Салихов Р.Р., Моисеев А.В., Парфенова В.Д. (АО «НИКИЭТ», Москва, Россия)
Выбор и оптимизация технических решений конструкции РУ БР-1200 потребовали комплексного подхода к процессу компоновки оборудования первого контура блока реакторного (БР). На основании условий эксплуатации и требований, предъявляемых к реакторной установке, выполнены работы по выбору и оптимизации компоновки активной зоны, схемы размещения основного оборудования первого контура и конструкции блока реакторного в целом.
При реализации схемы компоновки оборудования первого контура особое внимание уделялось обеспечению компактности, симметричности расположения оборудования, доступности для контроля и диагностирования технического состояния оборудования РУ, ремонтных работ и ревизий.
Компоновка оборудования блока реакторного (БР) представлена на рис. 1. реакторного блока РУ БР-1200 принята конструкционная схема с интегральной компоновкой основного оборудования первого контура, содержащего в своем составе:
- активную зону с отражателями и органами СУЗ;
- парогенераторы; главные циркуляционные насосы (ГЦНА);
- теплообменники расхолаживания.
Активная зона с отражателями и органами СУЗ размещена в центральной полости блока реакторного. Парогенераторы, главные циркуляционные насосы и теплообменники расхолаживания расположены в периферийных полостях.
В первом контуре реакторного блока осуществляется принудительная циркуляция свинцового теплоносителя (СТ), передающего тепловую энергию от активной зоны к рабочему телу второго контура в парогенераторах.
В блоке реакторном организовано шесть петель циркуляции свинцового теплоносителя между полостями с размещенным в них оборудованием с полным отсутствием трубопроводов и арматуры.
Схема циркуляции свинцового теплоносителя представлена на рис. 2.
Корпус блока реакторного РУ предназначен для выполнения следующих функций:
- размещение оборудования БР;
- организация тракта циркуляции теплоносителя;
- обеспечение герметичности вместе с комплексом поворотных пробок внутренних полостей (центральной и периферийных), заполненных свинцовым теплоносителем и аргоном, в течение всего срока эксплуатации;
- локализация аварийных протечек свинцового теплоносителя и защитного газа;
- передача нагрузок от теплоносителя и оборудования БР на строительную часть здания энергоблока при нормальной эксплуатации и при сейсмическом воздействии;
- снижение температурного и радиационного воздействия на строительную часть здания энергоблока;
- размещение датчиков и коммуникаций системы мониторинга, контроля состояния бетонного наполнителя и конструктивных элементов БР в процессе эксплуатации.
Рис. 1. Схема размещения оборудования в блоке реакторном
Рис. 2. Схема циркуляции свинцового теплоносителя РУ БР-1200
Корпус БР представляет собой единую монолитную металлобетонную конструкцию, помещенную с минимальным зазором, обеспечивающим монтаж и эксплуатационный контроль, в строительную шахту здания энергоблока и опирающуюся на фундаментную плиту строительной части.
Сверху на корпус БР устанавливается комплекс поворотных пробок и отделяет газовую полость блока реакторного от воздушной среды центрального зала.
Металлобетонная конструкция корпуса и физические свойства СТ исключают возможность потери теплоносителя с оголением активной зоны, разрыва контура циркуляции и обеспечивать локализацию течи СТ первого контура.
Существенное влияние на компоновку энергоблока оказала необходимость проведения работ по обслуживанию и ремонту погружаемого в свинцовый теплоноситель оборудования.
При разработке проекта РУ БР-1200 была рассмотрена возможность компоновки активной зоны с заимствованием конструктивных решений из проекта РУ БРЕСТ-ОД300 [1]. Из проекта РУ БРЕСТ-ОД-300 заимствованы: конструкция твэлов, конструкция ТВС центральной и периферийной зон, тип топливной матрицы и высота топлива в активной зоне, состав органов регулирования реактивности и их конструктивное исполнение и размещение в ТВС, блоки отражателя и защиты, окружающие ТВС, схема циркуляции и температурный режим теплоносителя.
Основной целью рассмотрения альтернативного варианта с 397 ТВС является проработка решений, направленных на оптимизацию (снижение) стоимости энергоблока с РУ БР-1200 [2].
Уменьшение числа ТВС а.з. благодаря увеличению высоты топливного столба и соответствующее уменьшение числа каналов ВРХ, уменьшение суммарной топливной загрузки а.з. позволило уменьшить размеры корзины активной зоны и центральной полости, уменьшить радиусы расположения основного оборудования первого контура (парогенераторов, главных циркуляционных насосных агрегатов, теплообменных аппаратов), уменьшить объем заливаемого свинцового теплоносителя, и как следствие снизить металлоемкость корпуса блока реакторного и уменьшить габариты блока реакторного.
Кроме того, уменьшается время на перегрузку а.з., количество мест хранения ТВС, что также способствует снижению эксплуатационных расходов.
Выполненный комплекс работ по оптимизации конструкции по основному оборудованию РУ БР-1200 позволил осуществить переход на вариант с меньшим числом изделий активной зоны (397 ТВС), что позволило:
- уменьшить размеры центральной полости блока реакторного;
- снизить металлоемкость конструкций блока реакторного;
- уменьшить время на перегрузку топлива;
- количество мест хранения ТВС.
Кроме того, в результате детальной проработки были снижены массогабаритные параметры главного циркуляционного насосного агрегата (ГЦНА) и металлоемкость парогенератора и всего блока реакторного в целом.
Список литературы
- Научно-технический годовой отчет НИКИЭТ – 2018: сб. статей / под ред. Е.О. Адамова; АО «НИКИЭТ» / Нейтронно-физический расчет активной зоны РУ БР-1200 / А.В. Баловнев, С.Н. Буколов, В.К. Давыдов, А.П. Жирнов, А.Н. Иванюта, И.М. Рождественский, Т.Ю. Сахарова, В.А. Юферева. – М.: Изд-во АО «АО НИКИЭТ», 2018. – 282 с.
- Научно-технический годовой отчет НИКИЭТ – 2019: сб. статей / под ред. Е.О. Адамова; АО «НИКИЭТ» / Выбор характеристик перспективного коммерческого реактора со свинцовым теплоносителем БР-1200 / Лемехов В.В., Моисеев А.В., Смирнов В.С., Уманский А.А., Салихов Р.Р., Саркулов М.К., Бажанов А.А., Жирнов А.П., Архипов О.П., Васюхно В.П., Булкин С.Ю., Афремов Д.А., – М.: Изд-во АО «АО НИКИЭТ», 2019.
