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+
380
в своей ячейке. Удерживающее усилие предотвращает повреждение топлив-
ных элементов во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных ра-
бот и позволяет предотвратить износ решетки на стержне во время работы.
Смесительные решетки и промежуточные смесители имеют лопасти на вну-
тренних решетчатых полосах для перемешивания теплоносителя, поэтому
тепло эффективно отводится теплоносителем реактора.
Контрольно-измерительный канал расположен в центре каждой те-
пловыделяющей сборки и обеспечивает установку нейтронных детекторов
в активной зоне. Трубка контрольно-измерительного канала фиксируется
в положении между верхним и нижним соплами.
В активной зоне имеются 46 измерительных зондирующих канала ВРК
(ICIA), расположенных в поперечном сечении активной зоны, чтобы обе-
спечить возможность контроля профиля радиального потока нейтронов.
Топливный стержень — твэл состоит из трубчатой оболочки из сплава
циркония, таблеток диоксида урана UO
2
или Gd
2
O
3
+UO
2
, концевых заглу-
шек и пружин сжатия. Таблетки диоксида урана с выгораемым поглотителем
(гадолинием) или без него инкапсулированы в закрытую трубку из цирко-
ниевого сплава, которая закупоривается приварными заглушками. Внутри
топливного стержня гелий под давлением используется в качестве запира-
ющего газа. В трубке предусмотрена камера для сбора газов, образующихся
при облучении. Топливные элементы удерживаются дистанционирующими
решетками с заданным шагом по всей длине стрежней. Топливные стержни
размещены в конструкции топливной сборки таким образом, чтобы между
концами топливных стержней и верхним и нижним соплами оставался зазор
для теплового расширения топливного стержня. Оболочка обеспечивает пер-
вый барьер для нераспространения радиоактивных продуктов деления урана.
Растворенный в теплоносителе первого контура бор служит дополни-
тельным поглотителем нейтронов. Концентрация бора изменяется в тече-
нии компании топлива (от 12 до 18 месяцев). Существуют три независимых
средства для управления реактивностью активной зоны и равномерного рас-
пределения мощности энерговыделения: выгораемый поглотитель нейтро-
нов в стержнях с оксидом гадолиния (Gd
2
O
3
), узлы управления стержневым
кластером органов СУЗ (RCCA) и растворенный в теплоносителе поглоти-
тель в виде борной кислоты. RCCA состоит из 24 стержней СУЗ, собранных
в кластерный узел (рис. 3.95).
Узлы управления штанговым кластером СУЗ RCCA обозначаются
по функциям управления защитой активной зоны при изменении кон-
центрации бора, температуры теплоносителя или концентрации ксенона
и управлением изменениями мощности в режиме следования за нагрузкой
как контрольные группы и группы отключения. Картограмма групп отобра-
жена на рис. 3.96.
Регулирующие группы обозначены как G1, G2, N1, N2 и R. Группы ава-
рийного останова обозначаются как SA, SB, SC и SD. Группы RCCA с мар-
кировкой G1, G2, N1, N2 и R используются для управления мощностью.
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
381
RP MKHFDBA
NL JGEC
7
9
3
5
11
13
1
15
8
6
4
2
12
10
14
SC SB SD SD SB SC
G2 RRN2 G2 N2N1
SDSA SB SB SD SA
RG1N1N
1R
G1
N2 N2R
SA SC SC SA
N1 G2 G2 N1G1
N2 N2R
SC SB SD SD SB SC
G2 RRN2 G2 N2N1
SDSA SB SB SD SA
N1 G2 G2 N1G1
SA SC SC SA
. 3.96. Картограмма групп регулирующих стержней СУЗ HPR1000
4088
75,44
75,44
46,68
. 3.95. Узел управления штанговым кластером СУЗ HPR1000
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
382
КомпенсатордавленияAPR1400
Компенсатор давления (PZR), как оборудование стабилизации дав-
ления в составе первого контура, в основном используется для компен-
сации увеличения и снижения объема теплоносителя и поддержания
в первом контуре давления в допустимых пределах.
С помощью установленных распылительных форсунок и электрических
нагревателей PZR гомогенизирует концентрацию бора в теплоносителе
между первым контуром и PZR посредством распыления и нагрева, выпол-
няет функцию регулирования давления.
В аварийных условиях PZR выполняет функцию защиты от избыточного
давления первичного контура, используется для предотвращения избыточ-
ного давления в первом контуре путем активации PSV (предохранительных
клапанов) или предотвращения выброса расплавленного кориума активной
зоны под высоким давлением путем активации двух SADV (клапаны ава-
рийного сброса) в условиях тяжелых аварий с плавлением активной зоны.
Компенсатор давления PZR (рис. 3.97) представляет собой вертикаль-
ный цилиндрический сосуд высокого давления с высокой температурой.
Патрубок впрыска
Купольная часть корпуса
Патрубок аварийного сброс
а
Верхняя обечайка
Средняя обечайка
Нижняя обечайка
Днище
Нагревательные элементы
Патрубок
соединительной
линии
Люк-лаз
Аварийный впрыск
120
. 3.97. Конструкция компенсатора давления HPR1000
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
383
Нижняя часть PZR соединена с первым контуром соединительным трубо-
проводом (SL).
PZR состоит из блока обечаек, верхнего купола и днища. Верхний ку-
пол, блок обечаек и днище свариваются вместе. Верхняя полусферическая
купольная часть представляет собой цельнокованую деталь. Она оснащена
тремя патрубками аварийного сброса (соединяются с предохранительными
клапанами давления и выполняют функцию защиты от избыточного давле-
ния); одним патрубком аварийного впрыска (соединен со специальным кла-
паном для тяжелых аварий); патрубком впрыска в КД (приварен к верхней
части купола верхней полусферической части).
Схема системы поддержания давления первого контура RCP (RCS)
показана на рис. 3.98. Распылительные клапаны сконфигурированы
в двух каналах, соединенных с холодными ветвями 2 и 3 петель первого
контура. Распылительные форсунки PZR работают на пару с электриче-
ским нагревателем, выполняя функцию поддержания давления в первом
контуре.
Три предохранительных клапана КД (PSV) установлены в его верхней
части для защиты первого контура RCP (RCS) от избыточного давления
(рис. 3.99). После клапанов общая сбросная предохранительная линия сое-
динена с предохранительным баком-барботером (PRT). Клапаны PSV пред-
ставляют собой импульсные предохранительные клапаны, выполняющие
функцию защиты от избыточного давления при горячем и холодном кон-
туре. Каждый PSV состоит из главного клапана, пружинных импульсных
M
M
M
M
Предохранительные устройства
Клапаны
аварийного сброса
Основной впрыск
в КД от петли 3
Основной впрыск
в КД от петли 2
Вспомогательный
впрыск в КД о
т системы
подпитки-продувки
1 контура
Барботер
КД
PSV1 PSV2 PSV3
SADV 1
SADV 1
© Яуров С.В.
. 3.98. Принципиальная схема системы поддержания давления первого контура
HPR1000
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
384
и соленоидных клапанов. Два подпружиненных клапана являются частью
конструкции для резервирования. Главный клапан PSV может быть открыт
срабатыванием одного из пружинных управляющих клапанов или электро-
магнитного управляющего клапана.
ГлавныйциркуляционныйнасосHPR1000
Три насосные установки теплоносителя реактора — главные циркуляци-
онные насосы — расположены в здании реактора. Каждый ГЦН представ-
ляет собой вертикальный одноступенчатый насос (рис. 3.100). Всасывание
воды осевое, а нагнетание радиальное, с асинхронным двигателем, распо-
ложенным над насосом. Принципиальная схема обвязки ГЦН приведена
на рис. 3.101.
ГЦН состоит из следующих основных компонентов:
а) корпус;
б) гидравлический блок;
в) система уплотнения вала;
г) электродвигатель.
Корпус изготовлен из цельной поковки нержавеющей стали, что позво-
ляет уменьшить количество сварных швов. Он имеет осевое всасывающее
. 3.99. Общий вид предохранительных изащитных клапанов КД (PSV, SADV)
HPR1000
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
385
сопло, приваренное к промежуточной нитке контура теплоносителя реак-
тора, и радиальное нагнетательное сопло, приваренное к холодной нитке
петли контура теплоносителя реактора.
Гидравлический блок состоит из рабочего колеса, диффузора и всасыва-
ющего патрубка.
Рабочее колесо является основным компонентом гидравлических ча-
стей ГЦН реактора. Оно передает механическую энергию в гидравлическую
энергию путем вращения.
Диффузор представляет собой отливку из нержавеющей стали, которая
расположена снаружи рабочего колеса и находится между корпусом и ра-
бочим колесом. С помощью диффузора гидродинамический напор насоса
преобразуется в гидростатический.
Система уплотнения вала состоит из трех ступеней последовательно со-
единенных гидродинамических торцевых уплотнений и одного уплотнения
после третьей ступени уплотнения.
Электродвигател
ь
Опоры двигателя
Блок уплотнений
Корпус насоса
~9000 мм
. 3.100. Конструкция главного циркуляционного насоса HPR1000
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
386
ПарогенераторHPR1000
Парогенератор представляет собой теплообменное оборудование между
первым и вторым контурами атомной электростанции. В нем используют-
ся U-образные трубки для передачи тепла от первого контура ко второму
(рис. 3.102).
Парогенератор состоит из двух узлов: нижний узел обеспечивает испаре-
ние питательной воды; верхний узел обеспечивает механическую сушку паро-
водяной смеси, производимой в нижнем узле.
Теплоноситель первого контура поступает в каждый из трех ПГ че-
рез горячий впускной патрубок отсека днища, течет через перевернутый
U-образный пучок теплообменных труб и выходит из холодного выпускного
патрубка отсека днища. Тепло от теплоносителя передается второму конту-
ру ПГ для выработки пара, который затем подается из ПГ в паровую турбину
(рис. 3.103).
RRI
RCV
RRI
RRI
RRI
RRI
RRI
RRI
SED
RRI
RRI
RRI
RCV
RPE
подача в концевое
уплотнение
слив из концевого
уплотнения
охлаждение
теплового барьера
подача в
уплотнение
о
слив из
уплотнения
1 контур
. 3.101. Принципиальная схема систем главного циркуляционного насоса
HPR1000.
RRI – система охлаждения; RCV – система подпитки-продувки 1 контура; SED – система
подачи дистиллята; RPE – система сбора организованных протечек 1 контура
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
387
Люки-лазы
второго контур
а
Корпус
парогенератора
Патрубок
питательной
воды
Коллектор
питательной
воды
Трубный пучек
Смотровое окно
Перегородка
камеры первого
контура
Люк-лаз
первого контура
Трубная доска
Кожух трубного
пучка
Патрубок
аварийной пит. воды
Рамная опора
трубного пучка
Первичный
сепаратор
Вторичный
сепаратор
Выходной паровой патрубок
с направляющими соплами
. 3.102. Схема внутренних устройств парогенератора HPR1000
Паропровод
Основная
питате
льная
вода
Аварийная
питате
льная
вода
Первый контур
горячая ветвь
Первый контур
холодная ветвь
Продувка
Отбор проб
ПГ
VVP
ARE
ASG
APG
REN
. 3.103. Принципиальная схема парогенератора HPR1000
Глава 3. АЭС с реакторными установками PWR поколения III+
388
HPR1000
Реакторная установка HPR1000 имеет ряд систем активной и пассивной
безопасности.
Для всех систем и оборудования реакторной установки HPR1000 обеспе-
чивается выполнение следующих основных функций безопасности:
• контроль реактивности активной зоны;
• отвод тепла от реактора и от хранилища топлива;
• удержание радиоактивных материалов, защита от радиации и кон-
троль планируемых выбросов радиоактивных веществ, а также огра-
ничение аварийных радиоактивных выбросов.
Конструкция HPR1000 не только наследует проверенные опытом экс-
плуатации и надежные активные технологии, но также вводит пассивные
системы в качестве резервных для активных систем в случае полной поте-
ри станцией источников переменного тока. Как активные, так и пассивные
функции используются для обеспечения функций безопасности аварийного
охлаждения активной зоны, отвода остаточного тепла, удержания расплав-
ленной активной зоны в корпусе реактора (IVR) и отвода тепла в защитной
оболочке (рис. 3.104).
Система пассивного
отвода тепла
защитной оболочки
Система пассивного
отвода тепла
второго контура
Спринклерная система
Система пассивного
залива шахты реактора
Система аварийного
ввода бора
Система аварийного
залива шахты реактора
Система аварийного
расхолаживания парогенератора
Система аварийной
питательной воды
Паропровод
Турбонасос
Электронасос
IRWST
Активная
Пассивная
. 3.104. Схема активных ипассивных систем безопасности HPR1000
3.4. HPR1000 — реактор под давлением «Дракон»
389
Системааварийного впрыскабора [RIS (SIS)]. Система в основном ис-
пользуется для обеспечения аварийной подачи борированной воды в ак-
тивную зону реактора для компенсации потерь запасов воды в условиях
проектных аварий и отвода тепла реактора после аварии (рис. 3.105).
Контейнмент
Резервуар запаса воды
в контейнменте
Насос аварийного
ввода бора
низкого давления
Насос аварийного ввода бора
среднего давления
Аккумулятор
Теплообменник
. 3.105. Упрощенная схема cистемы аварийного впрыска бора RIS (SIS) HPR1000
RIS (SIS) состоит из трех независимых резервных каналов безопасности
(A, B и C). Каждый канал, соединенный с соответствующей петлей первого
контура системы теплоносителя реактора [RCP (RCS)], состоит из подси-
стемы аварийного впрыска среднего напора (MHSI), подсистемы аварийно-
го впрыска с низким напором (LHSI) и подсистемы с гидроаккумулятором.
Тремя каналами RIS (SIS) используется резервуар для хранения подпиточ-
ной борной воды в защитной оболочке (IRWST), расположенный в нижней
части здания реактора, который имеет бетонную конструкцию с облицов-
кой из нержавеющей стали.
RIS (SIS) обеспечивает закачку борированной воды в первый контур для
компенсации потерь запасов воды при авариях. Кроме того, RIS (SIS) может
работать в режиме отвода остаточного тепла (RHR) в течение длительного
времени после аварии.
Системааварийноговводабора[RBS(EBS)]. Представляет собой защит-
ную систему активной зоны реактора во время аварий для компенсации ре-
активности из-за охлаждения активной зоны. RBS (EBS), состоит из трех
независимых каналов (рис. 3.106, 3.107).
Соседние файлы в папке Курсовой проект 5 кафедра (спецы 4 курс)