RBMK

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

RBMK (Реактор Большой Мощности Канальный) — двухцелевой канальный кипящий lò phản ứng hạt nhân графито-водный.

Mục lục

[sửa] Đặc tính của RBMK

Đặc tính RBMK-1000 RBMK-1500 RBMKP-2000
(dự án)
MKER-1500
(dự án)
Công suất nhiệt của lò, MW 3200 4800 5400 4250
Công suất điện của khối, MW 1000 1500 2000 1500
К. п. д. của khối, % 31,3 31,3 37,0 35,2
Áp suất hơi trước tur-bin, at 65 65 65 65?
Nhiệt độ hơi trước tur-bin, °С 280 280 450
Kích thước vùng tích cực, m:        
    Cao 7 7 6 7
    Đường kính (ширина×длина) 11,8 11,8 7,75×24 -
Tải Uran, t 192 189 220
Làm giàu Uran, %        
    kênh испарительный 1,8 1,8 1,8 2,4
    kênh перегревательный 2,2 -
Số lượng kênh:        
    испарительных 1693 1661 1744 1661
    перегревательных 872 -
Đốt trung bình, МW·ngày/kg:        
    trong испарительном kênh 18,1 18,1 20,2 30
    trong перегревательном kênh 18,9 -
Размеры оболочки ТВЭЛа (диаметр×толщина), mm:        
    kênh испарительный канал 13,5×0,9 13,5×0,9 13,5×0.9 -
    перегревательный 10×0,3 -
Материал оболочек ТВЭЛов:        
    kênh испарительный Zr + 2,5 % Nb Zr + 2,5 % Nb Zr + 2,5 % Nb -
    kênh перегревательный Thép không rỉ -

[sửa] Cấu trúc

Реактор РБМК разработан с целью улучшения топливного цикла. Решение этой проблемы связано с разработкой конструкционных материалов, слабо поглощающих нейтроны и мало отличающихся по своим механическим свойствам от нержавеющей стали. Снижение поглощения нейтронов в конструкционных материалах даёт возможность использовать более дешёвое ядерное топливо с низким обогащением Uran (по первоначальному проекту — 1,8 %).

[sửa] RBMK-1000

Основу активной зоны RBMK-1000 составляет графитовый xi-lanh cao 7 m và đường kính 11,8 m, сложенный из блоков меньшего размера, который выполняет роль замедлителя. Графит пронизан большим количеством вертикальных отверстий, которые называются технологическими каналами (ТК). В каждом канале установлена кассета, составленная из двух тепловыделяющих сборок (ТВС) — нижней и верхней. В каждую сборку входит 18 стержневых ТВЭЛов. Оболочка ТВЭЛа заполнена таблетками из двуокиси урана. Центральная часть трубы давления, расположенная trong vùng tích cực, изготовлена из сплава циркония (Zr + 2,5 % Nb), обладающего высокими механическими и коррозионными свойствами, верхние и нижние части трубы давления — từ thép không rỉ. Циркониевая и стальные части трубы давления соединены сварными переходниками.

Преобразование энергии в блоке của nhà máy điện hạt nhân với RBMK происходит по одноконтурной схеме. Кипящая вода из реактора пропускается через барабаны-сепараторы. Затем насыщенный пар (nhiệt độ 280 °C) под давлением 65 атм поступает на два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт. Отработанный пар конденсируется, после чего циркуляционные насосы подают воду на вход в реактор.

Lò phản ứng RBMK-1000 спроектирован cho các nhà máy điện hạt nhân bốn khối: Leningrad, Kursk, Chernobyl, Smolensk v.v.

[sửa] RBMK-1500

В блоке АЭС с RBMK-1500 мощность повышена за счёт увеличения мощности технологических каналов. В верхнюю тепловыделяющую сборку установлены специальные решётки, которые производят осевую закрутку потока теплоносителя. Это улучшает теплосъём и мощность канала в 1,5 раза. РБМК-1500 установлены ở nhà máy điện hạt nhân Ignalinsk (Lít-va).

[sửa] RBMKP-2000

Кроме RBMK-1000 и RBMK-1500 разработаны RBMKP-2000 с перегревом пара до 450 °С. Активная зона РБМКП-2000 имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Испарительные и перегревательные каналы в RBMKP-2000 по конструкции мало отличаются от каналов RBMK-1000. Однако оболочки ТВЭЛов в перегревательных каналах изготовлены не из сплава циркония, а из нержавеющей стали; обогащение урана для них повышено до 2,2 %.

Кипящая вода из испарительных каналов поступает в паросепараторы. Насыщенный пар из сепараторов направляется в перегревательные каналы, нагревается там до 450 °С и под давлением 65 атм подаётся к двум турбогенераторам мощностью по 1000 MW.

[sửa] МКER-1500

МКER-1500 (Проект; Особенности — Защитная гермооболочка, КПД — 35,2 %, срок службы 50 лет, обогащение 2,4 %, Расход природного урана, — 16,7 г/МВт ч(э) — самый низкий в мире), позволяет производить изотоп кобальта-60 используемого в медицине на 5 млн. Евро в год).

[sửa] Ưu

  • Пониженное, по сравнению с корпусными ВВЭР, давление воды в первом контуре, и, как следствие, отсутствие прочного корпуса;
  • Нет дорогостоящих и сложных парогенераторов;
  • Нет принципиальных ограничений на размер активной зоны;
  • Более полное использование ядерного топлива;
  • Возможность наработки оружейного плутония;
  • Замена топлива без остановки реактора благодаря независимости каналов друг от друга.

[sửa] Khuyết

  • Наличие положительного парового коэффициента реактивности (при увеличении парообразования в каналах реактор разгоняется), что в определённых ситуациях может привести к неконтролируемому росту мощности;
  • Недостаточная быстрота действия систем аварийной защиты;
  • Принципиально неверная конструкция стержней управления и защиты (СУЗ), приводящая к резкому возрастанию реактивности в нижней части активной зоны при условии, что:
    • из активной зоны выведено большое количество стержней; согласно расчётам, опасная конфигурация может возникнуть при работе с оперативным запасом реактивности менее 1,5β (менее 15 стержней, по терминологии, принятой в практике эксплуатации РБМК)
    • происходит массированное введение стержней СУЗ
  • Логика работы защитных систем предусматривала ручное отключение и подключение некоторых из них в зависимости от режима работы реактора. Таким образом, надёжность аварийной защиты частично зависела от правильности действий операторов.

Указанные причины, в совокупности с отсутствием необходимой информации о недостатках реактора у оперативного персонала, повлекли за собой аварию на Чернобыльской АЭС. За прошедшие с аварии годы, конструкция всех реакторов РБМК была подвергнута усовершенствованиям, изменены режимы их эксплуатации, что позволило полностью устранить вышеуказанные недостатки. Для устранения положительного парового коэффициента реактивности в активную зону были установлены дополнительные поглотители и был осуществлён переход на использование более обогащённого урана (2,4 %). Была также изменена конструкция стержней аварийной защиты и внедрена дополнительная система быстродействующей аварийной защиты.

В настоящее время постройка новых реакторов РБМК не предполагается.

[sửa] Liên kết