|
|
содержание .. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ..
Конструкции ТВС водо-водяных энергетических реакторов АЭС
Переход от опытно-промышленных и серийных
реакторов средней мощности к реакторам большой мощности ВВЭР-1000
проходил в основном за счет повышения эффективности использования
внутрикорпусного объема, что выразилось в увеличении общей длины и
поверхности твэлов. Увеличение мощности достигается также уменьшением
неравномерности тепловыделения в активной зоне, повышением расхода
теплоносителя через активную зону и ростом рабочего давления.
Эффективность использования внутрикорпусного объема заключается также в
переходе на одноярусные пучки поглощающих стержней в сочетании с
химическим способом регулирования. Все мероприятия по повышению мощности
реактора потребовали прежде всего изменения конструкции тепловыделяющей
сборки. ТВС ВВЭР-1000 имеет большие габариты по сравнению с ТВС ВВЭР-440
и содержит 317 твэлбв стандартного диаметра, размещенных по треугольной
решетке.
Наружный чехол ТВС (Только в V блоке НВАЭС, в остальных реакторах этого класса чехол отсутствует) имеет перфорацию по всей длине активной зоны с целью организации перемешивания теплоносителя и выравнивания энтальпии по сечению активной зоны. Перфорированный чехол ТВС повышает также надежность охлаждения каждой ТВС в отдельности и активной зоны в целом в аварийных режимах, связанных с большой течью теплоносителя или частич-ным уменьшением проходного сечения ТВС. Перфорация занимает 25 % поверхности чехла; форма, площадь и расположение пазов на гранях выбираются из условия продольной устойчивости чехла и всей ТВС, так как чехол является основным силовым каркасом тепловыделяющей сборки. Пазы на гранях располагаются несимметрично, что позволяет уменьшить вероятность застревания ТВС при перегрузке, а также снижает прямое воздействие потока теплоносителя на твэлы соседних ТВС. Отверстия, соединяющие внутреннюю полость чехла с объемом между ТВС, не позволяют организовать гидравлическое профилирование активной зоны.
Рис. 2.9. ТВС АРК ВВЭР-440: Рис. 2.10. Поглощающая надставка ТВС АРК:
В активной зоне ВВЭР-1000 принято физическое
профилирование, т. е. профилирование размножающих свойств по сечению
активной зоны и ТВС. Профилирование по сечению активной зоны, т. е.
снижение неравномерности тепловыделения, достигается оптимальным
размещением ТВС различного обогащения в реакторе. Увеличение обогащения
и размеров ТВС ВВЭР-1000 повышает неравномерность тепловыделения в ней.
Например, в ТВС с топливом 4,41 % обогащения, коэффициент
неравномерности для твэлов равен 1,22. Но благодаря постановке в
периферийных рядах и в угловых местах следующего ряда твэлов топлива с
3,6 % обогащения коэффициент неравномерности снижается до 1,16.
Профилирование размножающих свойств можно выполнить за счет добавки
выгорающего поглотителя отдельными элементами в ТВС или непосредственно
в топливо. Выравнивание тепловыделения обеспечивается также режимом
перегрузки ТВС, когда свежее топливо загружается на периферию активной
зоны с последующей перестановкой его в центр, откуда оно выгружается.
Рис. 2.11. ТВС ВВЭР-1000 (V блок НВАЭС):
В центре шестигранной головки ТВС находится
цилиндрическая втулка, в которой крепятся 12 направляющих каналов для
поглощающих элементов и канал для датчика замера энерговыделений. Втулка
соединяется с шестью углами головки ТВС ребрами, в которых располагаются
подпружинные штыри, служащие для зажатия сборки в реакторе, компенсации
температурных расширений и технологических допусков. По граням головки
расположены окна для выхода теплоносителя из ТВС.
В 109 ТВС имеются подвижные регулирующие стержни,
представляющие собой пучок из 12 пэлов, имеющие пружинные подвески на
специальной траверсе. Траверса имеет захватную головку для соединения со
штангой исполнительного механизма СУЗ. Пэл представляет собой трубку из
нержавеющей стали 8,2 X 0,6 мм, заглушенную с обоих концов. Внутри
трубки находится сердечник регулирующего стержня диаметром 7 мм,
изготовленный из материала с большим сечением поглощения тепловых
нейтронов — сплав алюминиевый + EU2O3.
Высота столба поглощающего материала 3740 мм.
Регулирующие стержни предназначены для быстрого
прекращения ядерной реакции в аварийных ситуациях, поддержания заданного
уровня мощности, перехода с одного уровня на другой в автоматическом
режиме и компенсации изменений реактивности перемещением поглотителя в
активной зоне. Компенсация выгорания и медленных изменений реактивности
производится варьированием концентрации борной кислоты в теплоносителе.
содержание .. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ..
|
|
|