Ремонт оборудования АЭС с реактором РБМК-1000

 

                                               Графитовая кладка

Графитовая кладка реактора выполняет функции замедлителя и отражателя. Кладка имеет цилиндрическую форму диаметром 18 м и высотой 8 м и составлена из 2488 графитовых колонн с осевыми отверстиями. Колонны набраны из графитовых блоков квадратного сечения 250 х 250 мм высотой 600 мм и опираются на опорные плиты со стаканами, установленными на схеме «ОР». Четыре крайних ряда колонн образуют по окружности кладки кольцо бокового отражателя толщиной 880 мм. Верхний и нижний слои графита кладки высотой по 500 мм выполняют функции торцевых отражателей. Сверху колонны покрыты защитными плитами.

На защитных плитах колонн активной зоны смонтированы фланцы, на плитах периферийных колонн отражателя — направляющие патрубки, при помощи которых колонны центруются относительно трактов. Соединение фланцев и патрубков с трактами — подвижное, что позволяет компенсировать температурные расширения кладки. Осевые отверстия колонн активной зоны служат для установки топливных каналов и каналов системы управления и защиты, отверстия периферийных колонн отражателя для каналов охлаждения отражателя. Отверстия остальных колонн отражателя заполнены графитовыми стержнями.

На рисунке представлен фрагмент графитовой кладки и конструкций реакторного пространства

1. Графитовые блоки 
2. Графитовые стержни 
3. Колонна активной зоны 
4. Колонны отражателя 
5. Периферийная колонна отражателя 
6. Опорные плиты 
7. Опорные стаканы 
8. Защитные плиты 
9. Фланцы 
10. Направляющие патрубки 
11. Теплозащитные экраны 
12. Тракты

 

 

 

                                       Тепловыделяющая кассета

Кассета состоит из двух тепловыделяющих сборок, хвостовика, наконечника и удлинительной штанги, смонтированных на несущем центральном стержне.

Тепловыделяющая сборка собрана из 18 тепловыделяющих элементов (твэлов), закрепленных в каркасе из концевых и дистанционирующих решеток. Твэл представляет собой набранный из таблеток спеченной двуокиси урана столб, заключенный в герметичную оболочку из циркониевого сплава. Для компенсации термического расширения топлива и снижения термомеханического взаимодействия с оболочкой, таблетки выполнены со 'сферическими лунками и фасками на торцах.

Твэлы герметизируются приваркой наконечника с одного конца трубы оболочки и заглушки с другого конца методом контактно-стыковой сварки. При изготовлении внутренняя полость твэла заполняется гелием. Топливный столб в твэле фиксируется пружинным фиксатором . К удлинительной штанге тепловыделяющей кассеты крепится подвеска с пробкой, предназначенная для установки Песеты в канал, герметизации канала и защиты от излучения пространства над реактором.

1. Подвеска 
2. Направляющий хвостовик 
3. Несущий стержень 
4. Верхняя тепловыделяющая сборка 
5. Нижняя тепловыделяющая сборка 
6. Наконечник

 

 

Канал системы управления и защиты

Каналы системы управления и защиты предназначены для размещения в них регулирующих стержней системы управления, датчиков контроля энерговыделения по высоте активной зоны и ионизационных камер, а также для обеспечения циркуляции воды, охлаждающей исполнительные органы системы управления. Канал системы управления и защиты представляет собой сварную трубную конструкцию из циркониевого сплава и коррозионно-стойкой стали. На канал надеты графитовые втулки, обеспечивающие необходимый температурный режим графитовой колонны. На верхней части канала устанавливаются головки для крепления исполнительных механизмов и подвода к каналу охлаждающей воды. В нижней части канала установлен дроссель, обеспечивающий заполнение всей полости канала водой.

1. Стержень-поглотитель
2. Сильфонный компенсатор
3. Тракт верхнего канала СУЗ
4. Верхняя пробка
5. Сервопривод
6. Нижняя биологическая защита
7. Верхняя биологическая защита
8. Дроссельное устройство
9. Трубопровод отвода воды из канала
10. Трубопровод подвода воды в канал

Канал охлаждения отражателя

Канал охлаждения отражателя предназначен для охлаждения бокового отражателя кладки (3), верхней металлоконструкции штанг крепления бокового отражателя (4), а также для уменьшения теплового потока к кожуху и компенсаторам, которые образуют герметичную внутреннюю полость реактора. Конструктивно канал выполнен в виде трубы Фильда из коррозионно-стойкой стали. По центральной трубе вода сверху входит в канал и по зазору между трубами отводится, поднимаясь вверх.

1. Верхняя металлоконструкция
2. Нижняя металлоконструкция
3. Боковой отражатель
4. Штанга крепления бокового отражателя
5. Труба Фильда
6. Сильфонный компенсатор
7. Втулка тракта

 

 

 

Контур многократной принудительной циркуляции

Контур многократной принудительной циркуляции (МПЦ) предназначен для обеспечения циркуляции теплоносителя через активную зону реактора.

Принципиальная схема контура МПЦ:

1. Реактор
2. Топливньй канал
3. Барабан-сепаратор
4. Всасывающий коллектор
5. Напорньй коллектор
6. РГК
7. ГЦН
8. Трубопровод питводы
9. Паропроводы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Барабан-сепаратор:

I. Стандартный барабан-сепаратор 
II. Модернизированный барабан-сепаратор (блок 2)

1. Коллектор питательной воды
2. Паровой патрубок
3. Погружной дырчатый лист
4. Потолочный дырчатый лист
5. Патрубок трубы ПВК
6. Сопловая вставка
7. Перфорированный коллектор
8. Коллектор САОР

Модернизация внутрикорпусных устройств барабанов-сепараторов заключается в демонтаже отбойных коробов и монтаже специальных перфорированных коллекторов . Модернизация позволяет увеличить оперативный запас воды в каждом БС в 2,5 раза (72 м3 против 29 м3), что обеспечит безопасное протекание переходных режимов (переход по ГЦН и т.п.) на энергоблоке. Наличие отверстия диаметром 10 мм в корпусе сопловой вставки ограничивает расход воды из корпуса БС для аварийного охлаждения технологических каналов обратным током теплоносителя, что позволяет увеличить длительность охлаждения и, таким образом, повышает безопасность реакторной установки.

Кинетическая энергия струй пароводяной смеси, поступающей из каналов реактора в сепаратор через 430 патрубков, гасится отбойными щитами. Происходит грубая сепарация влаги. Далее пар, пройдя через погруженный под уровень воды дырчатый лист, сепарируется в паровом пространстве и через потолочный дырчатый лист выходит в 14 паровых патрубков, расположенных в верхней части барабана.

Отсепарированная вода сливается с погруженного дырчатого листа в нижнюю часть сепаратора, смешивается с питательной водой, которая поступает из коллектора через перфорированные насадки в 12 патрубков опускных труб, и смесь контурной и питательной воды направляется в ГЦН.

В качестве ГЦН используются насосы ЦВН-8. Тип насоса -центробежный, вертикальный, одноступенчатый, с уплотнением вала. Насос состоит на следующих составных частей:

1. бака насоса с осевым подводящим и радиальным напорным патрубками;
2. выемной части, включающей в себя вал, рабочее колесо, гидростатический подшипник, уплотнение вала и т.д.;
3. соединительной муфты;
4. маховика для увеличения времени выбега насоса и асинхронного двигателя.

Для обеспечения работоспособности насос оснащен маслосистемой, системой уплотнения вала, системой питания гидростатического подшипника и системой разогрева и расхолаживания. Система уплотнения вала за счет подачи уплотняющей воды высокого давления исключает протечки активной контурной воды в обслуживаемые помещения.

Номинальные параметры ГЦН: производительность 8000 м3/ч, развиваемый напор 200 м вод. ст., число оборотов 1000 об/мин., мощность электродвигателя 5500 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запорно-регулирующий клапан:

1. Указатель положения
2. Винт указателя
3. Привод
4. Хвостовик привода
5. Сильфон
6. Наконечник
7. Седло дросселя
8. На ШАДР и ТК
9. РГК

Машина для перегрузки топлива

Разгрузочно-загрузочная машина предназначена для перегрузки ядерного топлива на работающем или остановленном и расхоложенном реакторе.

Основу машины сост авляет герметичный скафандр, внутри которого находятся механизмы, обеспечивающие перегрузку топлива. В средней части скафандра расположен магазин с механизмом поворота и механизмом переделки. Магазин имеет 4 пенала для установки кассет и аварийных пробок.

Перед перегрузкой в пеналы скафандра загружается 1 свежая кассета, 2 аварийные пробки и 1 пенал оставляется для облученной кассеты. Разгрузочно-загрузочная машина стыкуется с каналом, в скафандре с помощью насоса поднимается давление.

Далее происходит разгерметизация канала и извлечение облученной кассеты. С помощью механизма повороте магазина над каналом устанавливается пенал ее свежей кассетой и кассета загружается в канал. 
После герметизации канала и проверки качества герметизации машина расстыковывается с каналом и перемещается к бассейну выдержки топлива, куда выгружается извлеченная из реактора кассета.

Контур охлаждения системы управления и защиты

Контур охлаждения каналов системы управления и защиты и каналов охлаждения отражателя предназначен для организации циркуляции воды через каналы с целью обеспечения заданного температурного режима собственно каналов, размещенных в них устройств и графита кладки.

Выполняемые контуром функции:

1. поддержание заданной температуры охлаждающей воды 40-55 °С на входе в каналы;
2. отвод от каналов, стержней управления, датчиков энерговыделений, камер деления, сервоприводов и графита кладки выделяющегося тепла;
3. обеспечение охлаждения каналов, размещенных в них устройств и сервоприводов номинальным расходом воды в течение 3-х минут при аварийном обесточивании АЭС (необходимый период до запуска дизель-генераторов);
4. поддержание взрывобезопасной концентрации водорода в каналах системы управления и защиты во всех режимах работы реактора.

Вода подается в головки каналов системы управления и защиты и под действием гравитации движется сверху вниз, заполняя каналы полным сечением. Нагревшаяся в каналах до 70-75 °С вода сливается из нижней части каналов по трубопроводам в сливной коллектор и далее через теплообменники в циркуляционный бак. К головкам каналов быстрой аварийной защиты, в которых для увеличения скорости введения стержней-поглотителей в активную зону реализуется режим пленочного охлаждения, кроме подвода воды, по специальным трубопроводам подводится дополнительно азот для вентиляции газовых полостей на участке активной зоны и удаления из них образующихся радиолитических газов. Отвод газоводяной смеси из каналов быстрой аварийной защиты осуществляется в специальный сливной коллектор, из которого, минуя теплообменники, она сбрасывается в тот же циркуляционый бак.

Вода из циркуляционного бака забирается насосами (4 — в работе, 1 — в резерве) и подается в верхнюю часть аварийного бака под уровень воды. Из этого бака вода самотеком поступает в раздающий коллектор контура охлаждения, откуда направляется по индивидуальным трубопроводам в каждый канал.

Пространства над уровнями воды аварийного и циркуляционного баков для исключения накопления в них водорода продуваются работающими газодувками. Выделяющиеся газы через систему сжигания гремучей смеси направляются в камеру выдержки для снижения их активности до безопасного уровня и далее сбрасываются в вентиляционную трубу АЭС. 
Очистка воды контура охлаждения каналов системы управления и защиты осуществляется в специальной установке байпасной очистки. Вода на очистку забирается с напора насосов контура и возвращается после очистки в циркуляционный бак. Схема контура охлаждения каналов системы управления и защиты и каналов охлаждения отражателя 1-го (2-го) блоков ЛАЭС имеет непринципиальные отличия.