Технические характеристики  ядерного реактора ИАЭС

На Игналинской АЭС установлены водо-графитовые ядерные реакторы РБМК-1500 канального типа на тепловых нейтронах. Реактор РБМК-1500 — самый мощный в ми­ре энергетический реактор. Тепловая мощ­ность одного блока Игналинской АЭС — 4800 МВт, электрическая мощность — 1500 МВт.

Игналинская АЭС, как и все станции с реакторами типа РБМК, имеет одноконтур­ную тепловую схему: насыщенный водяной пар с давлением 6,5 МПа, подаваемый на турбины, образуется непосредственно в реакторе при кипении проходящей через него легкой воды, циркулирующей по замкнуто­му контуру.

Первая очередь станции включает в себя два энергетических блока. На блоке с од­ним реактором устанавливаются две тур­бины мощностью по 750 МВт каждая.

На каждом энергоблоке предусмотрены помещения систем транспортировки ядер­ного горючего и пультов управления. Об­щими для энергоблоков являются машин­ный зал, помещения газоочистки и системы подготовки воды.

Теплоноситель — вода — подводится снизу к каждо­му ТК. Из ТК теплоноситель в виде пароводяной смеси поступает в сепараторы. Для улучшения теплообмена на  верхней  ТВС  установлены решетки-интенсификаторы.

Выгрузку ТВ К с выгоревшим топливом и транспор­тировку их к месту хранения, а также установку на их место свежих ТВК производят на работающем реакторе с помощью разгрузочно-загрузочной машины (РЗМ), рас­положенной в центральном зале.

В биологической защите реактора применены угле­родистая сталь, серпентинитовый щебень и галька, бетон, песок, вода.

Паровой и конденсатно-питательный контур:

Пар из каждого сепаратора отводится к турбинам по двум паропроводам. Разводка паропроводов выпол­нена таким образом, чтобы обеспечить связь каждого сепаратора с двумя турбинами. Для защиты оборудова­ния и трубопроводов от недопустимого повышения дав­ления предусмотрена система паросбросных устройств, через которые излишки пара сбрасываются в конденса­торы турбин или в конденсационные камеры системы локализации. Конденсат отработавшего в турбине пара проходит химическую очистку на ионообменных фильт­рах, подогревается в теплообменниках системы регене­ративного подогрева, деаэрируется и питательными электронасосами через узлы регулирования, пройдя до­полнительную очистку на механических фильтрах, воз­вращается по питательным трубопроводам в сепараторы циркуляционного контура.

Турбогенераторы:

Каждый блок станции оснащен двумя турбинами К-750-65/3000 с генераторами мощностью 800 МВт каж­дый. Турбины — одновальные, двухпоточные (один ци­линдр высокого давления и четыре цилиндра низкого давления), с промежуточным перегревом пара. Скорость вращения ротора — 3000 об/мин. Генераторы трехфаз­ные, с частотой 50 Гц, с водородным и водяным охлаж­дением подключены к открытой электроподстанции. Управление турбинами осуществляется автоматизирован­ной системой АСУТ-750.

Система перегрузки топлива:

Перегрузка топлива осуществляется на работающем реакторе без снижения его мощности с помощью разгрузочно-загрузочной машины.

Основной частью РЗМ является скафандр с биологиче­ской защитой, рассчитанный на рабочее давление в ТК и укомплектованный исполнительными механизмами, вы­полняющими следующие функции:

•   герметизация машины с верхней частью ТК

•   разгерметизация и герметизация пробки ТК

•    извлечение отработавшей ТВК с подвеской

•   проверка тракта ТК

•   постановка свежей ТВК

На РЗМ установлены две системы точного наведения на ТК: оптико-телевизионная и контактная.

Скафандр установлен на тележке, перемещающейся по мосту, который в свою очередь перемещается по рельсам вдоль центрального зала.

РЗМ управляется из операторского помещения, ко­торое находится за стеной центрального зала.

Порядок работы следующий.

РЗМ выводится на координату перегружаемого ТК, стыкуется с ним, после чего уплотняется патрубок РЗМ с верхней частью ТК.

Специальный захват РЗМ сцепляется с подвеской и производится разгерметизация ТК. Затем включается ме­ханизм подъема, и подвеска вместе с отработавшей ТВК полностью втягивается в скафандр.

Затем в ТК устанавливается подвеска со свежей ТВК и производится герметизация ТК.

После контроля качества герметизации производится расстыковка с ТК. РЗМ направляется к узлу приема от­работавших ТВК, где она разгружается.

Система контроля и управления станции

Система контроля и управления станции обеспечивает нормальную, устойчивую и безопасную работу основного  технологического  оборудования  и  поддержание ста­бильных параметров технологических процессов.

Система контроля и управления станции функциональ­но подразделяется на:

•   систему контроля,  управления  и  защиты реактора

•   систему  контроля,   управления  и  защиты  реактор-но-технологического оборудования

•   систему контроля, управления и защиты турбогене­ратора и открытого распределительного устройства

•   систему      функционально-группового      управления

•   систему управления  РЗМ

Оперативный контроль большинства технологических параметров станции осуществляется централизованно с помощью информационно-вычислительной системы (ИВС).

Оперативная информация отображается на блочном щите управления (БЩУ) различными средствами, включая дисплеи, показывающие и самопишущие приборы, раз­личные сигнальные табло и индикаторы, мнемосхемы, печатающие устройства.

Управление станцией осуществляется с БЩУ.

Общее управление и координацию работы операто­ров выполняет начальник смены станции или его заме­ститель.

На станции предусмотрена многоступенчатая защи­та технологического оборудования.

В случае отказа технологического оборудования вво­дятся в действие различные категории защит, обеспечи­вающих контролируемое снижение мощности реактора со скоростью 2—4% /с до безопасных уровней.

Аварийная защита, при которой мощность реактора снижается до нуля, применяется в редких случаях.

Система управления и защиты реактора:

Система управления и защиты (СУЗ) предназначена для надежного контроля за работой реактора и его безопасной эксплуатации. Она обеспечивает пуск, авто­матическое поддержание мощности на заданном уровне, позволяет управлять энергораспределением по радиусу и высоте активной зоны реактора; компенсировать вы­горание топлива; обеспечивает защиту реактора в аварий­ных ситуациях.

В СУЗ применена высоконадежная и резервирован­ная аппаратура на интегральных схемах для приема и обработки сигналов различных датчиков, а также для вы­дачи информации оператору о состоянии реактора.

Мощность реактора и ее распределение оперативно регулируется 211 стержнями из карбида бора, разме­щенными в каналах СУЗ и перемещаемыми с помощью индивидуальных сервоприводов, установленных сверху на каналах СУЗ. Для охлаждения стержней использует­ся вода специального контура. Из общего числа стерж­ней 24 стержня используются для управления энерго­распределением    по   высоте   активной    зоны   реактора.

Остальные стержни унифицированы и выполняют функ­ции аварийной защиты, автоматического поддержания мощности реактора на заданном уровне, управления энергораспределением по радиусу активной зоны реак­тора.

Система технологического контроля реактора:

Системы технологического контроля реактора обес­печивают необходимой информацией оперативный персо­нал блока и ввод информации в систему управления и защиты.

Системы технологического контроля реактора под­разделяются на следующие основные функциональные части:

•   информационно-вычислительную  систему,  обеспе­чивающую контроль, обработку и представление инфор­мации

•   автономную   систему   контроля   и   регулирования энерговыделения, обеспечивающую измерение, контроль и сигнализацию энерговыделения в каналах реактора

•   автономную систему контроля герметичности обо­лочек ТВС, обеспечивающую измерение, контроль и сиг­нализацию повышения активности теплоносителя реактора

•   систему контроля целостности  ТК и  каналов  СУЗ, обеспечивающую  измерение  температуры  и  сигнализа­цию  относительной   влажности   газа,   прокачиваемого   по газовым трактам активной зоны

•   систему контроля расхода теплоносителя в каналах реактора

•   систему контроля температуры основного и вспо­могательного оборудования реактора

Комплекс технических средств ИВС структурно ор­ганизован по трехуровневой иерархической схеме на базе ЭВМ СЛЛ-1М и СМ-2М и средств связи с объектом.

Система физического контроля и регулирования энер­говыделения включает детекторы энерговыделения, обес­печивающие безынерционное измерение плотности по­тока нейтронов по радиусу и высоте активной зоны реак­тора, и аппаратуру, обеспечивающую обработку инфор­мации и сигнализации на щите управления.

Система контроля герметичности оболочек ТВС вклю­чает сцинтилляционные гамма-спектрометрические дат­чики, оборудование, обеспечивающее работу и переме­щение датчиков в межтрубном пространстве паровых коммуникаций, и аппаратуру, обеспечивающую обработ­ку и выдачу информации.

Система контроля целостности ТК и каналов СУЗ вклю­чает датчики измерения температуры газа, температуры дренажей каналов СУЗ, датчики контроля относительной влажности, оборудование, обеспечивающее прокачку га­за через активную зону.

Система контроля расхода теплоносителя в каналах реактора включает тахометрические датчики и аппарату­ру, обеспечивающую преобразование частотного сигна­ла в аналоговый.

Система контроля температуры оборудования реакто­ра в основном содержит жаростойкие кабельные тер­моэлектрические преобразователи.

Радиационная безопасность:

На АЭС реактором РБМК-1500 предусмотрены спе­циальные элементы и системы, гарантирующие радиа­ционную безопасность самой АЭС и окружающей среды, как при нормальной работе АЭС, так и при возможном возникновении аварийных ситуаций. К системам обеспе­чения и контроля радиационной безопасности относятся:

•   высоконадежная   автоматизированная   система   уп­равления  и защиты (СУЗ)

•  система аварийного охлаждения реактора

•   система локализации аварий

•  система контроля герметичности оболочек твэлов (КГО)

•  специализированные   установки   очистки   газоаэро­зольных отходов АЭС от радиоактивных веществ

•  система сброса,   переработки   и   хранения  жидких радиоактивных отходов

•   автоматизированная система контроля радиацион­ной безопасности на АЭС (АКРБ)

Ф автоматизированная система контроля за газоаэро­зольными выбросами и жидкими сбросами

•   средства и методы радиационного контроля за со­стоянием окружающей среды

Разработанная специально для реакторов РБМК-1 500 система КГО, оснащенная современными способами и методами обнаружения негерметичных твэлов, инфор­мационной базой на основе ЭВМ, позволяет оперативно следить за радиационным состоянием активной зоны ре­актора.

АКРБ АЭС с реакторами РБМК-1500 оснащена сред­ствами контроля за радиационным состоянием всех узлов и систем АЭС, благодаря чему имеется возмож­ность поддержать радиационную обстановку на АЭС на безопасном уровне, проводя целенаправленные техно­логические мероприятия (выгрузка негерметичных ТВ С, дезактивация, замена и ремонт оборудования).

На АЭС с РБМК-1500 с целью снижения величины выброса радиоактивных благородных газов (РБГ) приме­нена двухступенчатая схема очистки газоаэрозольных отходов, сбрасываемых через вентиляционную трубу АЭС в атмосферу на высоте 150 м. Первая ступень вклю­чает в себя камеру выдержки, проходя через которую активность РБГ снижается за счет естественного радио­активного распада. Вторая ступень — установка подавле­ния активности (УПАК) — производит очистку и снижение активности РБГ методом динамической сорбции на радио­хром атографических угольных  колоннах.

Для снижения величин выбросов радиоактивных аэро­золей на АЭС с РБМК-1500 предусмотрены фильтро­вальные станции очистки, улавливающие аэрозоли на специальных фильтрах.

На АЭС с РБМК-1500 принята оборотная схема водо­снабжения. Жидкие радиоактивные отходы подвергают­ся специальной обработке.

Радиационный контроль за удаляемыми в окружаю­щую среду газоаэрозольными и жидкими отходами ве­дется непрерывно с помощью аппаратуры, входящей в состав АКРБ.

Служба внешней дозиметрии АЭС с РБМК-1500 осна­щена современной аппаратурой для анализа содержа­ния радионуклидов в объектах окружающей среды. В со­ставе лаборатории есть средства и методы пробоотбора, дозиметрические, радиометрические, спектрометри­ческие приборы, позволяющие объективно оценивать радиационную обстановку в окружающей среде.

Теплоноситель...........    вода    (пароводяная смесь)

Тепловая схема    ...........    одноконтурная

Мощность реактора,  МВт:

тепловая...........    4800

электрическая    .........    1500

Размеры активной зоны, мм:

диаметр...........     12240

высота............     7000

Шаг квадратной решетки каналов, мм    .     .     .     2500

Толщина графитового отражателя, мм:

торцевого..........     500

бокового..........    750

Максимальная температура графита, °С     .     .     750

Топливо     .............     двуокись урана

Начальное  обогащение,   по   ~' ЧЛ,   % 2,0

Выгорание топлива, МВт-   сут/кг.....     21,6

Количество каналов в решетке, шт.:

технологических     ........     1661

СУЗ............     235

охлаждения отражателя......     156

Давление  насыщенного пара в  сепараторах,

МПа...............     7,0

Температура питательной воды, "С    ...    .     190

Расход  насыщенного  пари,   т/ч.....    8800

Расход теплоносителя  через  реактор,  т/ч     ,     30500

Температура теплоносителя, ^С:

на   входе   в   ТК........     260

на выходе из ТК........    285

Среднее   массовое  паросодержание   на   вы­ходе     ..............    0,291