Назначение и проектные основы корпуса реактора
Корпус (рис.2) ядерного реактора (корпус в сборе с крышкой) предназначен для размещения внутрикорпусных устройств (ВКУ), комплекта тепловыделяющих сборок ТВС (активной зоны) и перемещаемых приводами шагового электромагнита (ШЭМ) органов системы управления и защиты реактора (СУЗ).
Корпус относится к устройствам нормальной эксплуатации и первой категории сейсмостойкости.
В конструкции корпуса реализованы следующие требования:
1) расчетный срок службы корпуса (с крышкой) - 40 лет;
2) наработка до отказа - не менее 24000 часов (под отказом понимается восстанавливаемые повреждения корпуса типа:течь разъемного соединения, течь штуцера, задиры резьбы и т.д.) ;
3) обеспечение надежной и безопасной эксплуатации в течение расчетного срока службы;
4) возможность осмотра, контроля основного металла и сварных соединений неразрушающими методами дефектоскопии и дезактивации внутренней поверхности;
5) учет всех возможных при эксплуатации силовых, температурных и сейсмических воздействий.
Габариты корпуса:
- высота - 10897 мм;
- диаметр наружный по фланцу - 4570 мм (на рис.2 показан размер 4585 мм);
- диаметр наружный по цилиндрическойчасти - 4535 мм;
- размер в плане по патрубкам 990 х 70 - 5260 мм;
- масса корпуса - 320 т.
Рисунок 2. Корпус реактора
Корпус реактора ВВЭР-1000 представляет собой цилиндрический вертикальный сосуд высокого давления.
Совместно с крышкой верхнего блока (ВБ) и деталями главного уплотнения (ГУ), корпус ядерного реактора обеспечивает создание внутри себя герметичного объёма.
В качестве основного материала для корпуса реактора ВВЭР-1000 применена аттестованная для корпусов и трубопроводов сталь 15Х2НМФА и 15Х2НМФА-А.
Вся внутренняя поверхность корпуса имеет антикоррозионную наплавку.
Корпус состоит из фланца, двух обечаек зоны патрубков, опорной обечайки, двух обечаек цилиндрической части и эллиптического днища и имеет по высоте 6 кольцевых сварных швов.
На наружной поверхности фланца закреплено упорное кольцо. На наружной поверхности опорной обечайки выполнен опорный бурт для соединения с опорным кольцом опорной фермы.
На внутренней поверхности верхней обечайки зоны патрубков приварено кольцо - разделитель потока. К внутренней поверхности цилиндрической части корпуса приварены 8 кронштейнов со шпонками, предназначенных для крепления шахты в нижней части.
Фланец имеет 54 резьбовых отверстия глубиной 290 мм под шпильки главного уплотнения М 170X6.
На горизонтальной поверхности (в плакированной части) фланца корпуса выполнены 2 кольцевые канавки под установку 5-и миллиметровых никелевых прокладок. Проверка профиля канавок производится шариком диаметром 5±0, 005 мм через каждые 200 мм на длине канавки, при этом шарик должен выступать над горизонтальной поверхностью на величину 1,7±0, 2 мм.
На внутренней поверхности фланца корпуса реактора выполнен кольцевой выступ (бурт) шириной 20 мм для установки шахты реактора.
Для контроля протечек главного уплотнения на торце фланца выполнены два резьбовых гнезда М20х1,5 с ввёрнутыми в них переходниками для присоединения трубопроводов системы контроля протечек.
Две обечайки зоны патрубков имеют каждая по 4 патрубкаДу 850 и по 2 патрубка Ду 300, к которым присоединяются трубопроводы САОЗ. Патрубки Ду 850 верхней обечайки предназначены для выхода теплоносителя, нижние - для входа. Патрубки Ду 850 выполнены методом штамповки и не требуют приварки промежуточных втулок при изготовлении корпуса реактора.На уровне осей верхнего ряда патрубков Ду 850 (на расстоянии 1850 мм от торца фланца корпуса) выполнен патрубок Ду 250. Этот патрубок предназначен для вывода импульсных линий из корпуса реактора (так называемая «звёздочка» реактора).
В патрубках САОЗустановлены тепловые рубашки, которые представляют собой свободные объёмы между корпусом и патрубками. Эти объёмы заполнены воздухом, который имеет коэффициент теплопроводности намного ниже, чем металл. Назначение тепловых рубашек – снижение температурных колебаний зон патрубков корпуса реактора при срабатывании пассивной системы САОЗ.
На внутренней поверхности корпуса в нижней части приварены восемь скоб - кронштейнов, к которым на монтаже привариваются шпонки, сопрягаемые с пазами в шахте и обеспечивающие закрепление шахты от вибрации. Эти кронштейны называются также виброгасителями. В местах их приварки к корпусу имеются утолщения антикоррозионной наплавки. Кронштейны – виброгасители приварены к внутренней поверхности цилиндрической части корпуса реактора на расстоянии 8570 мм от торца фланца и служат для крепления нижней части внутрикорпусной шахты.
На внутренней поверхности верхней обечайки зоны патрубков приварено кольцо - разделитель потока теплоносителя. Назначение кольца – разделителя потока – разделять потоки горячего и холодного теплоносителя, охлаждающего активную зону реактора. Разделительное кольцо выполнено из стали 22К-Ш и плакировано нержавеющей сталью. Разделительное кольцо с шахтой реактора в рабочем состоянии имеет нулевой натяг, т.е. при нагревании шахта прижимается к разделительному кольцу. Это происходит из-за разности термического расширения аустенитного сплава шахты и перлитного сплава разделительного кольца. Однако протечки теплоносителя через разделительное кольцо всё же существуют и составляют около 0,1 % от общего расхода.
6 Стационарное отравление ксеноном: источники ксенона, равновесная концентрация, влияние нейтронного потока на отравление, влияние отравления на регулируемость реактора и локальную мощность.
Схема динамики образования и распада 135Хе (при отравлении реактора) показана на рис. 5.3. Видно, что образование 135Хе происходит как непосредственно при делении ядер 235U (с небольшим удельным выходом рXe=0,003) так и, главным образом, в результате цепочки - - распадов ядер теллура 135Те и йода 135I (с удельным выходом рТе=рI=0,061). Вообще, не весь 135I превращается в 135Хе, часть его выгорает в потоке нейтронов. Но, учитывая незначительное сечение захвата 135I, этим эффектом можно пренебречь по сравнению со скоростью убыли его концентрации за счет радиоактивного распада.