Balakovskaya - Основное оборудование РО

Армирование купола защитной оболочки блока ВВЭР-1000 по унифицированному проекту

21

В случае мгновенного поперечного разрыва трубопровода реактивные силы. возникающие при истечении пароводяной с меси, могут привести к перемещению свободного конца трубы к сте нам защитной оболочки (явление, называемое “эффектом хлыста” ). Против этого используется установка на длинных участках трубопроводов специальных ограничителей. Другой возмож ностью появления летящих предметов является обрыв чехла механи змов перемещения СУЗ. Внутри оболочки предусматриваются устр ойства для их нейтрализации.

Оборудование реакторных установок ВВЭР-1000 Балаковской АЭ С также заключено в железобетонную предварительно напряж енную герметичную оболочку. Железобетонные предварительно напряженные оболочки такого типа обладают рядом положит ельных свойств:

надежностью работы основных несущих элементов оболочки - напрягаемой арматуры (даже разрыв определенной части эти х элементов не приводит к разрушению конструкции); возможностью проверить состояние предварительно напряженных пучков арматуры, а также заменить их в процес се эксплуатации; возможностью расчета прочности оболочки по

характеристикам материалов, определенных при одноосном напряженном состоянии, тогда как фактическая прочность материалов, работающих в оболочке, как правило в объемном состоянии значительно выше.

22

Защитные герметичные оболочки блоков Балаковской АЭС выполнены в виде цилиндров внутренним диаметром 45 метра, соединенного с плоским днищем и перекрытого куполообраз ным верхом. Отметка купола - 66,55 м. Оболочки блоков БалАЭС, как и большинство построенных в мире, выполнены в форме цилиндра с учетом того, что цилиндрическая стенка примерно в 2 раза пр очнее, чем плоская стенка той же толщины. Сопряжение цилиндра с куполом выполнено в виде кольца, в которое заанкерена нап рягаемая

арматура. Цилиндр с днищем соединен жестко, с внутренней с тороны зона соединения усилена утолщением. Радиус кривизны купо ла в 1,5 раз больше радиуса цилиндра, так как при таком соотношени и радиусов вертикальные усилия в цилиндрической части обо лочки и усилия, возникающие при внутреннем давлении в куполе, мог ут быть восприняты предварительно напряженной арматурой одного сечения.

В защитной оболочке размещены системы, оборудование м трубопроводы с высокопотенциальным (рабочее давление 160 к гс/см2 и температура до 320 0С) радиоактивным теплоносителем первого контура:

реакторная установка, в состав которой входят реактор, парогенераторы, главные циркуляционные насосы, компенса тор давления, емкости системы аварийного охлаждения активно й зоны и трубопроводы связи; система неохлаждаемой байпасной очистки теплоносителя 1

контура (СВО-1), состоящая из высокотемпературных мехфильтров и трубопроводов; система продувки-подпитки 1 контура, включающая

регенеративный т/о продувки, доохладитель продувки и трубопроводы; система организованных протечек первого контура -

охладитель протечек и трубопроводы; бассейн выдержки для хранения отработанного топлива.

Компоновка указанных систем, оборудования и трубопровод ов выполнена, исходя из принципа размещения их в боксах, обеспечивающих защиту локализующих устройств от динами ческих воздействий при аварийных разрывах трубопроводов перво го контура (от струй истекающего теплоносителя, ударных вол н, летящих предметов и т.д.).

Фундаментная часть гермооболочки на отметке 13,2 м перекрыт а сплошной железобетонной плитой толщиной 2,4 м и размером 66х66 м в плане. Плита является опорной частью для защитной герметичной оболочки и вышестоящей части обстройки реак торного отделения.

Толщина стен цилиндрической части гермооболочки 1,2 м, толщ ина купола 1,1 м. Для обеспечения герметичности внутренняя пове рхность оболочки покрыта металлической облицовкой толщиной 8 мм, выполненной из углеродистой стали ВСт3сп5. К бетону облицо вка прикреплена с помощью приваренных к листу уголков с анкер ами. В местах монтажных сварных швов облицовки устанавливалис ь специальные накладки из металла уголкового профиля, в рез ультате чего образовались полости - камеры, используемые для пров ерки герметичности сварных швов.

Для размещения арматурных пучков - тросов в цилиндрическо й и купольной частях ГО на этапе строительства замоноличива ются специальные гибкие каналообразователи, изготовленные и з полиэтиленовых труб диаметром 225 мм. Напрягаемая арматура (в виде пучков диаметром 135-150 мм) изготавливается из высокопрочной проволоки диаметром 5 мм (450 штук) методом непрерывной навивки. Номинальное усилие на напрягаемый э лемент составляет 1·104 кН, разрывное - не менее 1,4·104 кН. Арматурные пучки изготавливаются на заводе и поставляются комплектно с ко ушами, лидерами и вкладышами.

Напрягаемые пучки расположены в цилиндре геликоидально (т.е. по спирали), в куполе в двух взаимно перпендикулярных направ лениях.

Âцилиндрической части 96, а в куполе - 36 пучковых элементов.

Âцилиндрической части пучки арматуры идут навстречу оди н другому, обеспечивая этим создание необходимого обжатия в двух

направлениях. В плите на отметке 13,2 пучки цилиндрической ч асти пропущены через опорные блоки нижнего перегиба.

Монтаж секций защитной оболочки блока ВВЭР-1000

Комплект арматурного пучка

1-коуш монтажный

2-хомут коуша

3-лидер

4-вкладыш лидера

5-пучок арматурный

6-стяжка

Видна внутренняя металлическая облицовка

23

Оболочка оснащается КиП для контроля за ее состоянием и 25 работой в период строительства, предпусковых испытаний и эксплуатации. В частности, в период возведения строителям и в гермооболочку устанавливается около 160 дистанционных измерительных преобразователей.

Внутренние конструкции помещений герметичного объема и меют сложную конфигурацию. Ограждающие этих помещений, воспринимающие большие аварийные нагрузки и насыщенные технологическими проходками и закладными частями, выпол няются из стальных ячеек заводского изготовления, заполняемых б етоном.

Основной нагрузкой на защитную оболочку является внутре ннее давление, возникающее при полном истечении теплоносител я 1 контура при МПА.Объем гермооболочки РО проекта В-320 равен 67.000 м3. При избыточном давлении под оболочкой 5 кгс/см2 (max) в качестве допустимой величины скорости утечки из-под обо лочки при проектировании и эксплуатации АЭС с реакторной устан овкой ВВЭР-1000 (В-320) была установлена величина 0,3% объема ГО в сутки. Также согласно расчетам защитная оболочка способн а выдержать удар падающего самолета с массой 10 тонн и скорос тью 750 км/час. Монтажная нагрузка на купол гермооболочки допускается в размере 200 тн/м2.

Оболочка АЭС с ВВЭР-1000 по унифицированному проекту (В-320) по сравнению с оболочкой на 5ì блоке Нововоронежской АЭС имеет меньшую на 7 метров высоту, в цилиндрической части ликвидированы наружные утолщения в местах больших отвер стий (шлюзов, трубных проходок и примыкания кабельных галерей ) для обеспечения использования стандартной опалубки при бетонировании всей цилиндрической части. Консоль под кру говой кран принята металлической, что (по сравнению с железобет онной на НВАЭС) упрощает армирование и бетонные работы в этой зоне , улучшает работу оболочки.

Компоновка

оборудования 1 контура в гермооболочке

Герметичная плита, замыкающая снизу герметичный объем и воспринимающая нагрузку от реакторной установки, распол агается с отметки 10,8 до отметки 13,2 м.

От центра герметичной плиты вверх до пола реакторного зал а, расположенного на отметке 36,9 м, идет железобетонный ствол внутренним диаметром 6 м и толщиной стенки 3 м. Этот ствол - шахта является опорной конструкцией реактора. Параллель но герметичной плите выше ее расположены три железобетонны е пластины, связанные с шахтой и имеющие между собой вертик альные связи - стены.

Первая и вторая пластины (если считать от герметичной пли ты) служат для размещения оборудования и трубопроводов и воспринимают на себя весь спектр нагрузок от оборудования, включая сейсмические нагрузки, и передают его на герметич ную плиту и шахту. Третья пластина служит основанием (полом) реакторного зала и воспринимает на себя, в основном, нагру зки монтажные (при перестановке оборудования), а также нагруз ки от тяжелых ударов оборудования при раскладке во время ремон та.

Обеспечение сейсмостойкости реализовано в РУ, в основном, за счет установки гидроамортизаторов, которые препятствуют бол ьшим смещениям оборудования и трубопроводов относительно об олочки и друг друга при воздействии землетрясения.

Для высоких сосудов (компенсатор объема, емкость САОЗ), им еющих в обычном не сейсмическом варианте только нижнюю неподви жную опору, спроектированы дополнительные опоры в верхней час ти сосудов.

очкегермобол в РУ оборудования основного расположения Схема

1 2 3 4 5

1-ГЦН 2-главный циркуляционный трубопровод 3-реактор 4-парогенератор 5-компенсатор давления

26

27

Конструкция этих опор такова, что не препятствует термиче скому расширению сосуда вверх и по радиусу и, в то же время, при то лчках не позволяет “голове” сосуда смещаться в горизонтальной плоскости и удерживает сосуд в вертикальном положении.

Для такого тяжелого оборудования, как парогенераторы, гла вные циркуляционные насосы, которые установлены с целью умень шения термических напряжений в главном трубопроводе на опорах качения, предусмотрено в сейсмостойком варианте использ ование гидравлических амортизаторов. Аналогичные амортизаторы , только меньшей мощности, установлены на трубопроводы системы компенсации объема.

На каждом парогенераторе установлено по 8 гидроамортизат оров, по четыре с противоположных боковых поверхностей ПГ у противоположных люков-лазов ПГ по 2-му контуру. При этом с каждой из сторон ПГ гидроамортизаторы попарно расположе ны во взаимно перпендикулярных плоскостях.

На улитке каждого ГЦН расположено по три гидроамортизато ра и по два гидроамортизатора на электродвигателе ГЦН.

Установленные на оборудовании РУ гидроамортизаторы отл ичаются размерами деталей и конструкцией некоторых узлов. Однако принцип действия гидроамортизаторов всех типоразмеров аналогичен. Гидроамортизатор состоит из корпуса, в которо м перемещается поршень. Корпус с одной стороны закрыт крышк ой с проушиной, с другой стороны крышкой с отверстием для прох ода штока поршня. Поршень делит цилиндр на две полости,заполн енные жидкостью. Жидкость при перемещении поршня может перетек ать из полости в полость через клапанную коробку, в которой уста новлены два клапана.

Гидроамортизатор одним концом (проушиной) крепится к оборудованию, перемещение которого при сейсмических наг рузках необходимо ограничить, а другим концом - к неподвижной опо ре.

При температурных (медленных) перемещениях оборудования при скоростях менее 1 мм/сек клапаны гидроамортизатора открыт ы и жидкость свободно перетекает из одной полости гидроцили ндра в другую, при этом оборудование свободно смещается в направ лении своего движения.

При сейсмическом воздействии оборудование перемещается со скоростью при которой клапан закрывается, жидкость не мож ет перетекать из одной полости в другую, и гидроамортизатор работает как жесткая связь.

Максимальные смещения оборудования, снабженного гидравлическими амортизаторами, при сейсмических толчк ах составляют величину порядка 5 мм, что вполне допустимо по у словию прочности при имеющихся длинах трубопровода.

На каждом энергоблоке установлены гидроамортизаторы че тырех типов, отличающихся допустимой нагрузкой. На некоторых энергоблоках установлены гидроамортизаторы импортного производства (фирмы Лисега), которые по своим техническим характеристикам аналогичны указанным ниже.

Количество установленных гидроамортизаторов: Р-450 на ПГ - 32шт; Р-170 на ГЦН - 20шт;

Р-20 на трубопроводах выхлопа ИПУ КД - 3шт; Р-10 на трубопроводах впрыска КД - 7шт.

Характеристики гидроамортизаторов оборудования 1 конту ра

1 2 3

6 7

1-тележка

2-ìîñò

3-зубчатый рельс передвижения тележки

4-зубчатый рельс передвижения моста

5-гидрозатвор

6-электрооборудование схемы питания перегрузмашины 7-зона действия рабочей штанги в реакторе

I, II, III, IV - условные оси для ориентации в плане расположения оборудования РУ

Перегрузочная машина блока ВВЭР-1000 (вид с верху)

30

Емкость бассейна выдержки первоначально была рассчитан а исходя из возможности осуществления трех лет выдержки отработа нных кассет при двухразовой перегрузке. Бассейны выдержки бло ков N01- 3 Балаковской АЭС рассчитаны на хранение 392 ТВС каждый. При изготовлении стеллажей БВ блока N04 был реализован принцип уплотненного хранения с одновременной установкой в зазо рах чехлов из борированной стали. В результате вместимость БВ повысилась до 613 ТВС.

Кассеты перегружаются перегрузочной машиной под уровне м воды, глубина которого достаточна для снижения уровня излучен ия до допустимого. Бассейн, при необходимости, может быть отдел ен от реактора специальным затвором для возможности одноврем енной работы на сухом реакторе и выгрузке выдержанных кассет. Выдержанные кассеты перегрузочной машиной переносятся в контейнер, контейнер уплотняется крышкой, обмывается и специальной траверсой, висящей на основном крюке крана, переносится через транспортный проем на специальный железнодорожный вагон.

4

5

Обслуживание основного оборудования реакторной установ ки осуществляется круговым полярным краном грузоподъемнос тью 320 тн через проемы и люки перекрытия на отметке 36.9. Максимальн ая высота вилки крана над полом реакторного зала составляет 9 м.

Вспомогательное оборудование, расположенное вне зоны де йствия основного крана, обслуживается круговым консольным кран ом грузоподъемностью 2 тн или местными грузоподъемными средствами. Контейнеры с топливом и приспособления для ре визии реактора доставляют в оболочку через транспортный люк на д железнодорожным выездом.

Для корпусов реакторов ВВЭР-1000 проектом предусмотрена сис тема наружного осмотра и неразрушающего ультразвукового кон троля (УЗК) корпуса. Система состоит из 2-х подсистем : подсистемы УЗК и телевизионного осмотра цилиндрической части днища корп уса реактора, подсистемы УЗК сварных швов зоны патрубков. Схе ма наружного осмотра и УЗК цилиндрической части и днища корп усов реакторов ВВЭР-1000 показана на рисунке.

Подсистема контроля зоны патрубков предназначена для дистанционного контроля основного металла патрубков Ду 850, патрубков САОЗ, швов приварки патрубков САОЗ к корпусу, кольцевых швов корпуса, расположенных выше опорного бурт а.

Подсистема состоит из автоматов УЗК, патрубков Ду 850, патру бков САОЗ, трактора, УЗК сварных швов (кольцевых швов в зоне патрубков). Каждый из автоматов и трактор представляют дистанционно управляемый механизм с датчиками УЗК, устанавливаемый на направляющие. Направляющие для тракт ора стационарно установлены на корпусе реактора.

Направляющие для автоматов УЗК патрубков, Ду 850 и САОЗ устанавливаются вручную.

Конструкция теплоизоляции корпуса реактора позволяет о беспечить доступ обслуживающего персонала к зонам контроля. Для кон троля сварных соединений патрубков корпуса с трубопроводами Д у 850, трубопроводами САОЗ предназначен гамма - дефектоскоп РИД 187/213.