5.Промежуточный теплообменник натрий-натрий

5.1 Основные конструктивные особенности ПТО.

Теплообменник предназначен для осуществления теплопередачи. От теплоносителя 1 контура, циркулирующего в межтрубном пространстве, к теплоносителю, циркулирующему внутри трубок.

В установке предусмотрено шесть теплообменников: по два параллельно соединенных теплообменника на каждую теплопередающую петлю.

Тип теплообменника - вертикальный кожухотрубный с коаксиальным подводом и отводом теплоносителя 2 контура, противоточный.

Теплообменник состоит из трех основных сборок:

-трубной системы поз.2;

-блока биологической защиты поз.1;

-центральной трубы и деталей крепления поз.3.

5.2 Основные технические характеристики теплообменника:

Характеристика	Размерность	Величина
		1к.	2к.
Расход теплоносителя номинальный	т/час	4000	3650
Температура теплоносителя на входе в ТО	0С	550	328
Температура теплоносителя на выходе из ТО	0С	365	518
Гидравлическое сопротивление при	кгс/см2	0,092	0,92
Давление в теплообменнике	кгс/см2	0,5	8,5 до 15
Объем внутренних полостей	м3	8	13,5
Размер теплообменных трубок	мм	16х1,4
Число теплообменных трубок	шт	4974
Длина трубки (между тр.досками)	мм	6205
Поверхность теплообмена	м3	1590
Вес теплообменника в сухом состоянии	мм	72000

6.Обеспечение безопасности и надежности работы реакторной установки

6.1. Критические параметры по температуре оболочки ТВЭЛ, плавлению топливной композиции и кипению теплоносителя представлены в таблице. В ней указано, во сколько раз должно быть повышено установленное значение мощности при неизменном расходе натрия, чтобы были достигнуты критические величины данных параметров.

--------------------------------------------------

№ ПараметрТ⁰Скритич. Nр(текущ.)/Nр(установл.)

-------------------------------------------------- 1. Т⁰ С оболочки ТВЭЛ 800 1,27

2. Плавление топлива 2800 1,33

3. Кипение натрия 960 2,26

--------------------------------------------------- Превышение мощности выше установленного значения до критической величины может произойти за счет неконтролируемого введения положительной реактивности, которая частично или полностью не успевает компенсироваться системой управления и защиты вследствие ее инертности.

6.2. Источниками возмущений по реактивности могут быть:

-проскакивание газовых пузырей через активную зону;

-попадание замедляющих веществ в активную зону;

-перемещение топлива при плавлении отдельных ТВС; -перемещение топлива при изменении поля давлений натрия в зазорах между ТВС;

-ошибочное перемещение стержней СУЗ;

-разгерметизация нейтроноводов и заполнение их натрием (в этом случае датчики БИК выдают сигнал о кажущемся снижении мощности реактора).

Часть этих возмущений может рассматриваться как мгновенные, поскольку их постоянные времени меньше, чем постоянная времени ТВС активной зоны ( 1,6 сек) - это проскок газовых пузырей или попадание масла а активную зону; другие - медленные.

6.3. Система управления и защиты реактора БН-600 способна скомпенсировать без превышения критических параметров увеличение мощности, вызванное мгновенным вводом положительной реактивности до (220320)10^5к/к, либо возмущения по реактивности, вносимые со скоростями до (500750) 10^5к/ксек.

В то же время оцененные величины вносимых возмущений для наиболее неблагоприятных случаев таковы.

Возмущения, вызванные мгновенным вводом положительной реактивности, в к/к:

а) удаление натрия из ТВС +2,2 10^5

б) перемещение топлива при плавлении ТВС +13,5 10^5

в) перемещение ТВС при изменении поля давлений +21010^5

Возмущения по скорости ввода положительной реактивности, в к/к сек:

а) извлечение стержня АР +2010^5

б) извлечение стержня КС +21010^5

в) извлечение всех стержней КС +4010^5

Из приведенных цифр видно, что СУЗ способна обеспечить нормальную эксплуатацию активной зоны при указанных возмущениях по реактивности.

6.4.Для исключения больших изменений реактивности реактора вследствие температурных деформаций и гидравлических сил осуществлена плотная фиксация сборок в радиальном направлении за счет шестигранных частей сборок.

6.5. Всплытие (выталкивание) ТВС под напором протекающего натрия (перепадом натрия на ТВС) предотвращается как за счет веса ТВС, так и гидравлической разгрузкой за счет организации полости низкого давления под хвостовиком.

6.6. Обрыв любого стержня СУЗ и падение его в зону вызывает уменьшение реактивности, так как все стержни выполнены с поглощающим наполнителем.

6.7. Разогрев реактора при выходе его на мощность сопровождается уменьшением реактивности.

6.8. Во время перегрузочных работ реактор находится в подкритическом состоянии, контролируемом с помощью пусковых датчиков. Невсплытие расцепленных стержней АЗ обеспечивается также при случайном включении насосов на полные обороты.

6.9.Для исключения ошибочного извлечения стержня АЗ при перегрузке активной зоны в системе предусмотрена блокировка, не допускающая наведение механизма перегрузки на гнезда стержней АЗ. Замена стержней АЗ и КС возможна только при специальном разрешении (деблокировке) с пульта оператора.

В случае извлечения стержня АЗ, сопровождающееся повышением реактивности реактора предусмотрена блокировка, приостанавливающая дальнейшее извлечение стержня, и установка его обратно.

6.10. Случайное расцепление и падение перегружаемой сборки в активную зону увеличивает реактивность реактора не более, чем на 0,2%, что меньше эффективной доли запаздывающих нейтронов.

6.11. При выходе из строя одного канала аварийной защиты оставшиеся в работе каналы обеспечивают надежное гашение цепной реакции.

6.12. Для сокращения числа ложных срабатываний аварийной защиты сигнал на срабатывание АЗ формируется по 2 из 3-х поступивших сигналов.

6.13. Уровень излучения за биологической защитой реактора, активного оборудования и коммуникаций 1-к не превышает регламентированного значения.

6.14. Пространство над реактором (защитными поворотными пробками), где расположены сервоприводы СУЗ, заключено в стальной колпак для локализации, в непредвиденных случаях,, выбросов активного газа из реактора через уплотнения поворотных пробок. Пространство над реактором (под колпаком) имеет автономную систему вентиляции с контролем появления активности в воздухе; выброс из вентиляционной системы осуществляется в вентиляционную трубу.

6.15. Корпус реактора, а также трубопроводы вспомогательных систем 1 контура, выходящие через крышу корпуса реактора до отсечных вентилей, заключены в разобщенные между собой страховочные кожухи.

При нарушении герметичности корпуса или труб вспомогательных систем 1 контура страховочные полости заполняются натрием, при этом уровень натрия, устанавливающийся в баке реактора, находится выше входных окон теплообменников, что предотвращает разрыв циркуляции натрия. Появление натрия в страховочной полости контролируется сигнализаторами течи.

6.16. Трубопроводы подачи натрия на фильтр- ловушки , в байпасный трубопровод с расходомерами, вварены в напорную камеру через дроссели, ограничивающие утечку натрия в случае разрыва их за отсечными вентилями.

6.17. Напорный трубопровод 1-к, соединяющий напорнуо часть ГЦН 1 контура с напорной камерой и размещающийся под плитой опорного пояса, заключен в страховочный кожух.

В случае разрыва напорного трубопровода наличие страховочного кожуха с уплотнением ограничивает протечку натрия, благодаря чему давление натрия под опорным поясом не может повысится до опасного уровня (всплытие опорного пояса). Имеется система обнаружения разрыва напорного трубопровода.

6.18. В плите опорного пояса предусмотрены два предохранительных устройства (типа “Захлопка”), которые при перепаде давления под опорным поясом и над ним, равным 0,86 кгс/см2, приоткрываются и выравнивают давление.

Наличие предохранительных устройств исключает опасность всплытия опорного пояса и пакетов при одновременном разрыве напорного трубопровода и его страховочного кожуха.

6.19. Применение интегральной компоновки, когда в едином корпусе реактора (баке) размещены активная зона, насосы, промежуточные теплообменники, исключает коммуникации 1-к,тем самым значительно повышает надежность и безопасность реактора.

6.20. Взаиморасположение оборудования 1 и 2 контуров способствует развитию естественной циркуляции натрия по контурам, что улучшает условия теплосъема остаточных тепловыделений в зоне при полном обесточивании установки.

6.21. Система управления обратными клапанами построена так, что закрытие более одного обратного клапана исключено, тем самым исключено перекрытие циркуляционного контура.

6.22. В системе энергоснабжения механизмов собственных нужд наряду с основным электропитанием от сети для целей аварийного расхолаживания предусмотрено питание от резервного автономного источника, обеспечивающего работу насосов основных контуров на пониженных оборотах и состоящего из:

-пяти рабочих дизель-генераторов по 1800 кВт каждый с выходом на отдельные секции;

-одного резервного и одного ремонтного дизель-генераторов мощностью 1800 кВт каждый с возможностью их подключения к любой секции;

-трех автоматизированных дизель-генераторов по 500 кВт каждый(для питания АПЭН) .

6.23. При длительной работе реактора на номинальной мощности предусмотрена возможность переключения (оператором) электродвигателей ГЦН 1 контура на нерегулируемый режим с закороченным ротором и возможность автоматического их переключения в режим регулирования при поступлении аварийных сигналов:

-БАЗ;

-отключение петли;

-повышение частоты сети до 50,8 Гц.

6.24. Предусмотрена возможность (автоматического и ручного) переключения ГЦН на резервную реостатно-контакторную систему управления скоростью.

6.25. Кроме упомянутых выше мероприятий предусмотрена система автоматики и блокировок, обеспечивающая наиболее благоприятные температурные условия работы реактора и оборудования как в нормальных, так и в аварийных режимах.