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.