Атомные станции с РЕАКТОРОМ ВВЭР-1000

Технологическая схема энергоблока

НазваниеВВЭР-440(1000) - водо-водяной энергетический реактор
Мощность (тепловая)1375 (3200) МВт
Мощность (электрическая)440(1000) МВт
Атомные станции Ново-Воронежская, Кольская, Калининская, Балаковская
Армянская, Южно-Украинская, Запорожская, Ровенская, Богунице, Козлодуй, Ловииса

Реактор ВВЭР-1000 является реактором корпусного типа с водой под давлением, которая выполняет функцию теплоносителя и замедлителя.

  • Конструкция реактора ВВЭР-1000 Корпус реактора представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд высокого давления с крышкой, имеющей разъем с уплотнением и патрубки для входа и выхода теплоносителя. Внутри корпуса закрепляется шахта, являющаяся опорой для активной зоны и части внутрикорпусных устройств и служащая для организации внутренних потоков теплоносителя.
  • Первый контур Технический контроль параметров состояния оборудования и трубопроводов, управления и защиты оборудования от повреждений при нарушении в работе первого контура, а также других контуров и систем установки осуществляется системой контроля, управления и защиты.
  • Система аварийного охлаждения активной зоны
  • Система очистки теплоносителя Система аварийного охлаждения активной зоны предназначается для обеспечения безопасного снятия остаточных тепловыделений с реактора при авариях, связанных с разрывом трубопроводов первого и второго контуров установки.
  • Внутренняя шахта реактора Конструкционно шахта представляет собой вертикальный цилиндр с перфорированным эллиптическим днищем, в котором закреплены опорные конструкции для ТВС. Своим верхним фланцем шахта устанавливается обычно на внутреннюю проточку, выполненною в верхней части корпуса реактора. При двухъярусном расположении входных и выходных патрубков на корпусе реактора, принятом в конструкции ВВЭР в нашей стране, на внутренней поверхности корпуса реактора предусматривается разделитель потока.
  • Корпус реактора Корпус-часть ядерного реактора, предназначенная для размещения в ней активной зоны, отражателей нейтронов и внутрикорпусных устройств и для организации отвода тепла. Корпус имеет патрубки для отвода теплоносителя, а также устройства герметизации внутрикорпусного пространства.
  • Блок защитных труб (БЗТ) предназначен для фиксации головок ТВС ядерного реактора, удержания от всплытия внутрикорпусных устройств и ТВС активной зоны, защиты рабочих органов, СУЗ от воздействия потока теплоносителя.
  • Компоновка реакторного отделения Реакторное отделение представляет собой цилиндрическую бетонную оболочку со сферическим куполом. Все циркуляционные петли одинаковы по длинам, одинаковы по гидравлическому сопротивлению. Циркуляционные петли расположены попарно по обе стороны реактора, в боксах.
  • ТВС активной зоны   ТВС ВВЭР-1000 представляет собой пучок твэлов, размещенных по треугольной решетке с шагом 12,76 мм. Внутри циркониевой оболочки твэла размером 9,1х0,65 мм располагаются таблетки топлива диаметром 7,53 мм из двуокиси урана; с обогащением по U от 2 до 4,4%. Масса загрузки UO2 в одном твэле около 1565 г.
  • Перегрузка топлива Для поддержания нормальной работы реактора необходимо выполнять в определенной последовательности операции с топливом. К ним относятся: подготовка топлива к перегрузке, перегрузка топлива и установка его в зоне выдержки для уменьшения радиационной и тепловой активности.
  • Действующие энергоблоки АЭС России
Технологическая схема энергоблока (ВВЭР-440, ВВЭР-1000)

Технологическая схема энергоблока (ВВЭР-440, ВВЭР-1000)

      Технологическая схема энергоблоков с реакторами ВВЭР440 и ВВЭР1000 имеет два контура.

      Первый контур - радиоактивный. Он включает в себя реактор типа ВВЭР и циркуляционные петли охлаждения. Каждая петля содержит главный циркуляционный насос (ГЦН), парогенератор и две главные запорные задвижки (ГЗЗ). К одной из циркуляционных петель первого контура подсоединен компенсатор давления, с помощью которого в контуре поддерживается заданное давление воды, являющейся в реакторе одновременно и теплоносителем и замедлителем нейтронов. На энергоблоках с ректором ВВЭР-440 имеется по 6 циркуляционных петель, на энергоблоке с реактором ВВЭР-1000 - 4 циркуляционные петли.

Второй контур - нерадиоактивный. Он включает в себя парогенераторы, паропроводы, паровые турбины, сепараторы-пароперегреватели, питательные насосы и трубопроводы, деаэраторы и регенеративные подогреватели. Парогенератор является общим оборудованием для первого и второго контуров. В нем тепловая энергия, выработанная в реакторе, от первого контура через теплообменные трубки передается второму контуру. Насыщенный пар, вырабатываемый в парогенераторе, по паропроводу поступает на турбину, которая приводит во вращение генератор, вырабатывающий электрический ток.

      В системе охлаждения конденсаторов турбин на АЭС используются башенные градирни и водохранилище-охладитель.

Выбор и расчет тепловой схемы блока 1000 МВт Составление принципиальной тепловой схемы блока 1000МВт Описание принципиальной тепловой схемы блока с реактором РБМК-1000 и турбиной К-500-65/3000. Построение процесса работы пара в турбине и составление сводной таблицы параметров среды осуществляем одновременно. В первую очередь строим процесс работы пара в ЦВД, зная его начальное и конечное давление и значение внутреннего КПД. Аналогично производится построение действительного рабочего процесса пара в ЦНД (отрезок ЕК), при этом энтальпия пара в конце действительного процесса работы пара в ЦНД. С учетом давления на всасе

Расчет внешнего потребления теплоты. Расчет производится по группам потребителей последующим суммированием расходов теплоты. Расход питательной воды больше расхода пара на турбину в связи с наличием протечек реакторной воды у ГЦН и подачей пара на барботаж в деаэраторе через редуцирующую установку собственных нужд Температуру и энтальпию нагреваемой воды по отдельным ступеням установки вносим в таблицу параметров в соответствии с температурой греющего пара и принимаемым минимальным температурным напором, с учетом потери давления обогреваемой воды в бойлерах. Расход первичного пара из отбора турбины на испаритель (Ди) определяем из уравнения теплового баланса испарителя: На основе теплового баланса и материального определяем расходы пара Уравнение теплового баланса Подогреватель низкого давления Погрешность материального баланса Внутренняя мощность турбины. Значение мощности определяем как сумму мощностей по отсекам турбины. Полный расход теплоты на турбоустановку.

Выбор основного и вспомогательного оборудования. Выбор и обоснование типа реактора. На каждом блоке проектируемой АЭС устанавливается реактор типа РБМК-1000, водографитовый, кипящий, канального типа, предназначенный для генерации насыщенного пара давлением 70ата (6,78мпа). Преимущества водографитового канального реактора :

возможность использования графита одновременно в качестве замедлителя и конструкционного материала активной зоны ;

конструктивная схема реактора и активной зоны позволяют организовывать перегрузку топлива на работающем реакторе.

канальная конструкция реактора и секционный принцип построения активной зоны позволяет практически неограниченно увеличивать мощность реактора.

Выбор вспомогательного оборудования на основании расчета тепловой схемы. Конденсатор. Турбина оборудована четырьмя конденсаторами, по одному на каждый ЦНД.

Сепаратор - пароперегреватель. На каждой турбине К-500-65/3000 устанавливается по четыре сепаратора - пароперегревателя (СПП), предназначенных для промежуточного перегрева пара, поступающего из ЦВД в ЦНД.

Конденсатные насосы. Подача конденсата из конденсаторов через систему подогревателей низкого давления в деаэраторы осуществляется конденсатными насосами первого и второго подъема. Конденсатный насос первого подъема типа КВС-1500-120, центробежный секционный четырехступенчатый с приводом от электродвигателя АВ-15-36-8М Регенеративная установка предназначена для подогрева питательной воды, поступающей в деаэратор, паром из промежуточных нерегулируемых отборов турбины. Технодогический процесс замены ТК Обоснование необходимости МЗТК Перед производством работ по замене технологических каналов и восстановлению зазоров канал графитовая кладка необходимо выполнить следующие подготовительные работы Схема использования ремонтного оборудования.

Организация ремонтных работ Работы по замене технологических каналов производятся на остановленном и расхоложенном реакторе. Пооперационная замена технологических каналов Отрезка и демонтаж обоймы верхнего тракта. Отрезка калача от ТК. Отрезка шва приварки сильфона к ТК.

Отчистка кольцевой канавки тракта. Установить в тракт устройство для очистки кольцевой канавки тракт Осмотр и измерения столба графитовой кладки до расточки Расточка графитовой кладки. Извлечь мостовым краном перископ из шахты технологической и подготовить его к работе. Выбрать ячейку реактора согласно сменному заданию

<

Установка технологического канала в ячейку. Выбрать на гребенке накопителя готовых к монтажу каналов новый канал. Разделка кромки втулки сильфона под автоматическую сварку. Установить и закрепить механизм резки. Разделка кромки калача под сварку. Снять с калача крышку и (при необходимости) биозащиту.

Замена ТК с калибровкой кладки при тяжелом зависании Существует несколько вариантов демонтажа технологического канала в случае тяжелого зависания. Все они сводятся к основной проблеме связанной с трудностью извлечения технологического канала из графитовой кладки из-за заклинивания.

Установка обоймы в тракт. Подобрать обойму, подготовленную к монтажу в реактор по номеру ячейки реактора на бирке, закрепленной на отверстиях паровой трубы.

Сварочные работы при МЗТК В процессе производства сварочных работ применяется как автоматическая сварка ТК с наблюдением за процессом сварки при помощи телевизионных систем, так и ручная сварка, которая проводится в труднодоступных местах, где невозможен монтаж сварочных автоматов. По низу реактора предусматривается применение модернизированных сварочных установок или ручной аргонодуговой сварки.

Контроль сварных соединений При производстве работ по замене технологического канала  контролю подлежат следующие соединения

Приспособление для калибровки графитовой ячейки Приспособление предназначено для восстановления проектного размера отверстия графитовой ячейки в тракте канала реактора РБМК-1000.

Обращение с отходами при замене технологических каналов Обращение с шариковыми пробками Подготовка приспособления к работе Навесить инструмент на крюк крана ЦЗ грузоподъемностью 10 т.

Обращение с технологическими каналам Для подъема ТК из реактора и установки его на балки рамы над БВ на крюк штатного крана ЦЗ навешивают существующее страхующее устройство и захват для технологического канала. Захват пропускают через стойку опорную с защитным чехлом для ТК и краном перемещают к демонтируемому ТК Штатным краном ЦЗ с помощью захвата приподнимают ТК над балками рамы и крепят на нем страхующее устройство, приподнимают ТК до появления защитного пленочного чехла, вручную, подтягивая чехол из воды, снимают чехол с ТК и переносят к штатному контейнеру  для радиоактивных отходов. После отделения нижних частей и снятия комплектов графита с пяти ТК необходимо разгрузить контейнер установки для снятия графита и выполнить выгрузку нижних частей ТК из ловителя. Измельчение средних частей ТК и загрузка сборников для измельченных длинномеров Обращение с нижними частями ТК Нижние части ТК, уложенные на настиле, по одной, вручную, переносят к токарно-винторезному станку, устанавливают в шпиндель станка и отрезают деформированный после рубки участок трубы. Отрезанный деформированный участок укладывают в контейнер для радиоактивных отходов После заполнения сборника захватом для пробки в горловину направляющей трубы устанавливают пробку и фиксируют. Затем поднимают и переносят направляющую трубу к месту хранения, а раму с механизмом резки перемещают и выставляют так, чтобы биозащита рамы перекрыла отверстие в защитном перекрытии над заполненным сборником для измельченных длинномеров После окончания измельчения средней части ТК, верхнюю часть перемещают краном к токарно-винторезному станку и укладывают на настил. С верхней части ТК снимают страхующее устройство и отсоединяют захват.

Подсистема локального автоматического регулирования (ЛАР-БИК) Работа блока УЗМ заключается в следующем: Откорректированный ток положительной полярности (100 мкА на номинальной мощности) поступает на один из входов усилителя защиты по мощности УЗМ. На другой вход (в ту же точку) поступает ток отрицательной полярности (100 мкА на 100%-й уставке). Усилитель выдает сигналы неисправности при возникновении отказа в цепях питания прибора и трех-четырехкратном превышении входного тока значения у ставки A3. Блок триггеров выполняет следующие функции:

-  суммирование четырех сигналов от УСО;

- при разбалансе +1%, стержни АР, АРМ идут в зону;

- при разбалансе -1%, стержни АР, АРМ идут из зоны;

-  при разбалансе + 2.5%, стержни ПК A3 идут в зону;

Приборы размещены на панелях щита электронных приборов ПЩЭПУ и объединены в две группы - по числу автоматических регуляторов. Алгоритм работы ЛАР-БИК. Структурная система ЛАР-БИК состоит из двух групп, по четыре исполнительных механизма в каждой. По этому сигналу блокируется выход соответствующего УСО Координаты стержней ЛАР-БИК и ПК ЛАР-БИК

Расчет технико-экономических показателей проектируемой АЭС. Капитальные затраты на сооружение АЭС подсчитывается на основании стоимости установленного киловата (Каэс) и суммарной мощности электростанции (Nуаэс) Топливная составляющая себестоимости электроэнергии на АЭС Остаточная величина топливной составляющей себестоимости электроэнергии Следует иметь в виду, что к ядерному топливу (по фактической стоимости) относятся не только делящиеся материалы, но и материалы и изделия, в которых находится горючее (ТВС, кассеты). Отчисление от расходов на оплату труда (на социальное и медицинское страхование, в пенсионный фонд, фонд занятости и т.д.) учитываемые в составе себестоимости выпускаемой продукции и взимаемые с предприятий всех фондов собственности, определяются на основании установленных в законодательном порядке норм Структура ежегодных издержек по АЭС Рентабельность определяется отношением суммы прибыли, остающейся в распоряжении АЭС, к капитальным вложениям, либо к издержкам производства. Для потребителя не существенно, от какого источника осуществляется его энергоснабжение проектируемой АЭС, электростанции работающие на органическом топливе, ГЭС или других источников. Он определяет лишь требования к количеству поступающей, ее качеству, режиму использования в разрезе суток, недели, месяца, года, надежности энергоснабжения. Прибыль полученная от реализации электроэнергии потребителям.

Оценка эффективности сооружения АЭС. На основании выполненных расчетов производится выбор из двух предлогаемых к строительству энергетических объектов – АЭС и КЭС – более экономичного Факторы и место их действия Анализ потенциальной опасности и вредных производственных факторов

Анализ производственных воздействий объекта на окружающую среду

Загрязнение атмосферы Эксплуатация АЭС с РБМК-1000 может сопровождаться выбросом вредных веществ, которые вместе с удаляемыми газами поступают в атмосферу и загрязняют ее. Эти вещества отрицательно воздействуют на растительный и животный мир, а также на организм людей не работающих на АЭС, но живущих поблизости. НРБ-99 (5) и СП АС-03(6) устанавливают ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов Загрязнение территории возможно при выводе с территории станции отходов. Но со станции отходы не вывозятся, а хранятся на территории станции. Защита от механических травм подвижными частями оборудования Защита от шума

Защита от ионизирующих излучений. Технические мероприятия и средства защиты. Для предотвращения выходов продуктов деления в помещения АЭС и за ее пределы, проектом предусмотрена система защитных барьеров: оболочки ТВЭЛов, герметичный контур теплоносителя, герметичный корпус реакторной установки, прочноплотные боксы.

Мероприятия и средства по защите окружающей среды. Снижение выбросов в атмосферу.

Предотвращение пожаров и взрывов. Основными причинами возникновения возгорания и пожаров на проектируемой АЭС является воспламенение электроизоляции турбинного и трансформаторного масла, водорода.

Лекции курсовые задачи чертежи лабораторные - математика, физика, ТОЭ, инженерная графика