Общие
сведения
Реактор
РБМК-1000 является реактором с неперегружаемыми каналами, в отличие от реакторов
с перегружаемыми каналами, ТВС и технологический канал являются раздельными узлами.
К установленным в реактор каналам с помощью неразъемных соединений подсоединены
трубопроводы - индивидуальные тракты подвода и отвода теплоносителя. Загружаемые
в каналы ТВС крепятся и уплотняются в верхней части стояка канала. Таким образом,
при перегрузке топлива не требуется размыкания тракта теплоносителя, что позволяет
осуществлять ее с помощью соответствующих перегрузочных устройств без остановок
реактора.
При
создании таких реакторов решалась задача экономичного использования нейтронов
в активной зоне реактора. С этой целью оболочки твэлов и трубы канала изготовлены
из слабо поглощающих нейтроны циркониевых сплавов. В период разработки РБМК температурный
предел работы сплавов циркония был недостаточно высок. Это определило относительно
невысокие параметры теплоносителя в РБМК. Давление в сепараторах равно 7,0 МПа,
чему соответствует температура насыщенного пара 284° С. Схема установок РБМК одноконтурная.
Пароводяная смесь после активной зоны попадает по индивидуальным трубам в барабаны-сепараторы,
после которых насыщенный пар направляется в турбины, а отсепарированная циркуляционная
вода после ее смешения с питательной водой, поступающей в барабаны-сепараторы
от турбоустановок, с помощью циркуляционных насосов подается к каналам реактора.
Разработка
РБМК явилась значительным шагом в развитии атомной энергетики СССР, поскольку
такие реакторы позволяют создать крупные АЭС большой мощности.
Из
двух типов реакторов на тепловых нейтронах - корпусных водо-водяных и канальных
водографитовых, использовавшихся в атомной энергетике Советского Союза, последние
оказалось проще освоить и внедрить в жизнь. Это объясняется тем, что для изготовления
канальных реакторов могут быть использованы общемашиностроительные заводы и не
требуется такого уникального оборудования, которое необходимо для изготовления
корпусов водо-водяных реакторов.
Эффективность
канальных реакторов типа РБМК в значительной степени зависит от мощности, снимаемой
с каждого канала. Распределение мощности между каналами зависит от плотности потока
нейтронов в активной зоне и выгорания топлива в каналах. При этом существует предельная
мощность, которую нельзя превышать ни в одном канале. Это значение мощности определяется
условиями теплосъема.
Первоначально
проект РБМК был разработан на электрическую мощность 1000 МВт, чему при выбранных
параметрах соответствовала тепловая мощность реактора 3200 МВт. При имеющемся
в реакторе количестве рабочих каналов (1693) и полученном коэффициенте неравномерности
тепловыделения в активной зоне реактора максимальная мощность канала составляла
около 3000 кВт. В результате экспериментальных и расчетных исследований было установлено,
что при максимальном массовом паросодержании на выходе из каналов около 20 % и
указанной мощности обеспечивается необходимый запас до кризиса теплосъема. Среднее
паросодержание по реактору составляло 14,5%.
Энергоблоки
с реакторами РБМК электрической мощностью 1000 МВт (РБМК-1000) находятся в эксплуатации
на Ленинградской, Курской, Чернобыльской АЭС, Смоленской АЭС. Они зарекомендовали
себя как надежные и безопасные установки с высокими технико-экономическими показателями.
Если их специально не взрывать.
Для
повышения эффективности реакторов РБМК были изучены возможности увеличения предельной
мощности каналов. В результате конструкторских разработок и экспериментальных
исследований оказалось возможным путем интенсификации теплообмена увеличить предельно
допустимую мощность канала в 1,5 раза до 4500 кВт при одновременном повышении
допустимого паросодержания до нескольких десятков процентов. Необходимая интенсификация
теплообмена достигнута благодаря разработке ТВС, в конструкции которой предусмотрены
интенсификаторы теплообмена.
При
увеличении допустимой мощности канала до 4500 кВт тепловая мощность реактора РБМК
повышена до 4800 МВт, чему соответствует электрическая мощность 1500 МВт. Такие
реакторы РБМК-1500 работают на Игналинской АЭС. Увеличение мощности в 1,5 раза
при относительно небольших изменениях конструкции с сохранением размеров реактора
является примером технического решения, дающего большой эффект.
