Энергетические Реакторы (МКЭР) – 800, 1000, 1500)
Энергоблоки с реакторами МКЭР разрабатывались как эволюционное развитие отечественных водографитовых реакторов большой мощности – РБМК. При разработке РУ с МКЭР учтены современные и международные требования по безопасности АЭС, в частности, требования и критерии МАГАТЭ в области безопасности для инновационных реакторов. Основными требованиями при разработке РУ c МКЭР являются эффективная и безопасная эксплуатация АС, защита от радиационной опасности – для общества, и защита инвестиций – для атомной энергетики.
При разработке атомных энергоблоков с канальными реакторами типа МКЭР предполагалось, что они должны прийти на смену завершающим свой срок службы энергоблокам АЭС с РБМК-1000. Проекты энергоблоков с реакторами МКЭР разработаны в виде моноблоков как автоматизированные технологические комплексы, предназначенные для безопасного и экономически эффективного производства электроэнергии, тепла, изотопной продукции и модификации материалов. Разработка проектов типа МКЭР велась, главным образом, применительно к площадке Ленинградской АЭС.
Основными принципами, по которым осуществлялось развитие конструкций энергоблоков, являлись:
- Заключение РУ в герметичную защитную оболочку;
- повышение экономичности энергоблока;
- улучшение нейтронно-физических характеристик реактора;
- внедрение пассивных систем расхолаживания;
- увеличение числа независимых циркуляционных петель;
- использование возможности локализации аварий в одной циркуляционной петле.
Естественно, разработчики совершенствовали и те присущие канальным реакторам свойства, которые выгодно отличают их от реакторов других типов, повышают самозащищенность, безопасность и экономичность. К таковым в первую очередь относятся:
- способность отвода тепла от аварийных каналов к неаварийным через графитовую кладку;
- возможность перегрузки топлива на ходу;
- малый оперативный запас реактивности;
- возможность создания каналов для наработки изотопной продукции и модификации материалов.
Реализация оптимального уран-графитового соотношения в МКЭР обеспечивает следующие свойства самозащищенности активной зоны РУ:
· отрицательный паровой и мощностной коэффициенты реактивности, что гарантирует исключение самопроизвольного разгона реактора при увеличении мощности и при снижении расхода теплоносителя;
· отрицательный эффект обезвоживания активной зоны, который при потере теплоносителя, даже в случае отказа аварийной защиты, на начальной стадии процесса обеспечивает снижение мощности реактора;
· отсутствие внутренних причин, которые могли бы привести к выделению общей реактивности больше доли запаздывающих нейтронов;
· отсутствие запаса реактивности на выгорание за счет использования перегрузки топлива на ходу;
· отрицательный эффект обезвоживания контура охлаждения системы управления и защиты (СУЗ) в подкритичном состоянии реактора.
Для обеспечения повышенной безопасности в проекте МКЭР использованы:
· две независимые системы остановки реактора;
· кластерные регулирующие органы и контур охлаждения СУЗ, разделенный на две независимые петли;
· пассивная система длительного расхолаживания реактора, которая позволяет обеспечить отвод остаточного энерговыделения в активной зоне в течение не менее чем 72 часов;
· решения, обеспечивающие, при необходимости, сброс пара через главные предохранительные клапаны (ГПК), эквивалентный 100%-ной паропроизводительности реактора;
· разделение контура циркуляции теплоносителя на большее, по сравнению с реакторами РБМК, число независимых петель, что позволило уменьшить максимальный диаметр трубопроводов и коллекторов (напорный и всасывающий коллекторы, трубопроводы главных циркуляционных насосов (ГЦН) и др.);
· современная система управления, состоящая из комплекса локальных управляющих систем, которые выполняют необходимый перечень технологических задач, объединенных вычислительной сетью энергоблока и имеющих для наиболее ответственных функций непосредственное взаимодействие с блочным и резервным пультами управления.
Для минимизации ущерба и эффективного управления авариями в проекте РУ предусмотрены:
· структура СУЗ с полным разделением функций управления и защиты, а также с двумя независимыми системами остановки и независимой системой удержания реактора в подкритическом состоянии;
· высокая устойчивость системы регулирования и защиты к отказам за счет большого количества органов регулирования с индивидуальными приводами;
· контрольно-измерительная система, отвечающая принятым требованиям по разделению, диверсификации и дублированию;
· три подсистемы аварийного охлаждения активной зоны, (быстродействующая – от баллонов высокого давления; длительного расхолаживания – от насосов, и пассивная система длительного расхолаживания);
· "шахматная" разводка топливных каналов (ТК) активной зоны, при которой теплосъем от ТК аварийных раздаточных групповых коллекторов (РГК) обеспечивается теплоносителем в ТК неаварийных РГК;
· обеспечение конструктивной целостности активной зоны при гипотетических разрывах РГК для номинальных параметров теплоносителя в контуре циркуляции за счет отвода пара из реакторного пространства (РП);
· локализация максимальных выбросов пароводяной смеси/пара и радиоактивных веществ под защитной оболочкой.
Работы по проектированию реакторных установок с МКЭР начались с 1989 года.
К настоящему моменту выпущены проектные материалы для трех энергетических установок с реакторами типа МКЭР:
· МКЭР-800 электрической мощностью 860 МВт;
· МКЭР-1000 электрической мощностью 1000 МВт;
· МКЭР-1500 электрической мощностью 1500 МВт.
Основные технические характеристики энергоблоков с указанными реакторами при работе на соответствующих номинальных мощностях представлены в табл. 1.10.
Реакторные установки МКЭР-800 и МКЭР-1000 конструктивно подобны. На Рис.1.23 и Рис.1.24 представлены поперечный разрез и принципиальная схема циркуляционного контура для энергоблоков с РУ МКЭР-1000 и МКЭР-800.
Таблица 1.10
