Balakovskaya - Основное оборудование РО

1-корпус

2-выгородка

3-кольцо опорное

4-шахта внутрикорпусная

5-кольцо упорное

6-ÁÇÒ

7-верхний блок

8-чехол ВРК

9-привод ШЭМ

Конструкция унифицированного реактора ВВЭР-1000

91

93

Некоторые проектные пределы

Корпус реактора

Предназначен для размещения внутрикорпусных устройств (ВКУ) и активной зоны реактора. Теплоносителем и замедлителем в к орпусе реактора является химочищенная вода с концентрацией бор ной кислоты 0-16 гр/кг.

1-днище

2-нижняя обечайка

3-верхняя обечайка

4-опорная обечайка

5-нижняя обечайка зоны патрубков

6-разделительное кольцо

7-верхняя обечайка зоны патрубков

8-фланец

Патрубок для вывода линий КИП из корпуса реактора (“звездочка”)

94

При конструировании и изготовлении корпусов ВВЭР ставит ся задача обеспечения многолетней (до 30 лет) надежной эксплу атации реактора в различных режимах. Корпус реактора работает в очень жестких условиях: высокие давление и температура теплоно сителя, мощные потоки радиоактивного излучения (максимальный расчетный флюенс быстрых нейтронов с энергией более 0,5 МэВ -5,7 х 1019 нейтр/см2), значительные скорости теплоносителя, который даже при высокой степени чистоты является коррозионно-активн ой средой.

Представляет собой сварной цилиндрический сосуд высоко го давления с эллиптическим днищем и состоит из фланца, зоны патрубков, опорной обечайки, цилиндрической части и эллиптического днища. Фланец и все обечайки выполнены цельноковаными, днище - штампованное из заготовки. Патруб ки Ду 850 вытянуты из основного металла обечайки зоны патрубков методом горячей штамповки. В качестве основного материал а корпусов реакторов применена аттестованная для корпусо в и трубопроводов сталь 15х2НМФА и 15х2НМФА-А, толщина цилиндрической части корпуса (без наплавки) - 192,5 мм, масса корпуса 324,4 тонн.

На внутренней поверхности фланца выполнен бурт для опира ния шахты. На верхнем торце фланца имеются резьбовые гнезда п од шпильки главного разъема и кольцевые канавки для размеще ния прутковых уплотнительных прокладок, а также предусмотре на контактная поверхность для прокладок.

Зона патрубков состоит из двух обечаек, в каждой из которы х имеется по 4 главных циркуляционных патрубка Ду 850 - в нижней обечайк е для входа теплоносителя, в верхней - для выхода. На уровне о сей верхнего и нижнего рядов патрубков Ду 850 расположены по 2 (всего 4) отверстия с патрубками Ду 350 (351 мм на 36 мм) для организации аварийного охлаждения активной зоны реакто ра.

Патрубки Ду 850 выполнены методом штамповки и не требуют приварки промежуточных втулок при изготовлении корпуса реактора. На патрубках САОЗ и патрубке КИП в процессе изготовления корпуса при помощи электрошлаковой сварки устанавливаются промежуточные втулки.

На уровне верхнего ряда патрубков Ду 850 выполнен 1 патрубок для вывода импульсных линий из корпуса реактора. Каждая импул ьсная линия на выходе из патрубка имеет отключающее устройство . Из корпуса реактора В-320 выведено 9 импульсных линий (2 трубки - для подсоединения к уровнемеру и отбору проб, 6 трубок - для Р а.з., 1 - для отбора проб). В патрубках САОЗ установлены тепловые рубашки.

Кольцо-разделитель потока

Конструкция кронштейнавиброгасителя (8 штук)

95

Фланцевый разъем корпуса развит во внутреннюю часть корп уса реактора. Фланец имеет 54 резьбовых отверстия под шпильки М 170- 6 и 2 кольцевые канавки для размещения прутковых уплотните льных прокладок. Во время перегрузки топлива при извлеченных шп ильках для исключения попадания борного раствора в гнезда шпиле к, в гнезда устанавливаются заглушки резьбовых гнезд, которы е предусмотрены в объеме поставки. Для защиты шпилек главно го разъема при заполнении борным раствором бетонной шахты п ри перегрузах топлива предусмотрены защитные чехлы для шпи лек.

Для контроля протечек главного разъема в теле фланца выпо лнены сверления, заканчивающиеся резьбовыми отверстиями, в кот орых установлены штуцера для подсоединения трубопровода кон троля протечек между прокладками.

На внутренней поверхности верхней обечайки зоны патрубк ов ниже уровня патрубков Ду 850 приварено кольцо - разделитель поток а теплоносителя. Внутренний диаметр кольца выбран из услов ия нулевого натяга между ним и шахтой реактора при рабочей температуре для сведения к минимуму перетечки из “холодн ых” в “горячие” петли минуя активную зону реактора (согласно с борочным чертежам РУ в холодном состоянии этот зазор равен 6 мм). Разделительное кольцо выполнено из стали 22К-Ш и плакирова но нержавеющей сталью.

Вся внутренняя поверхность корпуса покрыта антикоррози йной наплавкой толщиной 7-9 мм. В районах соприкосновения с крышк ой, шахтой, прокладкой, в местах приварки кронштейнов, детале й крепления трубок КИП, на внутренней поверхности всех патр убков антикоррозийная наплавка имеет толщину не менее 15 мм. На наружной поверхности фланца нанесена наплавка для прива рки разделительного сильфона. На внутренней поверхности кор пуса в нижней части приварены 8 скоб - кронштейнов, к которым на монтаже привариваются шпонки, сопрягаемые с пазами в шахт е и обеспечивающие закрепление ее от вибрации.

Плотность главного разъема обеспечивается путем обжатия двух никелевых прутковых прокладок ( 5 мм), которые устанавливаются в место контакта фланцев крышки и корпуса в V-образные кольцевые канавки на фланце корпуса.

Затяжка шпилек производится с помощью гайковерта, работающего по принципу вытяжки шпилек со свободным доворачиванием гаек. Гайковерт снабжен гидравлическими домкратами, подвижная часть которых навинчивается на выступающие концы шпилек. В полости домкратов подается масло под высоким давлением. За счет этого домкраты растягивают шпильки на величину, необходимую для правильной затяжки главного разъема. Контроль вытяжки шпилек ведется по измерительному стержню, помещенному во внутреннюю полость шпильки.

Снаружи корпуса под нижним рядом патрубков Ду 850 выполнен опорный бурт. Корпус реактора в проектное положение устанавливается опорным буртом на кольцо опорное и фикси руется на нем с помощью шпонок. На опорном бурте корпуса выполнен о 22 выреза в продольном направлении. При помощи установленны х шпонок, которые крепятся к опорному кольцу, корпус реакто ра в проектном положении фиксируется ими от разворота в плане . Вырезы на опорном бурте одновременно обеспечивают допус каемый железнодорожный габарит. Кольцо опорное устанавливаетс я на ферму опорную через систему клиньев и закрепляется на нем фиксаторами и клиновыми шпонками.

Корпус реактора по высоте имеет 6 кольцевых сварных швов м ежду обечайками и днищем. Днище корпуса выполнено из двух лист овых заготовок, имеющих электрошлаковый шов, методом штамповк и. На наружной поверхности днища корпуса в четырех местах по кольцевому поясу выполнена наружная наплавка для привар ки

кольцевой конструкции на период транспортировки корпус а 96 реактора по железной дороге.

Одинаковый наружный диаметр корпуса реактора 4535 мм по высоте активной зоны позволяет проводить дистанционно ультразвуковой контроль сварных швов и материала корпус а в районе активной зоны и днища.

На корпусе реактора В-320 крепление направляющих для передвижения устройства УЗК кольцевых швов в зоне патрубков конструктивно выполнено путем наплавок (16 мест) с наружно й стороны корпуса в зоне патрубков и приварки к ним фигурны х платиков для крепления направляющих.

С наружной стороны 2 обечаек в районе активной зоны выполн ены в 6-и местах наплавки размером 60 мм х 50 мм х 10 мм для установки термометров сопротивления для оперативного к онтроля температуры стенки корпуса реактора. Контроль температу ры металла корпуса предусмотрен также в районе зоны патрубк ов.

На торцах всех патрубков корпуса произведена наплавка и обработка присоединительных размеров в зависимости от м етода сварки со стыкуемыми трубопроводами.

Максимальный наружный диаметр корпуса реактора 4690 мм (диаметр опорного бурта) выбран из расчета транспортиров ки корпуса реактора. При этом транспортировка корпуса реакт ора на железнодорожном транспортере возможна, когда оси двух па р патрубков Ду 850 расположены под углом 55°.

С завода - изготовителя на АЭС корпус реактора транспорти руется по железной дороге специальным железнодорожным транспо ртером.

Для получения информации об изменении механических свой ств и критической температуры хрупкости металла корпуса под воздействием нейтронного потока и температуры служат об разцысвидетели. На образцах-свидетелях исследуются основной м еталл, металл сварного шва и металл околошовной зоны (зоны термического влияния) обечаек, расположенных против акти вной зоны.

Заготовки для образцов-свидетелей изготовляются одновременно с выполнением сварных стыков обечаек в районе активной зоны корпуса реактора теми же исполнителями, теми же методами, из того же метала ст. 15Х2НМФА. Заготовки для образцов -свидетелей вырезаются механическим путем из основного металла, из св арного стыка, из зоны термического влияния сварного стыка. Загот овки для образцов-свидетелей вырезают при этом из разных слоев мет алла 190-миллиметров обечайки (или пластины).

Образцы-свидетели устанавливаются и закрепляются непод вижно по несколько штук в герметические металлические (ст. 08Х18Н10Т) ампулы. Ампулы с различными образцами имеют одинаковую наружную форму в виде цилиндра наружным диаметром 29 мм длиной 72 мм, на торцах цилиндра с каждой стороны имеются круглые штыри высотой 6 мм, предназначенные для крепления ампул в сборке. Ампулы с образцами-свидетелями соединяются в сб орки.

Сборки выполнены двух типов. Сборки с “лучевыми” образцам и- свидетелями устанавливаются и при помощи байонетных зах ватов закрепляются в торцах 18-ти труб в верхней части выгородки, 6 сборок с “тепловыми” образцами-свидетелями устанавливаются в блоке защитных труб, при этом трубы для сборок привариваю тся в монтажных условиях, к внутренней части обечайки блока защ итных труб.

Сборки с “лучевыми” образцами-свидетелями объединены в комплекты. В один комплект входит 3 сборки с “лучевыми” образцами-свидетелями. Количество комплектов для реакто ра В-320 составляет 6 штук. В рабочих чертежах завода-изготовителя обозначение комплектов “лучевых” сборок принято буквой Л (1Л....6Л), комплектов тепловых сборок буквой М (1М....6М).

Образцы-свидетели устанавливаются в реактор до проведен ия физического пуска.

Как было указано, для корпусов реакторов ВВЭР-1000 предусмот рена система наружного осмотра и неразрушающего ультразвуко вого

Общий вид верхнего блока

1-траверса

2-дистанционирующая решетка

3-привод ШЭМ

4-каркас

5-обечайка

6-крышка

Упрощенная конструкция верхнего блока реактора

97

контроля (УЗК) корпуса. Система состоит из 2-х подсистем : подсистемы УЗК и телевизионного осмотра цилиндрической части днища корпуса реактора, подсистемы УЗК сварных швов зоны патрубков.

Верхний блок реактора

Верхний блок (с крышкой и проводами ШЭМ) предназначен для размещения органов управления и защиты реактора и органи зации замкнутого объема для создания давления в реакторе. Вышеуказанный комплекс представляет собой конструкцию, состоящую из крышки с патрубками, из металлоконструкций с траверсой и установленных приводов системы управления и защиты реактора, выводов разъемов КНИ и ТК. Материал верхнего бло ка: крышка - 15Х2МФА, металлоконструкция - ВСт3, чехол, привода, механическая часть - 08Х18Н10Т. Масса верхнего блока - 116 тонн.

Крышка реактора является одним из основных узлов верхнег о блока и предназначена для уплотнения реактора, размещения прив одов ШЭМ, размещения выводов коммуникаций системы внутриреакторного контроля (ВРК) и их уплотнения, удержан ия от всплытия кассет, БЗТ и шахты реактора. Крышка реактора име ет тарельчатую форму и представляет собой штампосварную конструкцию, состоящую из “усеченного” эллипсоида и флан ца.

Внутренняя поверхность тарельчатой части и торцевая пов ерхность крышки покрыты антикоррозионной наплавкой.

торцевой поверхности фланца предусмотрена контактна я поверхность для прутковых прокладок уплотнения главног о разъема.

крышке расположен 61 патрубок ШЭМ, служащий для креплени я корпусов статоров приводов и прохода захватов органов регулирования, 14 патрубок ТК и 16 патрубков ЭВ, патрубок воздушника реактора и 6 цилиндрических бобышек с резьбовы ми гнездами для установки штанг металлоконструкции верхне го блока.

патрубки СУЗ, КНИ, ТК имеют одинаковые присоединитель ные размеры фланцевых разъемов с канавками для установки дву х прокладок: никелевой для собственно уплотнения разъема и асбестовой - для образования полости сбора протечек. Во вс ех фланцах указанных патрубков (91 патрубок) сделаны отверсти я с трубочками, которые группируются и заводятся в 6 датчиков контроля плотности разъемов патрубков.

фланце крышки выполнены 54 сквозных отверстия для прохо да шпилек главного разъема и резьбовые гнезда для закреплен ия системы центровки верхнего блока и промежуточного кольц а. Крышка реактора относится к оборудованию 1 категории сейсмичности.

Каркас верхнего блока реактора В-320 состоит из граненого по яса, промежуточной плиты, нижней плиты, смонтированных на шест и вертикальных трубах. На нижней и промежуточной плитах зак реплен кожух. На кожухе установлены фланцы, к которым подсоединя ются съемные патрубки. С другой стороны съемные патрубки подсоединяются к фланцам вентсистемы TL03 на облицовке бето нной шахты реактора.

промежуточную плиту установлены вертикально 61 тонкост енная шестигранная нержавеющая труба, служащая для организаци и воздушного охлаждения блоков электромагнитов приводов ШЭМ и шесть коробок системы контроля плотности разъемов патру бков. Между нижней и промежуточными плитами установлены 16 кожу хов, используемых для размещения кабельных проставок систем ы контроля ЭВ при монтаже и демонтаже верхнего блока, установленного на корпус реактора, и семь труб для доступ а к стойкам контроля плотности разъемов и патрубку воздухоу даления.

Каркас устанавливается на шесть штанг, предварительно вв ернутых до упора в резьбовые гнезда бобышек крышки реактора, и закрепляется втулками и гайками. На вертикальные трубы каркаса устанавливается дистанционирующая решетка. Дистанциони рующая решетка служит для центровки приводов ШЭМ и размещения датчиков указателя положения при монтаже и демонтаже вер хнего блока, установленного на корпус реактора.

Конструкция узла уплотнения главного разъема реактора

98

Дистанционирующая решетка, представляет собой плиту с закрепленными на ней с 61-м кожухом, в которых размещаются демонтированные с привода датчики указателя положения, с отверстиями для прохода верхней части приводов, отверсти ями для выводов ТК и кабельных проставок ЭВ, шестнадцатью отверст иями, расположение которых соответствует расположению 16-и кожу хов в воздушном коллекторе каркаса. Для выполнения работ с прив одами ШЭМ дистанционирующая решетка может быть опущена на граненый пояс каркаса.

Для транспортировки верхнего блока предусмотрена траве рса, которая одновременно выполняет роль страхующего устрой ства, (выполняет функции защитной плиты от “летящих” предметов при аварийных разрывах чехлов СУЗ и патрубков на крышке) и функции биологической защиты. Во время работ по приводам (разборка, сборка, проверка работоспособности приводов) т раверса снимается с верхнего блока, вместо траверсы на штанги вер хнего блока устанавливается площадка обслуживания для работ п о приводам.

В защитной плите траверсы В-320 выполнено 16 отверстий с пробками для работ с плотными чехлами КНИ.

Приводы ШЭМ также являются элементом верхнего блока. Они поставляются отдельно от верхнего блока, после проведени я успешных испытаний на вертикальном стенде производится их монтаж на верхнем блоке реактора.

Детали узла уплотнения главного разъема реактора

Предназначены для уплотнения главного разъема корпуса с варного с крышкой верхнего блока, а также для крепления крышки к кор пусу.

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

На главный разъем реактора устанавливается 54 шпильки с диаметром резьбы М 170. Шпилька в сборе имеет три резьбовых части: для укрепления шпильки в резьбовом гнезде корпуса реактора (нижняя часть), для удержания крышки верхнего блока (средн яя часть) и для соединения с гайковертом (верхняя часть). В шпильке размещен стержень, по относительному перемещению которо го определяется вытяжка шпильки гайковертом. Гайка служит д ля крепления верхнего блока и затяжки главного разъема.

Шайбы нижние и шайбы верхние выполнены с одного торца сферическими. Нижняя шайба устанавливается вогнутая, а ве рхняя - выпуклая.

Плотность главного разъема обеспечивается путем обжати я двух никелевых прокладок, которые устанавливаются в месте кон такта фланца крышки и фланца корпуса в специальные канавки.

Контроль плотности главного разъема выполнен при помощи сверления в полости между двумя никелевыми прокладками и штуцера. Таким образом, межпрокладочная полость (МПП) подключена к датчику давления типа “Сапфир”. При появлени и неплотности внутренней прокладки и повышении давления в МПП персонал БЩУ имеет возможность дистанционно контролиро вать этот процесс.

Шахта реактора (с днищем)

Предназначена для организации входного и выходного пото ков теплоносителя и для защиты корпуса реактора от воздейств ия нейтронного излучения активной зоны, а также размещения в ней элементов активной зоны реактора.

Шахта и выгородка являются составной частью защиты метал ла корпуса реактора от воздействия нейтронного и гамма-излу чений, исходящих из активной зоны реактора, одновременно шахта и выгородка входят в состав железо-водного отражателя, где основным отражателем является теплоноситель первого контура.

99

1-перфорированное днище

2-опорные трувы для установки ТВС

3-кольцевые утолщения

4-цилиндрическая обечайка

5-фланец