Другие разделы курса Атомная энергетика. Ядерные реакторы АЭС. Атомный флот

Атомная электростанция нового поколения с БН-800

Общий вид АЭС с реактором БН-800

Общее описание принципиальной тепловой схемы АЭС с БН-800

Энергоблок состоит из реакторной установки на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем и одной турбоустановки.

Особенностью реакторной установки типа БН является интегральная компоновка первого контура, когда основное оборудование и активный теплоноситель первого контура сосредоточены в баке реактора.

Тепловая схема энергоблока с реактором БН-800 — трехконтурная.

Первый контур включает три петли, каждая из которых имеет главный циркуляционный насос (ГЦН-1), управляемый обратный клапан и два промежуточных теплообменника (ПТО).

Второй контур (промежуточный) также включает три петли, каждая из которых состоит из двух ПТО, модульного парогенератора (ПГ), буферной емкости, ГЦН-2 и трубопроводов. Теплоносителем в промежуточном втором контуре является натрий.

Третий контур (паро-водяной) состоит из трёх секций модульного ПГ и одного турбоагрегата.

ГЦН-1 каждой петли подает натрий в напорную камеру реактора и далее в тепловыделяющие сборки (ТВС) активной зоны и зоны воспроизводства, а также на охлаждение корпуса реактора, нейтронной защиты и внутрибаковой биологической защиты. Натрий, нагретый в активной зоне реактора до температуры 547 оС, поступает в ПТО каждой петли, где передает тепло натрию второго контура, и возвращается на вход ГЦН-1. Натрий второго контура, нагретый в ПТО данной петли до температуры 505 оС, поступает в модульный ПГ, где генерирует и перегревает пар.

Сепарация и промежуточный перегрев пара, отработавшего в цилиндре высокого давления турбины, осуществляется в СПП.

Для исключения попадания радиоактивного натрия первого контура во второй контур давления натрия второго контура принято выше давления натрия первого контура.

Проектом предусматривается поддержание разности давлений в контурах как за счет создания соответствующего давления в газовых полостях контуров, так и за счет компоновки оборудования.

Тепловая схема реактора БН-800

Перед заполнением натриевые контуры вакуумируются, заполняются инертным газом (аргоном) и разогреваются. Разогрев реактора производится горячим газом с помощью систем газового разогрева. Остального оборудования и трубопроводов — с помощью электрообогрева до 250 градусов С.

Конденсатор турбины охлаждается водой из водохранилища.

Реактор БН-800 имеет интегральную (баковую) компоновку оборудования первого контура.

Корпус реактора представляет собой бак цилиндрической формы с тороконусосферическим днищем и конусной крышей. В средней части днища корпуса соединение его конусной и сферической частей осуществляется через кольцо, которым корпус через опорный узел (вкладыши и кольцо страховочного корпуса) опирается на обечайку, приваренную к фундаментной опоре шахты. На кольцо установлен опорный пояс коробчатого типа, являющийся основной силовой конструкцией внутри корпуса реактора. Опорный пояс рассчитан на восприятие нагрузки от напорной камеры с коллекторами, первичным отражателем и сборками активной зоны; боковой и нижней первичной защиты; тепловых экранов корпуса; шести промежуточных теплообменников; трех циркуляционных насосов первого контура. Насосы первого контура и промежуточные теплообменники смонтированы в цилиндрических стаканах, установленных на опорном поясе. В верхней части корпуса реактора имеется соответственно шесть патрубков для установки теплообменников и три патрубка для насосов. Разность температурных перемещений между фланцами опорных стаканов насосов и теплообменников воспринимается и патрубков корпуса реактора воспринимается сильфонными компенсаторами. Стенки корпуса реактора имеют принудительное охлаждение «холодным» натрием из напорной камеры. Биологическая защита состоит из цилиндрических стальных экранов, стальных болванок и труб с графитовым заполнителем.

Корпус реактора заключен в страховочный корпус. Разность температурных перемещений между корпусами в местах их объединения компенсируется сильфонами на горловинах и тором на конусной крыше корпуса реактора. Верхняя часть корпуса реактора служит опорой для поворотных (большой, средней и малой) пробок.

1. Корпус 2. Страховочный корпус 3. Активная зона 4. Напорная камера 5. Локализующее устройство

6. Шахта 7. Главный циркуляционный насос 8. Верхняя неподвижная защита 9. Большая поворотная пробка

10. Центральная поворотная пробка 11. Защитный колпак 12. Механизм перегрузки

13. Малая поворотная пробка 14. Промежуточный теплообменник

Характеристика АЭС с БН-800

№ п/п

Характеристика

Значение

1

Основные характеристики энергоблока

 

1.1

Расчетный срок службы

40 лет

1.2

Номинальная тепловая мощность

2100 МВт

1.3

Номинальная электрическая мощность

864 МВт

1.4

Коэффициент полезного действия энергоблока, нетто

39, 35%

1.5

Годовой отпуск электроэнергии с шин энергоблока

5522 млн кВт / час

1.6

Эффективное число часов использования номинальной мощности

7000 час / год

1.7

Расход электроэнергии на собственные нужды АЭС

7, 4%

1.8

Отпуск тепла потребителям вне АЭС

83 МВт

2

Основные параметры активной зоны

 

2.1

Время работы реактора на номинальной мощности между перегрузками

140 суток

2.2

Время перегрузки

14…17 суток

2.3

Топливный материал: (активной зоны / зоны воспроизводства)

PuО2-UО2 /обедненный UО2

2.4

Максимальное количество ТВС и управляющих стержней, выгружаемых за одну перегрузку

229 штук

2.5

Среднее выгорание топлива

66 МВт–сут/кг

2.6

Средняя удельная энергонапряженность активной зоны

430 кВт/л

3

Основные характеристики первого контура. Теплоноситель — жидкий натр

ий

3.1

Число петель первого контура

З петли

3.2

Температура теплоносителя первого контура

(на входе в акт. зону / на выходе из активной зоны)

354/547 оС

3.3

Расход теплоносителя первого контура (на три петли)

31920 тонн/час

3.4

Масса теплоносителя в реакторе

910 тонн

3.5

Давление в газовой полости реактора

0, 054 МПа

3.6

Радиоактивность натрия первого контура

18*1011БК/час

4

Основные характеристики второго контура. Теплоноситель — жидкий натр

ий

4.1

Число петель второго контура

З петли

4.2

Температура теплоносителя второго контура (на входе в ПТО / на выходе из ПТО)

309/505 оС

4.3

Расход теплоносителя в каждой петле второго контура

11500 тонн/час

4.4

Давление в газовой полости реактора

0,35 МПа

4.5

Радиоактивность натрия второго контура

3,7*104БК/час

5

Основные характеристики третьего контура. Теплоноситель — пар, вода

 

5.1

Число петель третьего контура

З петли

5.2

Тип парогенератора

секционный модульный

5.3

Количество секций в парогенераторе

10

5.4

Паропроизводительность одного парогенератора

792,0 тонн/час

5.5

Давление перегретого пара

14,0 МПа

5.6

Температура перегретого пара

490 оС

5.7

Температура питательной воды

211 оС

5.8

Турбоагрегат К-800-130/3000

1

5.9

Конструктивные схемы турбины

ЦВД+3ЦНД

5.10

Расход перегретого пара

3170,0 тонн/час

5.11

Температура перегретого пара

485,0 оС

5.12

Температура пара после промперегрева

250,0 оС

5.13

Мощность в конденсационном режиме

880,0 МПа

5.14

Номинальное напряжение генератора

24 кВ

5.15

Охлаждение обмотки ротора и сердечника статора

вода

На главную