ИАЭС9
- Опубликовано: 02.12.2009, 19:59
- Просмотров: 16782
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