Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 927
Скачиваний: 15
загрязнение окружающей среды, что характерно при сжигании органического топлива, где расходуется огромное количество кислорода и происходит выброс продуктов сгорания в окружающую среду.
Суммарное производство электроэнергии на АЭС в год в настоящее время эквивалентно сжиганию на ТЭС-550×106 тонн угля или 320×106 тонн нефти. ТЭС электрической мощностью 1000 МВт потребляет в год 3×106 тонн угля, производя при этом 7×106 тонн углекислого газа, 120×103 тонн диоксида серы, 20×103 тонн оксидов азота и 750×103 тонн золы. Накопление в атмосфере диоксида углерода и ряда других продуктов сгорания уже к 2030 году может привести к парниковому эффекту и глобальному росту температуры на 1,5-4,5 К, в результате уровень мирового океана поднимется на 0,8-1,7 м.
Проект АЭС с реакторами ВВЭР нового поколения учитывает положительный опыт эксплуатации и направлен на снижение вероятности тяжелых аварий путем использования высоконадежных активных и пассивных систем безопасности. Атомная энергетика в экономике многих стран занимает значительное место, что отказ от неё уже невозможен. В России эксплуатируется 36 энергоблоков на 10 АЭС. В этих условиях становится очевидна необходимость строительства АЭС.
Характеристика электрических нагрузок
На рисунке 1 показан график электрических нагрузок. Так как АЭС работает в базовой части графика, то продолжительное время АЭС работает на номинальном режиме. Всего в году данная АЭС работает 8088 часов, из них 2664 часов - на пониженной нагрузке. Остальное время в году производятся ремонтные работы.
Пониженный режим 0,925
Рисунок 1- Годовой график электрической нагрузки станции
Выбор оборудования и исходные данные
Каждый блок данной АЭС является двухконтурным, включающий в себя ядерную паропроизводительную установку (ЯППУ/ППУ) с ядерным реактором и паротурбинную установку (ПТУ).
Данная ППУ основана на реакторе ВВЭР-1200 (В-491) с тепловой мощностью примерно 3200 МВт. Реактор ВВЭР-1200, 4 главных циркуляционных петли (ГЦП), компенсатор давления (КД), соединенный с горячей ниткой ГЦП, и вспомогательные системы образуют главный циркуляционный контур (ГЦК). Каждая петля состоит из главного циркуляционного насоса (ГЦН) ГЦНА-1391, парогенератора (ПГ) ПГВ-1000МКП, где со стороны второго контура образуется пар, и главного циркуляционного трубопровода (ГЦТ),
состоящего из горячей, промежуточной и холодной ниток.
В то же время ПТУ конвертирует тепло, производимое ППУ, в электрическую энергию с помощью турбогенератора с номинальной электрической мощностью брутто близкую к 1200 МВт.
Ядерный реактор
Источником тепла является гетерогенный реактор с водой под давлением ВВЭР-1200. Активная зона формируется 163 гексагональными тепловыделяющими сборками (ТВС), каждая из которых включается в себя 312 твэлов с максимальным обогащением до 4,95% со средним обогащением 4,79%. Жесткость ТВС обеспечивается одним инструментальным каналом, 18 направляющими каналом, к которым приварены 13 дистанционирующих решеток. Вода в реакторе является замедлителем и теплоносителем, работающая под давлением 16,2 МПа. Тепловая мощность контролируется 121 органами регулирования системы управления и защиты (ОР СУЗ) и борной кислотой. Другие параметры приведены в таблице 1.
Таблица 1— Параметры ВВЭР-1200
| Характеристика | Значение |
| Активная зона | |
| Номинальная тепловая мощность ЯППУ, МВт | 3 212 |
| Давление, МПа | 16,2 |
| Число ГЦК | 4 |
| Температура на входе, С | 298,2 |
| Температура на выходе, С | 328,9 |
| Средний линейный тепловой поток, кВт/м | 167,68 |
| Объемный расход, м3/ч | 86 000 |
| Число ОР СУЗ | 121 |
| Коэффициент готовности оборудования РУ | 0,99 |
| Максимальный коэффициент использования | 0,92 |
| КИУМ | 0,90 |
| Коэффициент запаса до кризиса теплообмена | 1,38 |
| Корпус реактора | |
| Диаметр и высота, мм | 4 250х11 185 |
| Толщина в области АЗ, мм | 197,5 |
| Масса, т | 330 |
| Срок службы, лет | 60 |
| Топливная таблетка | |
| Внешний диаметр, мм | 7,6 |
| Диаметр центрального отверстия, мм | 1,2 |
| Среднее обогащения по 235U, % | 4,79 |
| ТВЭЛ | |
| Материал оболочки | Э-110 |
| Внешний диаметр оболочки, мм | 9,1 |
| Внутренний диаметр оболочки, мм | 7,76 |
| Высота топливного столба, мм | 3 730 |
| ТВС | |
| Число | 163 |
| Число ТВС | 312 |
| Число дистанционирующих решеток | 13 |
| Число направляющих каналов | 18 |
| Масса UO2, кг | 534 |
| Высота, мм | 4,570 |
| Максимальная глубина выгорания топлива, МВт·сут/кг | 60-70 |
| Продолжительность топливного цикла, мес | 12-18 |
Главный циркуляционный трубопроводГорячая нитка ГЦП от реактора до ПГ, промежуточная нитка от ПГ до ГЦН и холодная нитка от ГЦН до реактора образуют ГЦТ. Номинальные внешний диаметр и толщина составляют 990 мм и 70 мм соответственно, а длина ГЦТ составляет 146 м. Трубопровод спроектирован с учетом обеспечения работы в течение 60 лет. Главный циркуляционный насосГЦНА-1391 основан на ГЦН-195М серийного реактора ВВЭР-1000 (В-320). Данный насос является вертикальным и одноступенчатым со сферически сварно-кованным обечайкой. Напор обеспечивается маховым колесом, которое в случае потери энергии (LOPA) может обеспечить циркуляцией на некоторое время. Главной особенностью ГЦН является возможность замены основных компонентов, не требуя замены насоса. Мотор насос является асинхронным и двухскоростным при этом первая скорость рассчитана на пуск и останов реактора, а вторая — для работы реактора на мощности. Основные характеристики ГЦН указаны в таблице 2.Таблица 2 — Характеристики ГЦНА-1391
| Характеристика | Значение |
| Объемный расход, м3/с | 5,97 |
| Напор, МПа | 0,610±0,025 |
| Температура теплоносителя, С | 298,2+2 (-4) |
| Давление на всасывание, МПа | 16,02 |
| Рабочее давление, МПа | 17,64 |
| Частота вращения, мин-1 | 1 000 (750) |
| Номинальное напряжение, В | 10 000 |
| Частота питающего тока, Гц | 50 |
| Протечки уплотнений, м3/ч | 1,2 |
| Масса (без мотора), т | 75,5 |
| Срок службы, лет | 60 |
| Мотор ДАВДЗ-7100/2800-10000-6/8 АМ О5 | |
| Мощность (мотор), кВт | 5000 |
| КПД (мотор) | 0,945 |
| Масса (мотор), т | 45,5 |
Таблица 3 — Характеристики ПГВ-1000МКП
| Характеристика | Значение |
| Основные | |
| Номинальная тепловая мощность, МВт | 803 |
| Максимальная тепловая мощность, МВт | 859 |
| Массовый расход, т/ч | 1 602+112 |
| Давление на выходе, МПа | 7,0±0,1 |
| Температура на выходе, С | 285,8±1,02 |
| Минимальная сухость на выходе | 0,998 |
| Номинальная температура ПВ, С | 225±5 |
| Давление на входе, МПа | 16,14±0,30 |
| Диаметр корпуса, м | 4,2 |
| Число трубок | 10 978 |
| Теплообменная поверхность, м2 | 6104,9 |
| Размер трубок, мм | 16x1,5 |
| Расположение трубок | Коридорное |
| Объем воды по второму контуру, м3 | 63 |
| Масса, т | 330 |
| Продувка | |
| Максимальный суммарный массовый расход из солевого отсека, т/ч | 40 |
| Максимальный массовый расход продувки всех ПГ при условии нахождения одного ПГ на периодической продувке, т/ч | 140 |
| Непрерывная продувка | |
| Максимальный массовый расход из зоны максимальной концентрации примесей в области днища со стороны холодного торца через Ду50, т/ч | 15 |
| Массовый расход из нижней образующей днища через Ду50, т/ч | 2-5 |
| Массовый расход из карманов коллекторов через штуцер Ду30, т/ч | 2-5 |
| Периодическая продувка | |
| Массовый расход через днище через Ду50, т/ч | 20 |
| Массовый расход из карманов через Ду30, т/ч | 20 |