Реактор БН-1200
В ОАО "ОКБМ Африкантов" ведётся разработка проекта усовершенствованного коммерческого реактора БН-1200 мощностью 1220 МВт.
Рисунок 3. Реактор БН-1200 (вертикальный разрез)
Общая характеристика энергоблока
Разрабатываемый головной энергоблок БН-1200 выполнен по принципу моноблока: один реактор - одна турбина. Тепловая мощность реактора — 2800 МВт, электрическая мощность турбины 1200 МВт. Тепловая схема энергоблока БН-1200 трехконтурная. Теплоноситель (жидкий натрий) находится в I и II контурах, пар и вода - в III контуре. Особенностью реакторной установки БН-1200 является интегральная (баковая) компоновка I контура, когда основное оборудование и активный теплоноситель I контура сосредоточены в баке реактора, который заключен в страховочный корпус.
Первый контур включает четыре петли, каждая из которых имеет главный циркуляционный насос (ГЦН-1) и промежуточный теплообменник (ПТО).
Второй контур (промежуточный) также включает четыре петли, каждая из которых состоит из одного ПТО, двухкорпусного парогенератора (ПГ), буферной емкости, ГЦН-II и трубопроводов.
Третий контур с паровым промперегревом включает турбину на параметры пара 13 МПа и температурой 505°С. Температура питательной воды принята 240°С. Для исключения попадания радиоактивного натрия из первого контура во второй давление второго принято выше, чем давление натрия первого контура. В третьем контуре для упрощения схемно-компоновочных решений и конструкций ПГ, а также с целью повышения безопасности ПГ за счет минимизации поверхности теплообмена между водой и натрием, применена схема с паровым промперегревом пара. С целью обеспечения КПД (брутто) установки не менее 42% повышены температуры острого пара и питательной воды по сравнению с соответствующими параметрами энергоблока с РУ БН-800.
Для работы в составе АЭС с реактором БН-1200 принята турбоустановка
К 1200 130/3000, имеющая конструктивную схему ЦВД + 3 ЦНД, примененную
в турбине К 800 130/3000 с использованием типовой конструкции ЦНД с
рабочей лопаткой последней ступени длиной 1200 мм из титанового сплава
(с увеличенной хордой, как в ЦНД турбины К 1200 6,8/50 для АЭС-2006).
Для работы в блоке с турбиной К-1200-130/3000 предусматривается применение
турбогенератора типа Т3В-1200-2УЗ с полным водяным охлаждением в шестифазном
исполнении с двумя трехфазными обмотками на напряжение 24 кВ, сдвинутыми
одна относительно другой на 30о, рассчитанными на 50% номинальной мощности
генератора каждая. Турбогенератор включается по схеме блок «генератор-трансформатор».
В блоке с генератором устанавливается блочный повышающий трансформатор
(БПТ), состоящий из трех однофазных трансформаторов с расщепленными
обмотками низкого напряжения мощностью по 533 МВа. Предусматривается
установка резервной фазы. В каждой цепи «генератор-трансформатор» устанавливается
аппаратный комплекс, состоящий из элегазового выключателя, разъединителей,
заземлителей, трансформаторов тока напряжения, разрядников. Учитывая,
что в данное время возросли требования к охране окружающей среды и использование
прямоточных систем и водохранилищ, созданных на реках, в качестве водоемов
охладителей для вновь проектируемых ТЭС и АЭС запрещено (Водный кодекс
РФ ст. 60, Сан ПиН 3907-85, п.5.7), система технического водоснабжения
для энергоблока БН-1200 принята оборотной с использованием для охлаждения
воды одной башенной испарительной градирни большой производительности.
Энергоблок БН-1200 предназначен для работы в энергосистеме в базовом
режиме. Число часов использования установленной электрической мощности
принято 7896 часов в году (КИУМ= 0.9), исходя из графика простоя энергоблока
на перегрузки и ремонты.
Наряду с решениями, подтвержденными положительным опытом эксплуатации БН-600 и заложенными в проект БН-800, в проекте БН-1200 используются новые решения, направленные на дальнейшее улучшение технико-экономических показателей и повышение безопасности.
По технико-экономическим показателям:
- повышение коэффициента использования установленной мощности с планируемой величины 0,85 для БН-800 до 0,9;
- поэтапное повышение выгорания МОХ-топлива с достигнутого уровня в экспериментальных ТВС 11,8 % т.а. до уровня 20 % т.а. (среднее выгорание ~140 МВт сут/кг);
- увеличение коэффициента воспроизводства до ~1,2 на уран-плутониевом оксидном топливе и до ~1.45 на смешанном нитридном топливе;
- снижение удельных показателей металлоёмкости в ~1,7 раза по сравнению с БН-800
- увеличение срока службы реактора с 45 лет (БН-800) до 60 лет.
По безопасности:
- вероятность тяжёлого повреждения активной зоны должна быть на порядок меньше требований нормативных документов;
- санитарно-защитная зона должна находиться в границах площадки АЭС для любых проектных аварий;
- граница зоны защитных мероприятий должна совпадать с границей площадки АЭС для тяжёлых запроектных аварий, вероятность реализации которых не превышает 10-7 на реактор/год.
- Оптимальное сочетание референтных и новых решений и возможность
расширенного воспроизводства топлива позволяют отнести данный
проект к ядерным технологиям IV поколения.
ОАО "ОКБМ Африкантов" активно участвует в международном сотрудничестве по быстрым реакторам. Оно являлось разработчиком проекта китайского экспериментального реактора на быстрых нейтронах CEFR и главным подрядчиком по изготовлению основного оборудования реактора, участвовало в осуществлении физического и энергетического пусков реактора в 2011 г. и оказывает помощь в освоении его мощности. В настоящее время идет подготовка межправительственного соглашения о сооружении в КНР демонстрационного быстрого реактора с натриевым теплоносителем (CDFR) на базе проекта БН-800 с участием ОКБМ и других предприятий Госкорпорации "Росатом".
