Атомная энергетика

Энергетика
Реакторы с тяжелой водой под давлением
Проектные параметры и характеристики ВВЭР-СКД
Использование тория
реактор ВВЭР-СКД
Расчеты выгорания рабочих ТВС и ТВС с МА.
реактор БН-350
Конструкция реактора
Опыт эксплуатации РУ БН-350
Вывод из эксплуатации реактора на быстрых нейтронах БН-350
Баксанская нейтринная обсерватория
Основные типы реакторов, принятые к промышленной реализации
АЭС с уран-графитовыми канальными реакторами

Конструкция реактора

В реакторной установке (РУ БН-350) использована трехконтурная схема теплосъема. Теплоноситель первых двух контуров – жидкий натрий, теплоноситель третьего контура – вода-пар.

Первый контур РУ включает в себя шесть автономных петель циркуляции теплоносителя, пять из которых работают в номинальном режиме, а шестая находится в резерве. В состав каждой петли входят вынесенные за пределы корпуса реактора промежуточные теплообменники (ПТО) и установленные на холодной части петли главные циркуляционные насосы 1-го контура (ГЦН-1) с баком слива протечек. Любая петля первого контура может быть отсечена от бака реактора с помощью двух запорных задвижек, расположенных на напорной и сливной ветках основного трубопровода. Трубопроводы на участках от реактора до задвижек заключены в страховочные кожухи. На напорной ветке каждой петли первого контура имеется обратный клапан, блокирующий расход натрия через петлю при остановке насоса. Разрез реактора представлен на рис.1.

Проектные технические характеристики РУ БН-350

Тепловая мощность, МВт

 1000

Электрическая мощность, МВт

 150

Мощность опреснительной установки, т/сут.

120000

Температура натрия на входе в реактор, оС

300

Температура натрия на выходе из реактора, оС

500

Расход натрия через реактор, т/час

14100

Количество стержней СУЗ, шт.

в том числе: стержней АР

 стержней КС

 стержней ТК

  стержней АЗ

12

2

6

1

3

Объем натрия в корпусе реактора, м3:

 при номинальной мощности

 в режиме перегрузки

170

150

Объем газовой полости реактора при номинальной мощности, м3

9

Объем газовой полости первого контура, м3

120

Давление в напорной камере, МПа

0,68

Давление в газовой полости реактора при номинальной мощности, МПа

0,09

 Таблица 1

Параметры реактора БН-350 при работе на разных уровнях мощности и при различном числе работающих парогенераторов (петель).

Теплотехнический параметр

Величина параметров

1

Тепловая мощность реактора, МВт

400

420

520

520

620

750

2

Количество работающих парогенераторов (петель)

3

4

4

5

5

5

Первый контур

3

Температура натрия на входе в реактор (на выходе ПТО), 0С

283

278

276

270

275

284

4

Температура натрия на выходе из активной зоны, 0С

438

402

428

402

439

467

5

Температура натрия в баке реактора, 0С

406

374

398

372

400

425

6

Температура натрия на входе в ПТО, 0С

401

377

399

375

401

433

Второй контур

7

Температура натрия на входе в парогенератор, 0С

400

368

392

365

389

416

8

Температура натрия на выходе из парогенератора, 0С

257

256

256

256

258

262

Третий контур

9

Температура перегретого пара, 0С

394

365

387

361

383

412

10

Давление перегретого пара, кг/см2

43

42.5

42

43

44

45

11

Расход перегретого пара от одного ПГ, т/час

192

150

187

154

178

216

12

Удельный расход (выработка) перегретого пара на один МВт мощности петли, т/час

1.44

1.43

1.43

1.48

1.44

1.44

Активная зона (АЗ) спроектирована с 2-мя обогащениями: ЗМО – 17% по U-235, ЗБО – 26 % по U-235 в количестве 210 ТВС (по проекту). Активную зону реактора БН-350 окружают верхний и нижний торцевые экраны и боковая зона воспроизводства, в которую загружен обедненный уран, в основном, U-238 + (0,35-:-0,4 %) U-235 (см. рис. 2).

В период физического пуска – 1972 г. и энергетического пуска 16 июля 1973г. были загружены ТВС с шестигранными чехлами из стали Х18Н10Т и оболочками твэлов из стали ЭИ-847 и имели проектные вы­горания 5 % вес. (5.7 % т. а.) - первая загрузка. ТВС имели 169 твэлов диаметром 6,1 мм в АЗ и по 37 твэлов диаметром 12 мм НТ и ВТ экранов (см. рис. 3). Давление в оболочке твэла АЗ из-за отсутствия газовой полости достигало 140 ати. В АЗ было загружено 208 ТВС, которые содержали 1500 кг U-235 и совместно с U-238 - 6392 кг. В экраны было загружено 46 т обедненного урана для воспроизводства в нем плутония - вторичного топлива.

 

Рис. 1. Реактор БН-350: 1 –защитный колпак; 2 –механизмы СУЗ; 3 –кабельное устройство;

4 –центральная колонна СУЗ; 5 –большая поворотная пробка; 6 –передаточный бокс; 7 –механизм передачи ТВС в ПБ; 8 –элеваторы загрузки и выгрузки ТВС; 9 –механизм передачи ТВС; 10 –малая поворотная пробка; 11 –защита биологическая; 12 –облицовка шахты; 13 –активная зона; 14 –напорный коллектор; 15 –бак реактора; 16 –напорная камера.

Рис.2. Картограмма границ активной зоны, бокового экрана и

внутриреакторного хранилища реактора БН-350

 

 Рис. 3. ТВС реактора БН-350 (первая загрузка).

Ядерные реакторы