийного
впрыска/отвода
остаточного тепла
RIS/RHR
Система
аварийного
впрыска
RIS
Система
аварийного
впрыска
RIS
Система
аварийного
впрыска/отвода
остаточного тепла
RIS/RHR
Реактор
RPV
Продувк
а
1 контур
а
RCV
Впрыск в КД
PZR
Впрыск в КД
PZR
Подпитка
1 контура
RCV
ГЦН-1
ГЦН-2
ГЦН-3
ПГ №1
ПГ №2
ПГ №3
КД
Петля 1
Петля 2
Петля 3
Система
аварийного
впрыска
© Яуров С.В.
. 3.86. Принципиальная схема первого контура HPR1000
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
371
РеакторHPR1000
Реактор состоит из верхней крышки, корпуса реактора с патрубками,
внутриреакторных компонентов с активной зоной, крепежных элементов
и уплотнений, опорных конструкций. Общее устройство реактора показано
на рис. 3.87 и 3.88.
Крышка реактора
Выходной горячий
патрубок
Шахта активной
зоны
Приводы стержней СУЗ
Верхние внутриреакторные
устройства
Входной холодный
патрубок
. 3.87. Общий вид корпуса реактора сВКУ HPR1000
Опорное кольц
о
Упорное кольцо
Упоры паз-шип
Верхние
внутриреакторные
устройства
Нижние
внутриреакт
орные
устройства
1300
9142,2
. 3.88. Общий вид устройств реактора HPR1000
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
372
Теплоноситель подается насосом в патрубок холодной петли и течет
в нисходящем кольцевом пространстве между корпусом реактора и шахтой
в нижнюю камеру, затем поток поворачивается и проходит через область ак-
тивной зоны, выходя из реактора через выпускные патрубки, обеспечивая
отвод тепла от активной зоны (рис. 3.89).
Корпус реактора
Корпус реактора под давлением RPV является сосудом, содержащим
элементы активной зоны, опорную конструкцию активной зоны и легково-
дный теплоноситель, а также обеспечивающим конструктивное размещение
для механизмов приводов регулирующих стержней СУЗ CRDM, внутрикор-
пусных устройств RVI и приборов внутриреакторного контроля. Он состо-
ит из крышки, корпуса, крепежных элементов и уплотнений. Конструкция
корпуса реактора показана на рис. 3.90.
Корпус реактора представляет собой цилиндрический сварной кованый
сосуд, который состоит из обечайки с фланцем и отверстиями под впуск-
ные и выпускные патрубки петель, обечайки активной зоны, переходного
Блок защитных труб
Верхняя плита
активной зоны
Шахта ВКУ
Нижняя опорная плита
активной зоны
Полость днища
Крышка реактора
Входной па
трубок
Корпус реактора
Активная
зона
Купол крышки
реактора
. 3.89. Схема потоков теплоносителя вреакторе HPR1000
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
373
кольца и днища, соединенных между собой кольцевыми сварными швами.
Фланец обечайки имеет в общей сложности 58 резьбовых отверстий для
установки шпилек для уплотнения крышки реактора и 3 резьбовые отвер-
стия с направляющим стержнем для выравнивания и позиционирования
крышки. С внешней стороны фланца приварен уплотнительный выступ для
предотвращения попадания теплоносителя реактора в шахту реактора при
загрузке и выгрузке топлива. На внутренней стороне фланца имеется опор-
ный выступ для поддержки внутрикорпусной шахты, который имеет четыре
прямоугольные прорези для опоры и позиционирования внутреннего обо-
рудования реактора RVI (верхние и нижние внутренние устройства).
Впускные и выпускные патрубки петель (3 пары) расположены на кор-
пусе в соответствии с положением оборудования реактора. Угол между
входным и выходным патрубками для каждой петли составляет 50°, а сами
Крышка реактора
Крепежные детал
и
уплотнения
Корпус реактора
4340
12 580
. 3.90. Конструкция корпуса реактора HPR1000
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
374
3 петли распределены симметрично под углом 120° по окружности корпуса
реактора.
Верхняя крышка реактора RPV представляет собой съемную фланце-
вую кованую полусферическую конструкцию, которая состоит из фланца
и верхнего купола, сваренных между собой круговым сварным швом.
Патрубки и опоры на крышке реактора предназначены для установки
механизмов привода регулирующих стержней СУЗ (CRDM) и адаптеров
контрольно-измерительных приборов внутриреакторного контроля, а так-
же для установки конструкций верхнего блока реактора (рис. 3.91).
Нижние части корпуса реактора состоят из одной обечайки активной
зоны, переходного кольца и днища.
На верхней крышке реактора расположены 68 приводов СУЗ (CRDM)
и 12 патрубков измерительных приборов, обеспечивающих доступ к изме-
рительным каналам в активной зоне. На внешней поверхности крышки
имеются 3 проушины, приваренные по окружности купола, для подъема/
установки крышки.
Кабельный лот
ок шлейфа
электроразводок
Траверса
Направляющие
антисейсмической
плиты
Ко
жух верхнего блока
Вентиляция
охлаждения
приводов СУЗ
Приводы СУЗ
Тепловой экран
Фланец верхнего
блока
. 3.91. Общий вид конструкций верхнего блока реактора HPR1000
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
375
Внутрикорпусные устройства. Внутренние устройства корпуса реак-
тора (RVI) состоят из нижних внутренних устройств, верхних внутренних
устройств, прижимной пружины и направляющих элементов. Компоновка
RVI показана на рис. 3.92.
Нижние внутренние устройства в RPV являются основными опорными
конструкциями для активной зоны реактора.
Механизм привода СУЗ
Направляющие
групп РО СУЗ
Шпилька
Блок защитных труб
Прижимное устройство
Входной патрубок
Опора реактора
Верхняя опорная плит
а
Шахта ВКУ
Выгородка
Кожух активной зоны
Нижняя опорная плита
Распределитель потока
Стержень привода
Измерительный канал
Купольная часть
крышки реактора
Фланец крышки
Сборка каналов ВРК
Фланец корпуса
Выравнивающий штифт
Выходной
патрубок
Защитные трубы
Корпус реактора
Радиальные упоры
Переходная обечайк
а днища
Днище реактора
. 3.92. Конструкция внутрикорпусных устройств реактора HPR1000
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
376
Нижние внутренние устройства состоят из трубного блока, нижней
опорной плиты, кожуха активной зоны с отражателем, узла распределе-
ния потока. Кожух активной зоны и нижняя опорная пластина сварены
вместе, образуя корзинообразную конструкцию для активной зоны реак-
тора. На нижней опорной плите для каждой ТВС имеется 4 отверстия, со-
ответствующие положению тепловыделяющей сборки. Кроме того, нижняя
опорная плита оснащена 2 направляющими штифтами для обеспечения
поддержки и позиционирования каждой топливной сборки.
Металлическая конструкция отражателя расположена внутри кожуха
активной зоны и опирается на нижнюю опорную плиту. Отражатель име-
ет цельносварную конструкцию, которая состоит из ряда W-образных,
С-образных и ребристых пластин.
Узел распределения потока, представляющий собой полусферическую
конструкцию с отверстиями, крепится болтами к нижней части нижней
опорной плиты. Это обеспечивает хороший коэффициент распределения
потока теплоносителя на входе в активную зону реактора.
Верхние внутренние устройства включают в себя верхнюю опорную
плиту, верхнюю опорную пластину, блок защитных труб, узел направляю-
щих труб для приводных стержней CRDM и стержней управления RCCA
(CRGA) и узел контрольно-измерительных каналов в активной зоне (IGA).
Верхний опорный узел разделяет верхнюю и купольную камеру. Он со-
стоит из верхней опорной пластины, юбки и фланца и сварен между собой
кольцевыми сварными швами. Верхняя опорная пластина и верхняя опор-
ная плита образуют верхнюю камеру. Между верхней опорной пластиной
и верхней опорной плитой имеется 46 опорных колонн.
АктивнаязонаиТВСHPR1000
Активная зона реактора HPR1000 состоит из 177 ТВС типа CF3, рас-
пределенных в ортогональной конструктивной решетке внутриреакторной
шахты, что обеспечивает достаточный тепловой запас при увеличении вы-
ходной мощности.
В холодных условиях высота активного ядра составляет 365,76 см, а его
эквивалентный диаметр составляет 323 см, что дает соотношение высоты
и диаметра 1,13.
Реактор работает на мощности в течение периода от 12 до 18 месяцев,
прежде чем реактор будет остановлен, и часть новых тепловыделяющих сбо-
рок будет загружена, а активная зона перегружена для оптимизации эффек-
тивности.
Для начального цикла загружаются сборки с тремя различными уровня-
ми обогащения
235
U (рис. 3.93). Сборки с тремя различными уровнями обо-
гащения
235
U используются при начальной загрузке для создания плоского
радиального распределения мощности. Сборки трех различных обогащений
235
U образуют зоны 1, 2 и 3.
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
377
В центральной части активной зоны ячейки более низкого обогаще-
ния расположены рядом друг с другом, образуя шахматный рисунок. Узлы
с наибольшим обогащением располагаются на периферии зоны, опоясывая
внутренние каналы.
Каждая тепловыделяющая сборка CF3 состоит из металлического карка-
са и 264 топливных стержней, представляет собой ортогональную структуру
с квадратным массивом 17×17 (рис. 3.94).
Каркас состоит из верхнего сопла (головки), нижнего сопла (хвостови-
ка), 2 концевых решеток без смесительных лопастей, 6 конструкционных
решеток со смесительными лопастями и 3 проточных смесителей, 24 на-
правляющих канала и контрольно-измерительного канала.
8 4 8 8 8
Обогащение
топлива
3,1% 2,4% 1,8%
RP MKHFDBA
NL JGE C
7
9
3
5
11
13
1
15
8
6
4
2
12
10
14
4444 444
44 48888 4884
48 8444448
4444448 484
84
888
4444 444
44 48888 4884
884
12 884441244
44 412 44444124
48 8444448
44 412 44444124
12 884441244
884
. 3.93. Картограмма размещения вактивной зоне ТВС сразличной степенью
обогащения топлива при начальной загрузке вреакторе HPR1000
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
378
Прижимное
устройство
Промежуточный
смеситель
Смесительная
решетка
Концевая
решетка
Измерительные
каналы
Нижнее сопло
Направляющие
Твэл
Верхнее
сопло
Концевая
решетка
Без твэг
8 твэг
4 твэг
12 твэг
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
ТВС
– UO
2
твэл; – твэг с гадолинием; – канал СУЗ; – канал ВРК
1
3
4
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
3
4
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
. 3.94. Конструкция ТВС CF3 вреакторе HPR1000
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
379
Центральное положение в тепловыделяющей сборке имеет контроль-
но-измерительный канал, предназначенный для приборов контроля мощ-
ности в активной зоне. Направляющие каналы, соединенные с верхним
и нижним соплами тепловыделяющей сборки, служат несущей конструк-
цией для дистанционирующих решеток. Решетки поддерживают заданный
шаг между стержнями твэл. Смесительные лопасти, встроенные в конструк-
цию дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки, и смесители
промежуточного потока тепловыделяющих сборок обеспечивают дополни-
тельное перемешивание потока между различными проточными каналами
внутри тепловыделяющей сборки, а также между соседними ТВС.
Верхнее сопло и прижимная система является верхним структурным
элементом тепловыделяющей сборки и частично защитным кожухом для
узлов основных компонентов ТВС. Верхнее сопло состоит из переходной
пластины, приваренной к верхней пластине. Переходная пластина имеет
множество отверстий и прорезей, позволяющих теплоносителю течь вверх.
Четыре комплекта листовых рессор установлены на верхней пластине, что-
бы сбалансировать гидравлические силы восходящего потока во время ра-
боты и приспособиться к изменениям длины тепловыделяющей сборки
относительно расстояния между основными пластинами. Неподвижный
конец пружинного комплекта удерживается на месте винтом, который кре-
пится непосредственно к верхнему листу.
Хвостовик ТВС является нижним конструктивным элементом тепловы-
деляющей сборки. Он защищает тепловыделяющую сборку от мусора, по-
павшего в контур, и направляет охлаждающую жидкость через пучок твэл.
Нижнее сопло состоит из перфорированной пластины с четырьмя стойками
и устройства защиты от мусора. Четыре стойки образуют камеру, позволяю-
щую охлаждающей жидкости на входе поступать в тепловыделяющую сбор-
ку. Перфорированная пластина является устройством защиты от мусора,
включает в себя крепления направляющих каналов.
Направляющие каналы предназначены для размещения рабочих органов
стержней СУЗ (RCCA), а также служат для введения устройств внутриреак-
торного контроля активной зоны в зависимости от положения конкретной
тепловыделяющей сборки в активной зоне. Кольцевой зазор между внеш-
ним диаметром стержня RCCA и внутренним диаметром направляющего
канала предназначен для быстрого введения RCCA.
Наряду с направляющими каналами верхние и нижние сопла решетки
составляют каркас тепловыделяющей сборки. Каждая дистанционирующая
решетка представляет собой массив щелевых лент, которые соединены меж-
ду собой и сварены на пересечениях, образуя ячеистую структуру. Несущие
элементы каркаса состоят из торцевых решеток и конструкционных смеси-
тельных решеток. Опорная система конструкционных решеток обеспечива-
ет как боковую, так и вертикальную опору топливных стержней. Решетка
с углублениями и пружинами позиционирует каждый топливный стержень
Соседние файлы в папке Курсовой проект 5 кафедра (спецы 4 курс)