Kanalni reaktor visoke moči. Kanalni reaktor visoke moči RBMK Osnovna načela tehnologije popravil

Ta članek, ki bi moral dati splošno predstavo o zasnovi in ​​delovanju reaktorja, ki je danes postal eden glavnih za našo jedrsko energijo, služi kot razlagalno besedilo za risbe, ki prikazujejo reaktor RBMK-1000, in za diagrame, ki pojasnjujejo delovanje stroja za razkladanje in nakladanje (REM) ).
Glavno zgradbo jedrske elektrarne z reaktorjem RBMK sestavljata dva agregata z električno močjo po 1000 MW, s skupno turbogeneratorsko sobo in ločenimi prostori za reaktorje. Napajalna enota je reaktor s kroženjem hladilne tekočine in pomožnimi sistemi, sistem cevovodov in opreme, skozi katere se voda iz kondenzatorjev turbine usmeri v kroženje hladilne tekočine, in dva turbogeneratorja z zmogljivostjo 500 MW vsak.
Hladilna tekočina je voda, kroži skozi dva vzporedna sistema. Vsak sistem vključuje dva separatorska bobna, 24 kapalnih cevi, 4 sesalne in - tlačne razdelilnike, - 4 obtočne črpalke, od katerih so tri delujoče in ena v rezervi, 22 skupinskih razdelilnih razdelilnikov, - ter zaporne in regulacijske ventile. .
Iz razdelilnih skupinskih kolektorjev se voda s temperaturo 270°C po posameznih cevovodih z zapornimi in regulacijskimi ventili distribuira v procesne kanale. S pranjem gorivnih elementov se segreje do temperature nasičenja, delno izhlapi, nastala mešanica pare in vode pa vstopi tudi v separatorske bobne po posameznih cevovodih iz vsakega kanala.Tu se mešanica pare in vode loči na paro in vodo. pomešan z napajalno vodo in skozi navzdolnje cevi se pošlje v glavne obtočne črpalke Nasičena para s tlakom 70 kgf/cm2 se pošlje skozi osem parnih linij v dve turbini Po delu v visokotlačnih valjih turbin se para vstopi v vmesne separatorje-pregrevalnike, kjer se vlaga loči od nje in se pregreje na temperaturo 250 ° C. Po prehodu nizkotlačnih valjev para vstopi v kondenzatorje.Kondenzat je 100% prečiščen na filtrih, segreje v petih regenerativnih grelnikih in vstopi v odzračevalnike, od tam pa se voda s temperaturo 165°C črpa nazaj v separatorske bobne.V samo eni uri gredo črpalke skozi reaktor Poženejo približno 38 tisoč ton vode. Nazivna toplotna moč reaktorja je 3140 MW; na uro proizvede 5400 ton pare.
Reaktor se nahaja v betonskem jašku kvadratnega preseka dimenzij 21,6 X 21,6 m in globine 25,5 m. Teža reaktorja se na beton prenaša z varjenimi kovinskimi konstrukcijami, ki hkrati služijo kot biološka zaščita. Skupaj z ohišjem tvorijo zaprto votlino, napolnjeno z mešanico helija in dušika - reaktorski prostor, v katerem se nahaja grafitni sklad. Plin se uporablja za vzdrževanje temperature zidu.
Zgornja in spodnja kovinska konstrukcija reaktorja sta prekrita z zaščitnim materialom (serpentinitna kamnina) in napolnjena z dušikom. Rezervoarji za vodo se uporabljajo kot bočna biološka zaščita.

Grafitni sklad je navpično postavljen valj, sestavljen iz grafitnih stebrov z osrednjimi luknjami za procesne (proizvodne) kanale in kanale krmilnega in zaščitnega sistema (niso prikazani na diagramu).
Ker se med delovanjem reaktorja v grafitnem moderatorju sprosti približno 5 % toplotne energije, je bila predlagana izvirna zasnova trdnih kontaktnih obročev za vzdrževanje zahtevanih temperaturnih pogojev grafitnih blokov in izboljšanje odvajanja toplote od grafita do hladilne tekočine, ki teče v reaktorju. kanalov. Razcepni obroči (visoke 20 mm) so nameščeni po višini kanala tesno drug ob drugem tako, da ima vsak sosednji obroč vzdolž valjaste površine zanesljiv stik s kanalsko cevjo ali z notranjo površino grafitnega bloka, pa tudi na koncih z dvema drugima obročkoma. Učinkovitost predlagane zasnove je bila preizkušena s poskusi na termični mizi. Izkušnje obratovanja energetskih enot Leningrajske jedrske elektrarne so potrdile možnost in enostavnost namestitve kanala z grafitnimi obroči v tehnološko pot in njegove odstranitve iz nje.
Tehnološki kanal je varjena cevna konstrukcija, namenjena vgradnji gorivnih sklopov (FA) in organiziranju pretoka hladilne tekočine.
Zgornji in spodnji del kanala sta izdelana iz nerjavečega jekla, osrednja cev s premerom 88 mm in debelino stene 4 mm v jedru, ki je visoka 7 m, pa je izdelana iz cirkonijeve zlitine z niobijem ( 2,5 %). Ta zlitina je manjša od jekla, absorbira nevtrone in ima visoke mehanske in korozijske lastnosti. Ustvarjanje zanesljive hermetične povezave med osrednjim cirkonijevim delom kanala in jeklenimi cevmi se je izkazalo za težko nalogo, saj se koeficienti linearnega raztezanja spojenih materialov razlikujejo približno trikrat. To je bilo mogoče rešiti s pomočjo jekleno-cirkonijevih adapterjev, izdelanih z difuzijskim varjenjem.
V tehnološkem kanalu je nameščena kaseta z dvema gorivnima elementoma (takih kanalov je 1693); Vsak tak sklop je sestavljen iz 18 gorivnih palic. Gorivni element je cev iz cirkonijeve zlitine z zunanjim premerom 13,6 mm, debelino stene 0,9 mm z dvema končnima čepoma, znotraj katerih so nameščene kroglice uranovega dioksida. Skupno je v reaktor naloženih približno 190 ton urana, ki vsebuje 1,8% izotopa urana-235.

V naši državi so bili razviti in uspešno delujejo tri vrste energetskih reaktorjev:

kanalski vodno-grafitni reaktor RBMK-1000 (RBMK-1500);

reaktor s tlačno vodo tlačno posodo VVER-1000 (VVER-440);

hitri nevtronski reaktor BN-600.

V drugih državah so bile razvite in obratovale naslednje vrste energetskih reaktorjev:

tlačnovodni reaktor PWR;

Reaktor z vrelo vodo pod tlakom BWR;

kanalni težkovodni reaktor CANDU;

reaktor s plinsko grafitno posodo AGR.

Število gorivnih palic, naloženih v jedro reaktorja, doseže 50.000 kosov. Zaradi lažje namestitve, pretovarjanja, transporta in hlajenja so gorivne palice vseh energetskih reaktorjev združene v gorivne sklope - FA. Za zanesljivo hlajenje so gorivne palice v gorivnem sklopu med seboj ločene z distančnimi elementi.

Gorivni elementi in gorivni elementi reaktorjev RBMK-1000 in RBMK-1500

V jedru reaktorjev RBMK-1000 in RBMK-1500 s kvadratnim korakom mreže 250 mm je 1693 in 1661 procesnih kanalov. Gorivni elementi so nameščeni v nosilni cevi vsakega kanala. Za kanalsko cev F 80x4 mm iz zlitine Zr+ 2,5% Nb v rekristaliziranem stanju, konice iz jekla OKH18N10T so pritrjene na obeh straneh z difuzijskim varjenjem, kar omogoča tesno povezavo vsakega kanala z zbiralnikom hladilne tekočine.

Ta zasnova kanala omogoča enostavno polnjenje in ponovno polnjenje gorivnih sklopov z uporabo stroja za ponovno polnjenje, tudi ko reaktor deluje. V kanal reaktorja RBMK-1000 je vstavljena kaseta, sestavljena iz dveh ločenih gorivnih elementov, nameščenih drug nad drugim, povezanih v eno celoto z votlo nosilno palico iz zlitine Zr+ 2,5% Nb ( f 15 x 1,25 mm). V votlini nosilne palice so v ločeni cevni lupini iz cirkonijeve zlitine nameščeni senzorji za spremljanje sproščanja energije ali dodatni absorberji nevtronov, ki služijo za izravnavo sproščanja energije v jedru reaktorja.

Slika 1. FA reaktorja RBMK-1000

Vsak zgornji in spodnji gorivni sklop (slika 1) tvori vzporedni snop palic gorivnih palic iz 18 kosov, razporejenih v koncentričnih krogih s fiksnim korakom polmera, kar ustvarja stabilen odvod toplote skozi celotno življenjsko dobo gorivnih palic. . Pritrditev gorivnih palic je zagotovljena z okvirjem, ki ga sestavljajo nosilna sredinska palica in deset distančnih mrež, enakomerno razporejenih po višini vsakega gorivnega sklopa. Distančne rešetke so sestavljene iz posameznih oblikovanih celic, ki so točkovno zvarjene in navzven pritrjene z robom. Vsaka celica ima notranje izbokline dolžine 0,1-0,2 mm: štiri v celicah zunanje vrste in pet v celicah notranje vrste gorivnih palic, ki trdno, z napetostjo pritrdijo gorivne palice, ki potekajo skozi celice. To preprečuje radialne premike gorivnih elementov v celicah, ki jih lahko vzbudi tresenje strukture pod vplivom turbulentnega toka hladilne tekočine. Na ta način je odpravljen pojav fretting korozije na mestih, kjer se obloga gorivnih elementov dotika kovine celic. Rešetke so izdelane iz nerjavnega avstenitnega jekla (v teku so dela za zamenjavo materiala s cirkonijevo zlitino). Distančne rešetke imajo prosto gibanje skupaj s snopom gorivnih palic nosilne palice, vendar je vrtenje rešetke glede na os palice izključeno.

Gorivne palice so na enem koncu pritrjene na nosilno mrežo s pomočjo obročastih ključavnic, zavihanih v izreze oblikovanih konic. Drugi konci gorivnih palic ostanejo prosti. Nosilna mreža (konec) je togo pritrjena na osno polovico nosilne palice.

Splošni pogled na gorivno palico je prikazan na sliki 2. Skupna dolžina gorivne palice je 3644 mm, dolžina gorivne palice je 3430 mm.

Material obloge in končnih delov gorivnih palic je zlitina Zr+1% Nb v rekristaliziranem stanju. Premer školjke 13,6 mm, debelina stene 0,9 mm. Gorivo so kroglice iz sintranega uranovega dioksida z višino blizu njihovega premera in z luknjami na koncih.

Povprečna masa stolpca goriva je 3590 g z najmanjšo gostoto 10,4 g/cm 3 .

Razpon diametralne reže med tableto in ovojnico je 0,18-0,36 mm. V lupini so gorivne kroglice stisnjene z navito vzmetjo, ki se nahaja v zbiralniku plinov, kar zmanjša tlak plinastih produktov cepitve. Razmerje med prostim volumnom pod lupino in skupnim volumnom pri povprečnih geometrijskih parametrih je 0,09.

Slika 2. Gorivna palica reaktorja RBMK: 1 - čep, 2 - gorivna kroglica, 3 - lupina, 4 - vzmet, 5 - puša, 6 - konica

Zasnove kanalov uran-grafitnih reaktorjev jedrskih elektrarn

Gorivni del kanala RBMK-1000

(Sl. 2.31) je sestavljen iz dveh gorivnih sklopov, nosilne osrednje palice, stebla, palice in konice. Gorivni sklop je sestavljen iz 18 paličastih gorivnih palic s premerom 13,5 x 0,9 mm, okvirja in pritrdilnih elementov; FA so zamenljivi. Okvir je sestavljen iz osrednje cevi, na kateri je pritrjen en konec in deset distančnih rešetk. Distančne rešetke služijo za zagotovitev zahtevanega
lokacija gorivnih elementov v prečnem prerezu gorivnega sklopa in so nameščeni v osrednji cevi. Pritrditev distančnih rešetk omogoča, da se med toplotnim raztezanjem gorivnih elementov premikajo vzdolž osi za razdaljo 3,5 m. Najbolj oddaljena distančna mreža je nameščena na ključu, da se poveča togost proti zvijanju nosilca.

Distančna mreža je sataste strukture in je sestavljena iz osrednjega, vmesnega pola, dvanajstih perifernih celic in roba, ki so med seboj povezani s točkovnim varjenjem. Obod je opremljen z distančnimi izboklinami.

riž. 2.31. FA RBMK-1000:
1 - vzmetenje; 2 - adapter; 3 - steblo; 4 - gorivna palica; 5 - podporna palica; 6 - puša; 7 - konica; 8 - matica

Osrednja cev gorivnih elementov ima na koncu pravokoten rez polovice premera za spajanje gorivnih elementov med seboj v kanalu. To zagotavlja potrebno poravnavo gorivnih palic obeh gorivnih sklopov in preprečuje njuno vrtenje glede na drugo.

Gorivni elementi so togo pritrjeni v končnih rešetkah gorivnega sklopa (na zgornji in spodnji meji jedra), med delovanjem reaktorja pa je zaradi toplotnega raztezanja izbrana reža v središču jedra. Zmanjšanje razdalje med gorivnimi palicami v središču sredice zmanjša toplotni val in zniža temperaturo goriva in konstrukcijskega materiala v območju čepa gorivne palice. Uporaba dveh gorivnih elementov v višini sredice omogoča, da vsak sklop deluje tako v območju največjega kot najmanjšega sproščanja energije v višino.

Vsi deli gorivnega sklopa razen palice in distančnih rešetk so izdelani iz cirkonijeve zlitine. Palica, ki služi za povezavo sklopa z vzmetenjem, in distančne rešetke so izdelane iz nerjavečega jekla X18N10T.

Analiza termohidravličnih in trdnostnih karakteristik reaktorja RBMK-YOO je pokazala razpoložljive rezerve za povečanje moči naprave. Povečanje kritične moči procesnega kanala, to je moči, pri kateri pride do krize prenosa toplote na površini gorivnih elementov, ki jo spremlja nesprejemljivo zvišanje temperature cirkonijeve obloge, smo dosegli z uvedbo ojačevalcev toplotnega prenosa. v gorivni sklop. Uporaba ojačevalnih mrež z aksialnim vrtinčenjem toka hladilne tekočine je omogočila povečanje zmogljivosti procesnega kanala RBMK-1000 za 1,5-krat. Zasnova gorivnega sklopa RBMK-1500 se od zasnove gorivnega sklopa RBMK-1000 razlikuje po tem, da se v zgornjem gorivnem sklopu uporabljajo distančne ojačevalne mreže, sicer pa zasnova gorivnega sklopa nima bistvenih razlik. Ohranjanje upora obtočnega kroga se doseže z zmanjšanjem pretoka hladilne tekočine.

Povečanje moči gorivnih elementov povzroči ustrezno povečanje linearne moči gorivnih elementov na 550 W/cm. Domače in tuje izkušnje kažejo, da ta raven linearne moči ni meja. Na številnih postajah v ZDA so največje linearne moči 570-610 W/cm.

Za namestitev in zamenjavo ohišja tehnološkega kanala med delovanjem, pa tudi za organizacijo zanesljivega odvajanja toplote za grafitne zidove v kanal, so na njegovem srednjem delu nameščeni "trdi kontaktni" obroči (slika 2.32). Razcepni obroči višine 20 mm so nameščeni po višini kanala blizu drug drugega tako, da ima vsak sosednji obroč vzdolž valjaste površine zanesljiv stik bodisi s kanalsko cevjo bodisi z notranjo površino grafitnega zidaka, kot tudi kot na koncu drug z drugim. Najmanjše dopustne reže kanal-obroč in obroč-blok se določijo iz pogoja, da kanal ni zataknjen v zidu zaradi radiacijskega krčenja grafita in posledično povečanja premera kanala.

lezenje materiala cevi. Rahlo povečanje rež bo povzročilo poslabšanje odvajanja toplote iz grafita zidu. Na zgornjem delu telesa kanala je privarjenih več puš, namenjenih izboljšanju odvajanja toplote iz kovinskih konstrukcij reaktorja, da se zagotovi varnost pred sevanjem in ustvarijo tehnološke osnove za izdelavo telesa kanala.

riž. 2.32. Vgradnja tehnološkega kanala v grafitni zid:
1- cev (Zr+2,5% Nb zlitina); 2 - zunanji grafitni obroč; 3 - notranji grafitni obroč; 4 - grafitni zid

Kot smo že omenili, se cirkonijeve zlitine uporabljajo predvsem za izdelavo elementov jedra reaktorja, ki v celoti izkoriščajo njihove specifične lastnosti: nevtron

»prosojnost«, toplotna odpornost, odpornost proti koroziji in sevanju itd. Za izdelavo drugih delov reaktorja se uporablja cenejši material - nerjavno jeklo. Kombinacijo teh materialov določajo konstrukcijske zahteve ter ekonomski vidiki materialov in tehnologije. Razlika v fizikalnih, mehanskih in tehnoloških lastnostih cirkonijevih zlitin in jekel povzroča problem njihove povezave.

V industrijskih reaktorjih je znano mehansko povezovanje jekla s cirkonijevimi zlitinami, na primer v kanadskih reaktorjih Pickering-2, -3 in -4 povezava kanalskih cevi iz cirkonijeve zlitine s končnimi priključki iz kaljenega nerjavnega jekla ( Slika 2.33) je bila izdelana z valjanjem. Vendar pa takšne spojine zadovoljivo delujejo pri temperaturah 200-250 °C. Spoje med jeklom in cirkonijem z talilnim varjenjem (argon-oblok) in varjenjem v trdni fazi so preučevali v tujini. Varjenje z argonom se izvaja pri višjih temperaturah kot pri varjenju v trdni fazi, kar povzroči nastanek plasti krhkih intermetalnih spojin v območju spoja, ki negativno vplivajo na mehanske in korozijske lastnosti zvara. Med metodami, ki se proučujejo za spajanje cirkonijevih zlitin z jeklom v trdni fazi, so eksplozivno varjenje, kovanje spojev, vtiskovanje, tlačno varjenje, stiskanje spojev, uporovno trdo spajkanje, torno varjenje itd.

Vendar pa vsi ti priključki niso uporabni za cevi procesnega kanala reaktorja RBMK, saj so vsi namenjeni

delati pod drugimi parametri in ne morejo zagotoviti zahtevane gostote in trdnosti.

Srednji cirkonijev del kanala RBMK, ki se nahaja v jedru reaktorja, je povezan s končnimi sklopi iz nerjavečega jekla s posebnimi jekleno-cirkonijevimi adapterji. Jekleno-cirkonijevi adapterji so izdelani z difuzijskim varjenjem.

Varjenje poteka v vakuumski komori zaradi močnega stiskanja delov iz cirkonijeve zlitine in nerjavečega jekla, segretih na visoko temperaturo drug proti drugemu. Po mehanski obdelavi dobimo adapter, katerega en konec je iz cirkonijeve zlitine, drugi iz nerjavečega jekla. Za zmanjšanje napetosti, ki nastanejo v povezavi z veliko razliko v koeficientih linearnega raztezanja cirkonijeve zlitine (a = 5,6 * 10 -6 1 / ° C) in jekla 0Х18Н10Т (a = 17,2 * 10 -6 1 / ° C), uporablja se povoj iz bimetalnih vroče stiskanih cevi (jekleni razred 0Х18Н10Т + jekleni razred 1Х17Н2) (a = 11 * 10 -6 1 / ° С).

Povezava adapterja s cirkonijevo cevjo z zunanjim premerom 88 in debelino stene 4 mm se izvede z varjenjem z elektronskim žarkom. Za zvare veljajo enake zahteve glede trdnosti in korozijskih lastnosti kot za glavno cev. Razviti načini varjenja z elektronskim žarkom, metode in načini mehanske in toplotne obdelave zvarov in toplotno prizadetih območij so omogočili pridobitev zanesljivih vakuumsko tesnih jekleno-cirkonijevih varjenih spojev.

Druga življenjska doba kanalskih reaktorjev

Prihodnje leto bo minilo 70 let od zagona prve kanalske reaktorske elektrarne. Zakaj je danes razvoj tehnologije onemogočen in kdo se s tem ne strinja? Aleksej Slobodčikov, glavni oblikovalec reaktorskih naprav za močnostni kanal, direktor oddelka JSC NIKIET, pojasnjuje in odgovarja.

Najprej nekaj besed o zgodovini kanalskih reaktorjev. Njihov pojav je bil tesno povezan z nastankom same jedrske industrije, tako vojaško-industrijskega kompleksa kot energetskega sektorja.

Prvi kanalski reaktor je bil zagnan 19. junija 1948 v regiji Čeljabinsk. Razvoj industrijskega reaktorja A je izvedel glavni konstruktor Nikolaj Antonovič Dolležal, znanstveni projekt pa je vodil Igor Vasiljevič Kurčatov. Seveda je bil glavni namen reaktorja proizvodnja plutonija za orožje in prva stopnja razvoja industrije kanalskih reaktorjev je neločljivo povezana z obrambnimi vprašanji.

Prvi reaktorji so bili izključno utilitarni. Temeljijo na diagramu poteka in odsotnosti zaprte zanke. V procesu razvoja operativnih rešitev je postalo mogoče preiti na uporabo reaktorja v klasičnem industrijskem smislu - kot del energetskega kompleksa. Reaktor sibirske jedrske elektrarne, zgrajen leta 1958, je prvi uresničil to nalogo. V tem obdobju so se začele odpirati možnosti za uporabo jedrske energije v miroljubne namene.

Prva jedrska elektrarna s kanalskim uran-grafitnim reaktorjem je bila zgrajena v Obninsku. Po energetskih standardih je imel reaktor AM nizko moč - le 5 MW. Toda kljub temu je njegovo ustvarjanje, načrtovanje in delovanje (večinoma v raziskovalnem načinu) omogočilo reševanje vprašanj, povezanih s preučevanjem materialov in njihovega obnašanja med proizvodnjo električne energije z jedrskim reaktorjem.

Izhodišče
Po zagonu jedrske elektrarne v Obninsku je naslednja faza postaja Beloyarsk. Ta projekt je bil drzen ne samo za svoj čas, ampak tudi za reaktorsko tehniko nasploh. V jedrski elektrarni Beloyarsk je bila implementirana tehnologija pregrevanja jedrske pare, ki je omogočila znatno povečanje učinkovitosti elektrarne in se približala tistim kazalcem, ki so značilni za elektrarne na fosilna goriva. Po tem se je na prelomu 1960–1970 let pojavila priložnost za začetek razvoja in gradnje reaktorja RBMK-1000.

Zagon reaktorja RBMK-1000 je postal izhodišče za obsežno uporabo jedrske energije v nacionalnem gospodarstvu. To je bil prvi večmilijonski blok, ki je dolgo ostal edini s takšno zmogljivostjo.

Prva elektrarna z reaktorji RBMK je bila zagnana decembra 1973 v jedrski elektrarni Leningrad. Nato je bilo v sedemdesetih in osemdesetih letih prejšnjega stoletja zaporedno zagnanih 17 elektrarn z reaktorji RBMK.

Danes v Rusiji deluje 11 takšnih elektrarn na območjih jedrskih elektrarn Leningrad, Kursk in Smolensk. Štiri elektrarne so bile zgrajene v Ukrajini, še dve pa na ozemlju Litovske SSR. Moč slednjega so povečali za 1,5-krat - na 1500 MW (nazivna električna moč). Ti agregati so bili takrat najmočnejši in v bližnji prihodnosti za rusko jedrsko industrijo še vedno ostajajo omejitev moči posameznega agregata.

Biografija

Aleksej Vladimirovič SLOBODČIKOV
rojen leta 1972. Diplomiral na Moskovski državni tehnični univerzi. N. E. Bauman z diplomo iz jedrskih elektrarn.

Od leta 1995 dela v JSC NIKIET. Trenutno je na položaju glavnega oblikovalca reaktorskih elektrarn močnostnega kanala, direktorja oddelka.

Za svoj prispevek k delu pri obnavljanju lastnosti virov reaktorjev RBMK je A. Slobodchikov kot del avtorske skupine prejel nagrado vlade Ruske federacije. Ustvarjanje in industrijska implementacija te edinstvene tehnologije, ki jo je razvil NIKIET skupaj z vodilnimi podjetji v industriji, rusko znanostjo in industrijo, omogoča vzdrževanje jedrskih elektrarn s takšnimi reaktorji v enotnem energetskem sistemu Rusije, dokler se ne zaženejo nadomestne zmogljivosti.

O sedanjosti, preteklosti in prihodnosti RBMK
Če govorimo o deležu reaktorjev RBMK v energetski bilanci, potem se ta številka glede na leto giblje okoli 39–41%. Doslej se še naprej uporabljajo le enote, zgrajene v letih 1970–1980. Prvi od njih je bil lansiran leta 1973, najmlajši - tretji blok postaje Smolensk - pa leta 1990. Ob upoštevanju izkušenj z delovanjem uran-grafitnih reaktorjev je bila življenjska doba RBMK določena v fazi načrtovanja - 30 let.

Tukaj je vredno narediti majhno opombo. Zgodovina razvoja celotnega kanalskega sektorja - če govorimo posebej o reaktorjih RBMK - je proces njegovega izboljšanja in posodobitve v skladu z najnovejšo tehnologijo v določenem trenutku. Na primer, nemogoče je primerjati tehnično stanje reaktorja leta 1973 (kot na primer v Leningrajski jedrski elektrarni) s tem, kar imamo danes. V več kot 40 letih so se zgodile pomembne spremembe v krmilnih sistemih, varnosti, samem gorivnem ciklu in fiziki jedra.

Nesreča v Černobilu je postala črna stran v zgodovini razvoja kanalske in svetovne reaktorske gradnje na splošno. Toda po tem so bili sprejeti ustrezni zaključki. Zdaj se reaktor RBMK imenuje "černobilski reaktor", vendar to ni povsem pravilna definicija. Nemogoče je primerjati, kar je bilo, s tem, kar imamo danes. Nenehen proces posodabljanja, o katerem sem govoril, je na prelomu 1990–2000 let omogočil, da se je postavilo vprašanje podaljšanja življenjske dobe reaktorjev na 45 let. Tako se bo podaljšana življenjska doba prve enote Leningrajske jedrske elektrarne končala leta 2018, obratovanje tretje enote postaje Smolensk pa leta 2035.

O grafitnih elementih in napovedovanju ukrivljenosti
Obstajajo različne vrste kanalskih reaktorjev. Na primer, v Kanadi so osnova jedrske energije reaktorji CANDU s težko vodo. Pri nas obratujejo samo uran-grafitni kanalski reaktorji. Grafit je netrivialen material, njegove lastnosti niso podobne jeklu ali betonu. Študija grafita kot elementa aktivne cone se je začela od prvega dne delovanja industrijskih naprav.

Že takrat je bilo jasno, da je ta material pod vplivom visokih temperatur in visokoenergijskih tokov podvržen degradaciji. Hkrati spremembe fizikalnih in mehanskih lastnosti grafita ter njegove geometrije vplivajo na stanje jedra kot celote. To vprašanje niso podrobno preučevali le sovjetski znanstveniki. Spremembe agregatnega stanja grafita so zanimale tudi naše ameriške kolege.

Eden glavnih problemov je spreminjanje geometrije grafitnih elementov. Sredica reaktorja RBMK je sestavljena iz grafitnih stebrov. Vsak steber je visok 8 metrov in je sestavljen iz 14 grafitnih blokov - paralelopipedov višine 600 mm in prečnega prereza 250x250 mm. Skupaj je 2,5 tisoč takih stolpcev.

Samo jedro ima višino 7 metrov, dolžina gorivnega sklopa, ki se nahaja v njem, je prav tako 7 metrov, skupna dolžina gorivnega modula pa 16 metrov.

Treba je razumeti, da je aktivna cona ena sama celota, zato se spremembe v enem elementu vzdolž verige - kot kumulativni učinek - najprej prenesejo na bližnja območja, nato pa lahko zajamejo celotno geometrijo aktivne cone. Eden najbolj negativnih dejavnikov pri spremembah grafitnih blokov je ukrivljenost stebrov in posledično deformacije kanalov za gorivo in kanalov krmilnih palic.

Med namestitvijo so vsi stebri seveda navpični, med delovanjem pa se ta navpičnost izgubi. Če se spet obrnemo v zgodovino, vidimo, da se je za industrijske naprave in prve uran-grafitne reaktorje ta proces začel že v prvih letih delovanja. Hkrati so bili razumljeni mehanizmi tega pojava. Med razvojem reaktorja RBMK so bili nekateri procesi onemogočeni s konstrukcijskimi rešitvami.

Nemogoče se je popolnoma znebiti sprememb. Njihov videz je težko predvideti. Pri 45-letni življenjski dobi reaktorja je bilo predvideno, da bo proces sprememb prešel v aktivno fazo na prelomu 43–44 let. Izkazalo pa se je, da smo na prehodu v 40. leto delovanja naleteli na težavo. To pomeni, da je bila napaka napovedi približno tri leta.

Leta 2011 so bile v prvi enoti postaje Leningrad zabeležene spremembe v geometriji: ukrivljenost procesnih kanalov (jedrsko gorivo - v njih so nameščeni gorivni elementi), kanali krmilnih in zaščitnih palic. Rad bi vas opozoril na dejstvo, da delovanje RBMK zahteva stalno spremljanje parametrov, ki določajo varnost. S pomočjo ultrazvočnega testiranja se spremlja premer kanalov ter ukrivljenost, celovitost in medsebojno stanje elementov, ki določajo delovanje v različnih (tako nominalnih kot prehodnih) režimih. Ko je bil med načrtovanim spremljanjem odkrit začetek procesa spreminjanja, je postalo jasno: ko se bo proces začel, bo njegova hitrost precej visoka; obratovanje reaktorske naprave v takih pogojih zahteva dodatne rešitve.

Glavni kazalniki reaktorjev RBMK

Iskanje pravih rešitev
Ko so procesni kanali in krmilne palice ukrivljeni, je treba najprej zagotoviti brezpogojno delovanje aktuatorjev krmilnih in zaščitnih sistemov ter gorivnih sklopov v pogojih spreminjanja geometrije.

Prav tako je treba potrditi sposobnost tehnoloških kanalov, ki delujejo v pogojih upogiba, da ohranijo trdnostne lastnosti. V prvem bloku postaje Leningradskaya je število tehnoloških kanalov 1693 in noben od njih pri delovanju v pogojih ukrivljenosti ni ogrožen z vidika njegove učinkovitosti.

Druga pomembna točka: zagotoviti je treba vse tehnološke operacije, povezane z nakladanjem in razkladanjem gorivnih elementov. Posebna značilnost, ki je tudi prednost, reaktorja RBMK je sposobnost delovanja v pogojih stalne preobremenitve. Zasnova omogoča preobremenitev med delovanjem neposredno pri moči. To zagotavlja prilagodljiv gorivni cikel, oblikovanje jedra in povečano izgorevanje. Pravzaprav to določa ekonomičnost: reaktor ne deluje v kampanjah, deluje v načinu stalne preobremenitve.

V letu 2011 so bila na postaji Leningrad opravljena številna dela, ki so potrdila delovanje elementov reaktorske naprave v pogojih odklona do 100 mm. Po tem je bila prva enota Leningrajske jedrske elektrarne za kratek čas zagnana pod okrepljenim nadzorom parametrov. Sedem mesecev kasneje so ga ponovno ustavili zaradi razširjenega nadzora geometrije: zabeležili so razvoj procesa, povezanega s spremembo oblike niza grafita. Potem je postalo jasno, da je nadaljnje delovanje reaktorja nemogoče. Maja 2012 je bila ustavljena prva enota postaje Leningrad.

Istočasno je bil zabeležen začetek sprememb v drugem bloku Leningrajske jedrske elektrarne in v drugem bloku jedrske elektrarne Kursk. Ugotovljeni upogibi so pokazali, da se proces bliža aktivni fazi.

Zahtevana je bila rešitev, ki bi bila uporabna za vse bloke jedrskih elektrarn Leningrad, Kursk in Smolensk z reaktorji RBMK. Upoštevalo se je več načinov. Možno je bilo uporabiti pasivno metodo nadzora ukrivljenosti, vendar je postalo očitno, da so procesi razgradnje grafita in posledično spremembe oblike povezani s stopnjo škodljivih dejavnikov. Najprej s temperaturo in hitrim nevtronskim tokom.

V skladu s tem so lahko pasivne metode nadzora tega procesa naslednje: radikalno, do 50%, zmanjšanje moči pogonskih enot, da se pojavi pomemben učinek; ali njihovo delovanje v sezonskem načinu. To pomeni, da enota deluje štiri mesece, nato sedi več mesecev. Toda te metode so bile primerne samo za tiste reaktorje, kjer proces sprememb ni šel daleč.

Druga smer - aktivna, kot smo jo takrat imenovali - je razvoj in implementacija tehnologij popravljanja. Njihova periodična uporaba bi omogočila daljše obratovanje reaktorja.

Zakaj smo sploh govorili o možnosti popravila? Pri odgovoru na to vprašanje se moramo vrniti k izkušnjam industrijskih naprav, saj zanje problem spreminjanja oblike obstaja že več desetletij. V reaktorju sibirske jedrske elektrarne EI-2 so zabeležili znatne upogibe kanala. Če je bil za reaktor RBMK upogib 100 mm, potem so upogibi procesnih kanalov v reaktorju EI-2 dosegli 400 mm.

Z različnimi tehnološkimi prijemi, na primeru industrijskih naprav, je bila prikazana možnost delne sanacije grafitnih zidov. Tudi izkušnje s samim reaktorjem RBMK so pokazale, da je grafitni sklad zapleten, velik element, vendar do neke mere popravljiv. Na vsakem agregatu z RBMK so bili zamenjani tehnološki kanali - to je bilo med drugim posledica vpliva na grafitne zidove.

Obsežne izkušnje, pridobljene v projektantskih inštitutih in neposredno v obratih na področju popravil v jedru, so omogočile ustvarjanje in implementacijo novih tehnologij popravil.

Analiza uporabljenih tehnoloških metod na industrijskih napravah je pokazala, da je njihova uporaba za reaktor RBMK iz različnih razlogov nemogoča. Nekatere operacije so neučinkovite v pogojih RBMK; drugi so nemogoči z vidika oblikovnih značilnosti. Inženirji in oblikovalci so začeli iskati nove rešitve. Potrebna je bila tehnologija, ki bi omogočala neposreden vpliv na vzrok spremembe oblike in geometrije posameznega grafitnega bloka, torej zmanjšala njegovo prečno velikost.

Obseg problema je zahteval postopno razgradnjo reaktorjev RBMK. Leta 2012 - prvi, leta 2013 - drugi blok postaje Leningrad; leta 2012 - drugi blok postaje Kursk; V letih 2012–2014 naj bi razgradili polovico reaktorjev RBMK – 20–25 % celotne proizvodnje jedrske energije v Rusiji!

Večina strokovnjakov je razumela, da metode, ki se uporabljajo za industrijske naprave, v primeru reaktorjev zaradi različnih lastnosti ne bodo dale želenega učinka.

Prihodki NEK z RBMK po letih

Kumulativni prihodki NEK z RBMK (2014–2035)

Odločilna odločitev
Končno se je junija 2012 pojavil zanimiv tehnični predlog. Mesec dni pozneje, julija, je v Leningrajski jedrski elektrarni pod vodstvom Sergeja Vladilenoviča Kirijenka potekal sestanek, na podlagi katerega je bila sprejeta odločitev o razvoju in izvedbi osnutka programa popravil.

Takrat nihče ni mogel dati zagotovil za uspeh. Predlagana tehnološka metoda je bila kompleksna; V prvi vrsti je to posledica dejstva, da so morali vsa dela opraviti robotski sistemi na globini približno 18 metrov, v luknji s premerom 113 mm. Poleg tega popravila niso bila opravljena na enem določenem stolpcu, ampak na celotnem reaktorju.

Dela na prvem agregatu postaje Leningrad so se začela v prvih desetih dneh januarja 2013.

Izkazalo se je, da je bil v šestih mesecih premišljen celoten kompleks operacij. To je bilo intenzivno in večfaktorsko delo, v katerega so bili vključeni trije alternativni razvijalci tehničnega kompleksa: JSC NIKIMT-Atomstroy in dve organizaciji zunaj Rosatoma.

Razvoj tehničnih sredstev je bil začetek reševanja problema. Vzporedno je bil izveden celoten kompleks računalniškega, znanstvenega in eksperimentalnega dela za potrditev in proučevanje možnosti delovanja vseh elementov jedra v pogojih ukrivljenosti v kombinaciji z vplivom tehnologije popravljanja.

Pred vstopom v reaktor, tudi za poskusno delovanje naprav v razvoju, je bilo potrebno obsežno testiranje tehnologije. Seveda je bilo prednostno načelo »ne škodi«, saj je bilo vsako dejanje nepovratno. Zato je bilo treba preveriti vsak korak v fazi razvoja tako tehnologije kot opreme.

Na raziskovalnem inštitutu ENITs v Elektrogorsku so bili na stojalu, ki je bilo ustvarjeno prej za druge teste, izvedeni obsežni testi opreme tako za rezanje grafitnih stebrov kot za uporabo sile na elemente grafitnih zidov. Posebna pozornost je bila namenjena vprašanjem zagotavljanja sevalne varnosti. Pri kakršnih koli mehanskih posegih odstranjevanja grafita (ki je radioaktiven material) je treba upoštevati, da ne sme priti v stik z okoljem.

Vse to je bilo temeljito preizkušeno v pogojih preskusne naprave. Naj še enkrat poudarim: s tovrstnim delom nismo imeli izkušenj, zato so vsi pripravljalni procesi potekali postopoma. Vsi tehnični materiali so bili temeljito pregledani s strani Rostechnadzorja. Po potrebi so bile narejene prilagoditve in dopolnitve. Šele po vseh teh postopkih smo dobili dovoljenje in začeli delati na postaji Leningrad. Izvajali so jih v več fazah: prvih devet celic, ena vrsta, nato tri vrste, pet vrst, in šele nato je bila sprejeta odločitev o učinkovitosti tehnologije in možnosti njene uporabe za celotno napravo.

Tehnologija, kot je
Osnovni vzrok za spremembo oblike grafitnega zidu je sprememba geometrije grafitnega bloka. Po dolgotrajni uporabi grafit preide v tako imenovano fazo "nabrekanja": njegove plasti, ki so najbolj izpostavljene temperaturi in fluenci, povečajo gostoto. In zunanje plasti grafitnega bloka se še naprej krčijo. Pojavi se notranja napetost, ki povzroči nastanek razpok.

Širina navpične razpoke v grafitnem bloku se s časom povečuje. Tako se geometrijske dimenzije grafitnega bloka, prvotno 250x250 mm, povečajo na 255x257 mm. Ker je v zidu na tisoče grafitnih blokov, ki so v stiku drug z drugim, pojav velikega števila razpok v njih in povečanje njihovih geometrijskih dimenzij vodita do dejstva, da se začnejo potiskati in postopoma premikati od središča na obrobje, ki določa spremembe v geometriji.

Pojav ukrivljenosti je povezan tudi z nevtronskim tokom, ki je videti kot polica z upadom na obrobju. Pravzaprav se celotna polica obnaša enako. V eni vrsti je 24 grafitnih blokov in vsak odrine svojega soseda: recimo, da prvi blok potisne za 2 mm, naslednji še za 2 mm, vse to se sešteje in rezultat so precej visoke odklonske puščice na obodu.

Mehanika tega procesa je bila potrjena med meritvami prvega agregata postaje Leningrad, kar je omogočilo razvoj tehnologije popravila. Odboj, povezan z nastankom razpok in povečanjem geometrije, sta temeljna vzroka za spremembe oblike celotnega grafitnega zidu. Od tod sklep: kot razbremenilni ukrep je treba zmanjšati prečne dimenzije grafitnega bloka.

Celotna tehnologija temelji na dejstvu, da če je negativni dejavnik povečanje velikosti, potem bo pozitiven dejavnik njegovo zmanjšanje. Ta tehnologija vključuje, brez ustavljanja na vmesnih stopnjah, tri operacije za eno celico, ki so na prvi pogled videti precej preproste. Prvič: z rezalnim orodjem se grafitni bloki režejo navpično. Širina reza se zaporedno spreminja od 12 do 36 mm - grafitni blok se razreže na obeh straneh, "presežek" pa se pri tem odstrani. Druga operacija je združevanje rezanih grafitnih blokov, ki so bili strojno obdelani. Tretja operacija je obnovitev luknje.

Za obnovitev geometrije reaktorja kot celote se razvija shema, ki upošteva vpliv celic, ki se nahajajo na obrobju, na sredino in obratno. Ta medsebojni vpliv je odločilni dejavnik pri izbiri sheme popravila, kar posledično vpliva na količino dela. Tako je za prvi blok postaje Leningradskaya obseg popravil v letu 2013 znašal 300 celic od skupnega števila 1693.

Osnovna načela tehnologije popravljanja

Za popravila se izbereta konstrukcija in geometrijski položaj tistih celic, ki bo zmanjšal celotno ukrivljenost, kar bo omogočilo nadaljnje delovanje reaktorja.

Skupaj z razvojem tehnologije popravil in njenim izvajanjem se izvaja celoten znanstveni, tehnični in računski sklop ukrepov, ki potrjujejo možnost delovanja vseh elementov reaktorske naprave po končanem delu in v pogojih nenehnih deformacij.

Mnoga industrijska podjetja so sodelovala pri delu za utemeljitev možnosti obratovanja reaktorske elektrarne po popravilu: NIKIET, VNIIAES, VNIIEF, OKBM im. I. I. Afrikantova, ENITs, NIKIMT.

Splošno koordinacijo je izvajal NIKIET. Bil je tudi generalni izvajalec pri razvoju, študiji izvedljivosti in popravilu pogonske enote jedrske elektrarne Leningrad.

Splošna naloga
Pri tako velikem številu udeležencev v procesu ni bilo težav v interakciji med njimi. Delo v jedrski elektrarni Leningrad je postalo eden od osupljivih primerov skupnega vzroka, ki je dosegel rezultat, formuliran na naslednji način: razviti in implementirati tehnologijo, izvesti popravila in upravičiti možnost nadaljnjega delovanja, določiti optimalne pogoje. Pri izvedbi vseh operacij je bila upoštevana tudi nadaljnja razgradnja grafita in posledično sprememba oblike.

Zagon prvega bloka postaje Leningrad je potekal novembra 2013. Od odločitve do zagona agregata je minilo malo več kot leto dni. Kot rezultat smo razvili tehnično rešitev, ki nam omogoča povrnitev funkcionalnosti grafitnega sklada in podaljšanje življenjske dobe reaktorja s ponavljanjem podobne operacije.

Druga značilnost postopka za obnovitev značilnosti virov (tako se imenujejo takšna popravila) je, da iz te operacije ni mogoče narediti novega reaktorja. To pomeni, da se bo proces oblikovanja nadaljeval: omejeno število celic se izreže, ostanejo celice, ki jih ni mogoče popraviti, zato se bo proces oblikovanja in s tem ukrivljenosti nadaljeval. Njegova hitrost je določena s sekvenčnim krmiljenjem.

Metodologija pomeni naslednje: pri kontroliranem procesu se z njegovo numerično napovedjo določi čas popravila, pogostost izvajanja in servisni intervali med popravili. Seveda je treba ta postopek ciklično ponavljati. Do danes je bila obnova značilnosti virov grafitnega zidu izvedena v dveh energetskih enotah postaje Leningrad: prvi in ​​drugi - ter na prvi stopnji postaje Kursk (tudi prvi in ​​drugi energetski blok).

Od leta 2013 do 2017 je bila tehnologija močno posodobljena. Na primer, skrajšal se je čas, potreben za dokončanje del, optimizirane so bile tehnološke operacije, stroški pa so se znatno znižali - skoraj večkrat v primerjavi z energetskimi enotami Leningrajske jedrske elektrarne. Lahko rečemo, da je tehnologija uvedena v industrijsko uporabo.

Splošna zasnova reaktorja RBMK-1000

"Srce" jedrske elektrarne je reaktor, v jedru katerega se vzdržuje verižna reakcija cepitve uranovih jeder. RBMK je kanalski vodno-grafitni reaktor, ki uporablja počasne (toplotne) nevtrone. Glavno hladilo v njem je voda, moderator nevtronov pa je grafitni zid reaktorja. Zid je sestavljen iz 2488 navpičnih grafitnih stebrov z osnovo 250x250 mm in notranjo luknjo premera 114 mm. 1661 stebrov je namenjenih za vgradnjo kanalov za gorivo v njih, 211 - za kanale krmilnega in zaščitnega sistema reaktorja, ostalo pa so stranski reflektorji.
Reaktor je enokrožni, z vrelnim hladilnim sredstvom v kanalih in neposrednim dovodom nasičene pare v turbine.

Jedro, gorivne palice in kasete za gorivo

Gorivo v RBMK je uranov dioksid-235 U0 2, stopnja obogatitve goriva z U-235 je 2,0 - 2,4%. Strukturno se gorivo nahaja v gorivnih elementih (gorivnih elementih), ki so palice iz cirkonijeve zlitine, napolnjene s peletami sintranega uranovega dioksida. Višina gorivnega elementa je približno 3,5 m, premer 13,5 mm. Gorivne palice so zapakirane v gorivne sklope (FA), ki vsebujejo po 18 gorivnih palic. Dva zaporedno povezana gorivna sklopa tvorita kaseto za gorivo, katere višina je 7 m.
Voda se dovaja v kanale od spodaj, opere gorivne palice in segreje, del pa se spremeni v paro. Nastala mešanica pare in vode se odstrani iz zgornjega dela kanala. Za regulacijo pretoka vode so na vhodu v vsak kanal nameščeni zaporni in regulacijski ventili.
Skupni premer jedra je ~ 12 m, višina ~ 7 m Vsebuje približno 200 ton urana-235.

CPS

Krmilne palice so namenjene regulaciji radialnega polja sproščanja energije (PC), avtomatski regulaciji moči (AP), hitri zaustavitvi reaktorja (A3) in regulaciji višinskega polja sproščanja energije (USP), palice USP pa z dolžine 3050 mm se odstranijo iz jedra navzdol, vsi ostali z dolžino 5120 mm pa navzgor.
Za spremljanje porazdelitve energije po višini sredice je predvidenih 12 kanalov s sedemsekcijskimi detektorji, ki so enakomerno nameščeni v osrednjem delu reaktorja izven mreže gorivnih kanalov in krmilnih palic. Porazdelitev energije vzdolž polmera sredice se spremlja z detektorji, nameščenimi v osrednjih ceveh gorivne enote v 117 kanalih za gorivo. Na stikih grafitnih stebrov reaktorskega zidu je predvidenih 20 vertikalnih lukenj premera 45 mm, v katere so nameščeni triconski termometri za spremljanje temperature grafita.
Reaktor krmilijo palice, enakomerno razporejene po reaktorju, ki vsebujejo element, ki absorbira nevtrone - bor. Palice premikajo posamezni servo motorji v posebnih kanalih, katerih zasnova je podobna tehnološkim. Palice imajo svoj vodni hladilni krog s temperaturo 40-70°C. Uporaba palic različnih izvedb omogoča uravnavanje sproščanja energije po celotnem volumnu reaktorja in po potrebi hitro zaustavitev.
V RBMK je 24 palic AZ (zaščita v sili). Avtomatske krmilne palice - 12 kosov. Obstaja 12 lokalnih avtomatskih krmilnih palic, 131 ročnih krmilnih palic in 32 skrajšanih absorberskih palic (USP).


1. Jedro 2. Cevovodi za paro in vodo 3. Boben-separator 4. Glavne obtočne črpalke 5. Razdelilniki točilnih skupin 6. Vodovodne cevi 7. Zgornja biološka zaščita 8. Razkladalno-nakladalni stroj 9. Spodnja biološka zaščita.

Večkratni krog prisilnega kroženja

To je vezje za odvajanje toplote iz sredice reaktorja. Glavno gibanje vode v njej zagotavljajo glavne obtočne črpalke (MCP). Skupaj je v krogu 8 glavnih obtočnih črpalk, razdeljenih v 2 skupini. Ena črpalka iz vsake skupine je rezervna črpalka. Zmogljivost glavne obtočne črpalke je 8000 m 3 / h, tlak je 200 m vodnega stolpca, moč motorja je 5,5 MW, tip črpalke je centrifugalni, vhodna napetost je 6000 V.


Poleg glavne obtočne črpalke so še dovodne črpalke, kondenzne črpalke in črpalke varnostnega sistema.

Turbina

V turbini se delovna tekočina - nasičena para - širi in opravlja delo. Reaktor RBMK-1000 oskrbuje s paro 2 turbini po 500 MW. Vsaka turbina je sestavljena iz enega visokotlačnega cilindra in štirih nizkotlačnih valjev.
Na vstopu v turbino je tlak približno 60 atmosfer, na izhodu iz turbine je para pod tlakom, nižjim od atmosferskega. Razširitev pare vodi do dejstva, da se mora pretočna površina kanala povečati; za to se višina lopatic, ko se para premika v turbini, povečuje od stopnje do stopnje. Ker para vstopi v turbino nasičena, se v turbini širi in se hitro navlaži. Najvišja dovoljena vsebnost vlage v pari običajno ne sme presegati 8-12%, da bi se izognili intenzivni erozivni obrabi rezilnega aparata s kapljicami vode in zmanjšanju učinkovitosti.
Ko je dosežena maksimalna vlažnost, se vsa para odvzame iz visokotlačnega cilindra in gre skozi separator – grelnik pare (SPP), kjer se posuši in segreje. Za segrevanje glavne pare do temperature nasičenja se uporablja para iz prvega odvzema turbine, za pregrevanje živa para (para iz separatorskega bobna), ogrevalna para pa odteka v odzračevalnik.
Po separatorju – grelniku pare gre para v nizkotlačni valj. Tukaj se med ekspanzijo para ponovno navlaži do največje dovoljene vlažnosti in vstopi v kondenzator (K). Želja, da bi iz vsakega kilograma pare dobili čim več dela in s tem povečali izkoristek, nas sili k vzdrževanju čim globljega vakuuma v kondenzatorju. V zvezi s tem sta kondenzator in večina nizkotlačnega cilindra turbine pod vakuumom.
Turbina ima sedem odvodov pare, prvi se uporablja v separatorju-pregrevalniku za ogrevanje glavne pare do temperature nasičenja, drugi odvod se uporablja za ogrevanje vode v odzračevalniku, odvzemi 3 – 7 pa za ogrevanje glavnega toka kondenzata. v PND-5 - PND-1 (nizkotlačni grelniki).

Kasete za gorivo

Za gorivne palice in gorivne sklope veljajo visoke zahteve glede zanesljivosti skozi celotno življenjsko dobo. Kompleksnost njihove izvedbe otežuje dejstvo, da je dolžina kanala 7000 mm pri relativno majhnem premeru, hkrati pa je treba zagotoviti strojno preobremenitev kaset tako pri ustavljenem reaktorju kot pri izklopljenem reaktorju. teče.

Parameter Dimenzija Magnituda Največja moč napetostnega kanala kW (toplotni) 3000-3200 Pretok hladilne tekočine skozi kanal z največjo močjo t/h 29,5-30,5 Največja masna vsebnost hlapov na izhodu iz kaset % 19,6 Parametri hladilne tekočine na vstopu v kaseto Pritisk kgf/cm 2 79,6 Temperatura °C 265 Parametri hladilne tekočine na izstopu iz kasete: Pritisk kgf/cm 2 75,3 Temperatura °C 289,3 Največja hitrost gospa 18,5 Najvišja temperatura: Zunanja površina lupine, °C 295 Notranja površina lupine °C 323

Nakladalno-razkladalni stroj (RZM)

Posebna značilnost RBMK je možnost ponovnega polnjenja kaset z gorivom brez zaustavitve reaktorja pri nazivni moči. Pravzaprav je to rutinska operacija in se izvaja skoraj vsak dan.
Namestitev stroja preko pripadajočega kanala poteka po koordinatah in natančnem vodenju do kanala z optično-televizijskim sistemom, preko katerega lahko opazujete glavo kanalskega čepa, ali s pomočjo kontaktnega sistema, v katerem je signal nastane, ko se detektor dotakne stranske površine vrha dvižnega voda kanala.
REM ima zaprto ohišje, obdano z biološko zaščito (kontejner), opremljeno z rotacijskim nabojnikom s štirimi režami za gorivne sklope in druge naprave. Obleka je opremljena s posebnimi mehanizmi za opravljanje preobremenitvenega dela.
Pri ponovnem polnjenju goriva se obleka stisne vzdolž zunanje površine dvižnega voda kanala in v njem se ustvari vodni tlak, ki je enak tlaku hladilne tekočine v kanalih. V tem stanju se zamašek sprosti, izrabljeni gorivni element z vzmetenjem odstrani, namesti nov gorivni element in zamaši zamašek. Med vsemi temi operacijami voda iz redkih zemeljskih kovin vstopi v zgornji del kanala in se po mešanju z glavnim hladilnim sredstvom odstrani iz kanala skozi odvodni cevovod. Tako je pri ponovnem polnjenju goriva zagotovljeno neprekinjeno kroženje hladilne tekočine skozi preobremenjen kanal, medtem ko voda iz kanala ne vstopi v redko zemeljsko kovino.