Эволюционное развитие проекта АЭС-2006 в части...

Эволюционное развитие проекта Эволюционное развитие проекта АЭС-2006 в части реакторной АЭС-2006 в части реакторной

установкиустановки

20102010

Минск10-11 марта 2010 г.

Г.Ф.Банюк, В.А.Мохов, Г.Ф.Банюк, В.А.Мохов, А.Е.ЧетвериковА.Е.Четвериков

ВведениеВведение

Цели:Создание реакторной установки средней мощности; Создание модернизированной реакторной установки ВВЭР-1200А на основе применения двух-петлевой компоновки и укрупнения основного оборудования. При условии: -Достижения максимально высоких КПД, КИУМ, коэффициента готовности;-Дальнейшего улучшения технико-экономических характеристики РУ: -топливоиспользования, -снижение металлоемкости РУ, - уменьшение объемов и сроков строительных и монтажных, - снижение эксплуатационных затрат

Реакторные установки ВВЭР-600 (В-498) и ВВЭР-1200А (В-501)

Подходы к проектированию

Эволюционное развитие и совершенствование оборудования и систем действующих РУ в т.ч. прямое заимствование существующего оборудования;

Характеристики безопасности на уровне мировых требований к АЭС поколения 3+;

Ориентация на требования к АЭС 4-го поколения. Удержание расплава активной зоны при тяжелой

аварии внутри корпуса реактора за счет охлаждения корпуса снаружи;

Реакторные установки ВВЭР-600 (В-498) и ВВЭР-1200А (В-501)

Концепции проектов

Сокращение объемов и сроков строительных, монтажных работ и эксплуатационных затрат за счет новых компоновочных решений, уменьшения количества оборудования, поставки на монтаж оборудования максимальной готовности;

Режим работы энергоблока - маневренный или базовый; Проектный срок службы основного оборудования не менее 60

лет; Максимальное использование сервисных возможностей для

ТОиР оборудования РУ, транспортировки свежего и отработавшего топлива;

Реакторная установка средней мощности ВВЭР-600 (В-498)

Предложения по вариантам дальнейшего Предложения по вариантам дальнейшего развития проекта АЭС-2006развития проекта АЭС-2006

Параметр Величина

Мощность тепловая, МВт 1600

Давление теплоносителя на выходе из реактора, МПа 15,716,2

Температура теплоносителя на выходе из реактора, С 326

Температура теплоносителя на входе в реактор, С 299

Расход теплоносителя через реактор, м3/ч 47140

Количество циркуляционных петель (ГЦНА), шт. 2

Давление пара на выходе из парового коллектора парогенератора, МПа

7,0

Глубина выгорания топлива, МВтсут / кг U до 70

Флюенс нейтронов на стенку корпуса за 60 лет, не более, нейтр / см2 (E>0,5 МэВ)

41019

Срок службы РУ, лет 60

КИУМ > 0,9

Режим работы маневренный, базовый

Реакторная установка ВВЭР-600 (В-498)Технические характеристики

Реакторная установка ВВЭР-600 (В-498)

Единица оборудования РУ Характеристика

РеакторНовая разработка на базе конструкции ВВЭР-1200

Парогенератор ПГВ-1000МКП (2 шт.)

ГЦНА ГЦНА-1391 (2 шт.)

Главный циркуляционный трубопровод

«Горячие» и «Холодные» нитки - Ду850

Компенсатор давления, барботер

ВВЭР-1200

Оборудование для ТТО ВВЭР-1200

Емкость САОЗ (ГЕ-1) ВВЭР-1200 (4 шт.)

Емкость СПЗАЗ (ГЕ-2) аналог ВВЭР-1200 (4 шт.)

Основное оборудование

Техническая характеристика

Тепловая мощность реактора, МВт

1600

Давление на выходе из реактора, МПа

15,716,2

Температура теплоносителя, °С: - на входе в реактор - на выходе из реактора

299326

Расход теплоносителя через реактор, м³/ч

47140

Основное оборудование РУ ВВЭР-600 (В-498)Реактор

9

Реакторная установка ВВЭР-600Парогенератор (вариант 1 и 3)

Парогенератор ПГВ-1000МКП заимствован из проекта ВВЭР-1200

10

Реакторная установка ВВЭР-600Компенсатор давления

Компенсатор давления заимствован из РУ ВВЭР-1200 и обеспечивает:

Пассивную (без увеличения / уменьшения подпитки) компенсацию температурных расширений теплоносителя 1-го контура при изменении мощности во всем диапазоне;

Экономию ресурса оборудования системы подпитки-продувки;

Снижение циклических нагрузок на оборудование РУ (ГЦТ, КД).

11

Реакторная установка ВВЭР-600Главный циркуляционный насосный агрегат

ГЦНА-1391 (заимствован из РУ ВВЭР-1200 ):

Водяная смазка главных упорного и радиального подшипников;Маховик для увеличения времени выбега при обесточивании;Электродвигатель с водяной смазкой и охлаждением.

12

Компоновочные решения

Реакторная установка ВВЭР-600

13

Компоновочные решения

Основные достоинства компоновки РУ ВВЭР-600:

Оборудование размещено в изолированных боксах, что обеспечивает отсутствие зависимых отказов и радиационную защиту персонала;

Перегрузка отработанного топлива из реактора в бассейн осуществляется под защитным слоем воды;

Реализована 100% контролепригодность и ремонтопригодность оборудования и трубопроводов;

Компактное размещение оборудования позволяет обеспечить внутренний диаметр гермооболочки 36 м.


14

Цели оптимизации систем безопасности


Обеспечение уровня безопасности не ниже требований к АЭС поколения «3+»;

Оптимизация схемных решений активных и пассивных каналов с целью сокращения количества единиц оборудования;

Сокращение объемов и сроков строительных, монтажных работ;

Снижение капитальных затрат и затрат на эксплуатацию (обслуживание, контроль, ремонт).

Системы безопасности РУ ВВЭР-600

15

Реакторная установка ВВЭР-600Системы безопасности РУ ВВЭР-600

Проектные основы СБ

референтность технических решений;

построение комплекса систем безопасности с использованием активных и пассивных систем;

преодоление проектных аварий пассивными системами безопасности;

непревышение предела безопасной эксплуатации по количеству поврежденных твэлов для всего перечня проектных исходных событий, включая аварии;

взаимное резервирование активных и пассивных систем;

16


Проектные основы СБ

2-х-канальная структура активных систем безопасности;

2-х-канальная структура пассивных систем безопасности, подключенных ко второму контуру;

4-х-канальная структура пассивных систем безопасности, подключенных к первому контуру;

исключение зависимых от исходного события одновременных отказов каналов пассивных и активных систем;

резервирование 2-х-канальной системы аварийного электропитания при выводе в ремонт общестанционным дизель-генератором;

удержание расплава активной зоны в корпусе реактора при внешнем и внутреннем охлаждении;.

17


Подключение ГЕ и САОЗ НД к разным точкам первого контура (реактору и ГЦТ соответственно);

Возможность отсечения оператором канала САОЗ ВД от подачи в течь при управлении аварией с разрывом трубопровода ГЕ.

Схемные решения, исключающие зависимые от исходного события одновременные отказы каналов

пассивных и активных систем

18

Подключение САОЗ ВД и САОЗ НД к разным точкам первого контура;

Возможность отсечения оператором канала САОЗ ВД от подачи в течь при управлении аварией с разрывом ГЦТ.


Схемные решения, исключающие зависимые от исходного события одновременные отказы каналов

САОЗ ВД и САОЗ НД

19

Схемные решения по подключению пассивных СБ к первому контуру

ГЕ первой ступени – четыре канала;

ГЕ второй ступени – четыре канала.


20

Взаиморезервирование систем отвода тепла от второго контура

АПЭН+БРУ-А – два канала;

СПОТ – два канала.


21

Реакторная установка ВВЭР-600Результаты оптимизации систем безопасности

ВВЭР-1200

ВВЭР-600

НВД ННД

ГЕ-1

ТО САОЗ

АПЭН

Каналы СПОТ

ТО САОЗ

АПЭН

Каналы СПОТ

НВД ННД ГЕ-1 ГЕ-2

ДГ

ДГ

Результаты оптимизации структуры систем безопасности:

Снижение стоимости СБ;

Сокращение сроков монтажа оборудования СБ;

Сокращение сроков и объемов ТО и Р;

Снижение затрат на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений, связанных с СБ.

Системы безопасности РУ ВВЭР-600 (В-498)

Дальнейшая оптимизация параметров РУ; Оптимизация компоновочных решений; Совершенствование оборудования Оптимизация характеристик ГЕ-1, ГЕ-2, СПОТ; Оптимизация характеристик активных систем безопасности; Сокращение массо-габаритных характеристик, укрупнение поставочных узлов.

Эволюционное развитие проекта АЭС-2006 Эволюционное развитие проекта АЭС-2006 в части реакторной установкив части реакторной установки

В рамках работ по повышению параметров второго контура АЭС-2006 выявилось, что увеличение давления во втором контуре приводит к исключению возможности транспортирования ПГ по железной дороге

Исключение требования транспортабельности ПГ по железной дороге приводит к возможности существенной модернизации РУ на основе применения 2-х-петлевой компоновки и укрупнения основного оборудования

В рамках работ по повышению параметров второго контура АЭС-2006 выявилось, что увеличение давления во втором контуре приводит к исключению возможности транспортирования ПГ по железной дороге

Исключение требования транспортабельности ПГ по железной дороге приводит к возможности существенной модернизации РУ на основе применения 2-х-петлевой компоновки и укрупнения основного оборудования



Реакторная установка ВВЭР-1200А

(альтернативная двухпетлевая)для энергоблока мощностью

1200 МВт (эл.)

Уменьшение диаметра гермооболочки (до 40 м. с учетом размещения бассейна выдержки внутри ГО)

Сокращение металлоемкости РУ

Сокращение сроков монтажа

Уменьшение затрат времени и дозозатрат на контроль, обслуживание и ремонт оборудования в процессе эксплуатации

Увеличение коэффициента готовности до 0,94

Уменьшение диаметра гермооболочки (до 40 м. с учетом размещения бассейна выдержки внутри ГО)

Сокращение металлоемкости РУ

Сокращение сроков монтажа

Уменьшение затрат времени и дозозатрат на контроль, обслуживание и ремонт оборудования в процессе эксплуатации

Увеличение коэффициента готовности до 0,94

Реакторная установка ВВЭР-1200А (В-501)Преимущества двухпетлевой компоновки

Единица оборудования РУ Характеристика

Реактор ВВЭР-1200

ПарогенераторГоризонтальный, новая

разработка на базе ПГВ-1500М

ГЦНАГЦНА-1391 (4 шт.) или

ГЦНА увеличенной мощности (2 шт., новая разработка)

Компенсатор давления ВВЭР-1200

Главный циркуляционный трубопровод

«Горячие»нитки – Ду1000 «Холодные» нитки - Ду850 или

Ду1000

Бассейн выдержки ВВЭР-1200

Оборудование для ТТО ВВЭР-1200

Внутренний диаметр гермооболочки

40 м. (АР-1000 – 39,6 м; АЭС-2006 – 44

м.)

Характерный высотный размер РУ (от низа корпуса реактора до рельса подкранового пути)

35,9 м.(АР-1000 – 47 м; АЭС-2006 – 33,3

м.)

Реакторная установка ВВЭР-1200А (В-501)Основное оборудование

Трубный пучок с коридорной компоновкой

Профилированный пароприемный дырчатый лист

Раздача части питательной воды в опускной участок

Увеличен радиус гиба теплообменных труб


Горизонтальный парогенератор ПГВ-1200А на базе ПГВ-1500

Основные характеристики

ПараметрВеличина

ПГВ-1000МКП ПГВ-1200А

Тепловая мощность, МВт 800 1600

Паропроизводительность, т/час 1600 3200

Температура питательной воды, 0С

225 225

Давление пара на выходе из ПГ, МПа

7,0 7,0

Диапазон для маневров, МПа 6,8…7,4 6,8…8,5

Изменение мощности на температурном эффекте, %

~ 5…6 ~ 15…17

Диапазон оптимизации уставок по давлению 2 контура, МПа

6,8…9,0 6,8…10,4





Повышение расчетного давления второго контура обеспечивает:

Расширенный диапазон для оптимизации уставок по давлению второго контура;

Расширенный диапазон давления второго контура, доступный для изменения мощности (маневрирования) за счет использования температурного эффекта реактивности;

Экономия ресурса приводов СУЗ, оборудования системы подпитки, ГЦТ при работе в маневренных режимах;

Реакторная установка ВВЭР-1200А (В-501)Сравнение масс оборудования первого контура

ВВЭР-1200 ВВЭР-1200А

Реактор 940 т. 940 т.

ГЦТ 252 т. 145 т.

Парогенераторы 4 450 т. 2 670 т.

Компенсатор давления 215 т. 215 т.

ГЦНА 4 139 т. 2 200 т.

Суммарная масса оборудования 1-го контура

3763 т. 3040 т.

Удельная масса оборудования 1-го контура, т./МВт(т)

1,18 0,95

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Практическая реализация проектов РУ ВВЭР-600 (В-498), ВВЭР-1200А (В-501) представляется реальной:

имеется технология изготовления основного оборудования;налажена кооперация проектных, конструкторских, научных организаций и заводов-изготовителей оборудования;основные проектные решения по оборудованию референтны

.

Эволюционное развитие проекта АЭС-2006 в части...

Documents

Transcript of Эволюционное развитие проекта АЭС-2006 в части...