Реакторная установка ВВЭР-440 (В-179)

Основные направления разработки проекта РУ В-179.

В январе 1966г. ОКБ «Гидропресс» на основании технического задания, разработанного совместно с ИАЭ им.Курчатова, был выполнен технический проект реакторной установки ВВЭР-440 для типовых атомных электрических станций с двумя блоками по 400 МВт.

Указанный технический проект был рассмотрен секцией НТС Минсредмаша 28 марта 1966г. и одобрен для разработки проектного задания на АЭС.

Дальнейшие работы по проектированию реакторной установки ВВЭР-440 и по разработке проектного задания на серийные АЭС выявили определенное отставание проектируемых станций от мирового уровня развития АЭС с водо-водяными реакторами, в основном, в части рабочих параметров и мощности петель первого контура.

С целью устранения имеющегося отставания АЭС с ВВЭР от мирового уровня ТЭПом, ИАЭ им.Курчатова, ОКБ «Гидропресс» и другими организациями были разработаны предложения по существенному улучшению технико-экономических показателей АЭС.

При разработке мероприятий, направленных на улучшение технико-экономических показателей АЭС, учитывались сроки строительства АЭС с реакторами ВВЭР-440, определенные Постановлением Правительства СССР.

При разработке технического проекта реакторной установки ВВЭР-440 учитывалось проектное задание ТЭПа на строительство 3 и 4 блока НВАЭС и предложения на строительство АЭС в Финляндии.

Были установлены следующие основные требования к реакторной установке ВВЭР-440:

• рабочее давление на выходе из активной зоны — 125 кг/см2;
• расчетное давление на выходе из активной зоны — 140 кг/см2;
• температура теплоносителя: на входе в реактор — 270 °С, на выходе из реактора — 300 °С;
• охлаждение приводов СУЗ — внешнее;
• расход воды на охлаждение — З0 т/час;
• количество петель — 6;
• производительность насоса (ГЦН-138/11) — 6500 м3/час;
• компенсаторы объема — паровые;
• активная зона состоит из 276 рабочих шестигранных кассет с твэл, содержащими двуокись урана в оболочке из сплава циркония, и из 73 кассет АРК. Материал стенок кассет — сплав циркония с ниобием и с добавкой бора до 0,15% по весу;
• скорость перемещения кассет АРК: нормальная — 2см/сек; при самоходе — 10-20 см/сек;
• загрузка урана — 40т;
• начальное обогащение урана 2,0-3,5 %;
• среднее начальное обогащение топлива 1-ой загрузки не менее 3 %;
• продолжительность кампании — 30 месяцев;
• число перегрузок за кампанию — 3;
• средняя глубина выгорания — 28 МВт*сут/кгU;
• контроль герметичности твэл осуществляется на остановленном реакторе перед перегрузкой топлива;
• контроль за распределением энерговыделения по объему активной зоны с помощью 12 измерительных каналов;
• контроль за температурой теплоносителя на выходе из кассет с помощью 222 термопар, равномерно расположенных по сечению активной зоны.

В процессе разработки реакторной установки ВВЭР-440 ОКБ «Гидропресс» был выполнен в сентябре 1966 г. эскизный проект основных узлов и общего вида реактора с целью уточнения весогабаритных характеристик узлов и согласования основных принятых решений с научным руководством и заводом-изготовителем.

При рассмотрении эскизного проекта реактора с ИАЭ им. Курчатова были приняты следующие согласованные решения:

• при разработке технического проекта реактора ВВЭР-440 с целью сокращения высоты верхнего блока, удобства обслуживания и ремонта крышки и приводов СУЗ ввести промежуточную вставку между штангой привода и кассетой АРК;
• блок защитных труб выполнить отдельно от верхнего блока;
• в техническом проекте рассмотреть случаи возможных аварий на реакторе, их последствия и меры предотвращения (отрыв чехлов СУЗ от крышки, разрыв труб Ду 500 и т.п.).

При рассмотрении эскизного проекта корпуса и крышки реактора ВВЭР-440 на Ижорском заводе были согласованы конструктивные решения и размеры заготовок и определен перечень необходимых опытно-технологических и исследовательских работ.

Постановлением Правительства СССР от 29.09.бб.г принята программа строительства в СССР большого числа крупных АЭС (3 и 4 блоки Нововоронежской АЭС, 1 и 2 блоки Кольской АЭС, 1 и 2 блоки Армянской АЭС).

Были подготовлены соглашения о строительстве АЭС в ряде государств Европы (НРБ, ВНР, ГДР и др.).

Все упомянутые АЭС предполагалось строить на базе реакторной установки ВВЭР-440.

В процессе разработки проекта РУ ВВЭР-440 (В-179) было принято решение об использовании этого проекта только для 3 и 4 блоков Нововоронежской АЭС, а для серии энергоблоков АЭС с ВВЭР-440, строящихся в нашей стране и за рубежом, разрабатывать новый проект РУ под индексом В-230, учитывающий в дополнение к отечественным требованиям и требования зарубежных заказчиков.

При разработке технического проекта РУ ВВЭР-440 (В-179) был использован накопленный опыт проектирования, изготовления, монтажа, наладки и эксплуатации ранее разработанных ОКБ «Гидропресс» реакторных установок ВВЭР-1, ВВЭР-2, ВВЭР-ЗМ.

Особое внимание было уделено анализу результатов более, чем двухгодичной эксплуатации реакторной установки ВВЭР-1 первого блока Нововоронежской АЭС с целью учета в проекте ВВЭР-440 выявленных эксплуатацией отдельных конструктивных недостатков. Это касалось, в первую очередь, повышения надежности и работоспособности верхнего блока реактора и механизмов СУЗ, а также улучшения условий обслуживания и ремонта всего оборудования.

Ниже представлены результаты разработки технического проекта реакторной установки ВВЭР-440 (В-179).

Общая характеристика РУ В-179.

Принципиальная схема РУ В-179 и компоновка оборудования первого контура аналогичны решениям РУ ВВЭР-1.

Шесть циркуляционных петель первого контура расположены вокруг цилиндрической герметичной шахты реактора в герметичном боксе. Каждая петля имеет главный циркуляционный насос (ГЦН) и парогенератор, соединенные главными циркуляционными трубопроводами с условным диаметром 500 мм, а также две главные запорные задвижки (на «холодной» и «горячей» нитках) Ду 500.

Электродвигатель и вспомогательное оборудование ГЦН, электроприводы главных запорных задвижек, а также арматура воздушников, вспомогательных линий 1 контура вынесены в отдельное, так называемое палубное помещение, расположенное над циркуляционными петлями и отделенное от оборудования петель бетонной биологической защитой. Такая «палубная» компоновка позволяет производить обслуживание ГЦН и арматуры при работающих циркуляционных петлях.

В углу бокса циркуляционных петель размещено помещение парового компенсатора объема.

Схема 1 контура рассчитана на отключение, расхолаживание, опорожнение, заполнение, разогрев и подключение любой циркуляционной петли.

Особенностью схемы 1 контура является отсутствие врезок вспомогательных трубопроводов в общую неотключаемую часть 1 контура, за исключением трубопроводов подключения компенсаторов объема и систем воздушников.

В связи с переходом на внешнее автономное охлаждение чехлов СУЗ система продувки-подпитки 1 контура организована только на циркуляционных петлях, т.е. на отключаемой части 1 контура.

Технические характеристики реакторной установки ВВЭР-440 (В-179).