MKER

Multiloop Channel Power Reactor (MCER)  on sarja 1990–2000-luvuilla kehitettyjä kolmannen sukupolven kiehuvia [1] [2] uraani-grafiittireaktoreita , joissa on luonnollinen jäähdytyskierto. MKER-reaktorit ovat RBMK-sarjan kanavareaktoreiden evoluution kehitys , jossa on otettu huomioon näiden reaktorien käytöstä saatu kokemus sekä nykyaikaiset ydinvoimalaitosten turvallisuusvaatimukset. MKER-reaktorit kehitettiin ensisijaisesti korvaamaan käytöstä poistettuja voimayksiköitä RBMK-reaktoreilla.

MKER-reaktorilaitoksen hankkeiden kehittämisen suoritti yhteinen asiantuntijaryhmä instituuteista NIKIET , VNIPIET , NRC "Kurchatov Institute" ja Atomenergoproektin Moskovan haara, johon osallistui Leningradin ydinvoimalan asiantuntijoita .

Suunnittelun historia. Reaktoriasennuksen ominaisuudet

Reaktorin suunnittelu aloitettiin vuonna 1989 [3] . Vuonna 1992 Leningradin ydinvoimalaitoksen korvaavien reaktoreiden kilpailussa kehittäjät esittelivät uraani-grafiittikanavareaktorin MKER-800 projektin . [2] MKER-800 reaktoria kehitettäessä otettiin huomioon kokemus RBMK-sarjan vesi-grafiittikanavareaktorien käytöstä ja painotettiin reaktorilaitoksen passiivisten turvajärjestelmien parantamista sekä mahdollisten onnettomuuksien ehkäisy- ja paikallistamiskeinojen parantaminen. MKER-800-reaktorin suunnitteluun otettiin käyttöön useita innovaatioita, erityisesti: Multiple Ford Circuit Loop (MPC) itsenäisten silmukoiden lukumäärää lisättiin RBMK-sarjan reaktoreihin verrattuna, mikä mahdollisti reaktorien vähentämisen. kiertosilmukan putkistojen enimmäishalkaisija 300 mm [4] . Jäähdytysnesteen luonnollisen kierron vuoksi pääkiertopumput (MCP) jätettiin pois KPMC-järjestelmästä, kierto tehostuu suihkupumppujen ( suuttimien ) ansiosta. Moninkertaisen pakkokiertosilmukan tiivistäminen mahdollisti reaktorilaitoksen sulkemisen hermeettiseen suojarakennukseen . Polttoainekanavien porrastettu yhdistäminen jakelujakoputkiin mahdollisti lämmönpoiston vierekkäisten kanavien kautta mahdollisen jäähdytysnesteen häviämisen ja jakotukin tuhoutumisen varalta, jolloin polttoaineen kuumeneminen suljettiin pois vaipan tiiviyden menetykseen. Optimaalisen uraani-grafiittisuhteen käyttöönoton ansiosta MCER paransi reaktorin neutronisia ominaisuuksia ja paransi reaktorisydämen itsesuojausominaisuuksia , erityisesti [5] [3] :

• negatiiviset höyry- ja tehokertoimet reaktiivisuus , joka eliminoi reaktorin spontaanin kiihtymisen tehon kasvaessa ja jäähdytysaineen virtauksen pienentyessä ;
• sydämen dehydraation negatiivinen vaikutus, joka jäähdytysnesteen häviämisen yhteydessä hätäprosessin alkuvaiheessa varmistaa reaktorin tehon vähenemisen;
• sisäisten syiden puuttuminen, jotka voisivat johtaa kokonaisreaktiivisuuden vapautumiseen, joka on suurempi kuin viivästyneiden neutronien osuus ;
• palamisen reaktiivisuusmarginaalin puute polttoaineen tankkauksen käytön vuoksi;
• ohjaus- ja suojausjärjestelmän (CPS) jäähdytyspiirin kuivumisen negatiivinen vaikutus reaktorin alikriittisessä tilassa.

1990-luvun puolivälissä MKER-1000-projekti kehitettiin MKER-800-reaktorin pohjalta. MKER-1000 reaktorilaitos on rakenteeltaan samanlainen kuin MKER-800, mutta reaktorin lämpötehon nostamisesta 3000 MW:iin johtuen reaktorin suunnittelusta tehtiin useita muutoksia sydämen tarvittavan jäähdytystavan varmistamiseksi. . Tätä tarkoitusta varten polttoainekanavien kokonaismäärä nostettiin 1824:ään, RBMK-1500 reaktoreiden kaltaisilla lämmönsiirron tehostajilla varustettuja välilevyjä käytettiin tehostamaan lämmönsiirtoa teknisissä kanavissa, kuristettiin polttoainekanavia, jotka sijaitsevat reaktorin reunalla. ydintä sovellettiin [3] .

Vuonna 2001 Leningradin ydinvoimalassa julkaistiin uusi tarjouskilpailu kapasiteetin korvaamiseksi RBMK-1000-reaktoreilla, jossa MKER-reaktorien pääkehittäjä NIKIET nimesi V.I. N. A. Dollezhal. Vain kuudessa kuukaudessa kehittäjä kehitti MKER-800- ja MKER-1000-reaktorien suunnittelusta saadun kokemuksen perusteella uuden mallin MKER-1500-reaktorille, jonka sähköteho on 1500 MW [6] . MKER-1500 reaktorilaitoksen pääominaisuus oli MCP :n liittäminen lämpöpiiriin (samanlainen kuin RBMK -1000 ja 1500 reaktorilaitosten lämpöpiirit) reaktorin luotettavan jäähdytyksen takaamiseksi. MCP:n sisällyttäminen MKER-1500:n lämpöpiiriin johtui siitä, että tutkimusten mukaan reaktorin lämpöteho 3000 MW oli se raja, joka on suositeltavaa poistaa viimeistään jäähdytysnesteen luonnollinen kierto, jota tehostavat suihkusuuttimet [6] . Siksi MKER-1500-reaktorissa, jolla oli korkeampi lämpöteho, ehdotettiin sydämen jäähdyttämistä voimayksikön ollessa teholla kiertopumppujen kehittämällä jäähdytysnesteen pakkokierrolla.

Kilpailun tulosten perusteella todettiin, että MKER-1500:lla varustettu voimayksikkö täyttää kaikki turvallisuusvaatimukset ja on myös 15-20 % halvempi kuin VVER-1500-reaktorin voimayksikkö, jonka suunnitteluun myös osallistui. Leningradin ydinvoimalan kapasiteetin korvaamista koskevassa tarjouskilpailussa.

MKER-reaktorien ominaisuudet

RP MKER-800 (1000) kuvaus

MKER-800:lla ja MKER-1000:lla varustetut reaktorilaitokset (RI) sisältävät sopivan tehoisen reaktorin, CMPC :n laitteineen ja reaktorilaitosta palvelevilla järjestelmillä. KMPTS koostuu 8 rumpuerottimesta, jotka on jaettu puoliksi väliseinillä, joihin on kiinnitetty 32 kiertosilmukkaa (neljä silmukkaa kutakin rumpuerotinta kohti). Yhden rumpuerottimen kiertosilmukat on yhdistetty veteen hyppyjohdin. Siten kiertopiiri MKER-800 (MKER-1000) koostuu 16 vedestä riippumattomasta silmukasta [3] . Tämä järjestely mahdollisti kiertopiirin putkistojen enimmäishalkaisijoiden pienentämisen 300 mm:iin. MKER-800:lla ja MKER-1000:lla varustettujen reaktorilaitosten lämpöhydraulisten parametrien tutkimus osoitti, että jäähdytysneste voi poistaa reaktorin lämpötehon 3000 MW asti jäähdytysnesteen luonnollisessa kierrossa, jota tehostetaan injektorien avulla. 1580 kuuden metrin polttoainenippua, jotka ovat samanlaisia ​​kuin RBMK-1000 nippuja [3] .

MKER-800 (1000) reaktorilaitoksen jokaiseen laskuputkeen on asennettu injektorit, joiden kautta erotettu kiertovesi poistetaan erottimesta. Suuttimesta 7,06 MPa:n (MKER-800) ja 6,86 MPa:n (MKER-1000) painevesi tulee jakelusarjaan, josta se jaetaan polttoainekanavien kautta vesiyhteyksien kautta. Lisäpaineen luominen injektoriin, joka on 0,2 MPa (MKER-800) ja 0,4 MPa (MKER-1000), suoritetaan syöttövedellä, joka syötetään injektorisuuttimeen syöttöpumpuilla. Polttoainekanavissa vesi lämmitetään ja muuttuu osittain höyryksi. Höyry-vesi-seos tulee putkilinjojen kautta höyrynerottimeen, jossa se erotetaan vedeksi ja höyryksi. Poistohöyryputkien kautta, joihin sulkuventtiilit ja päävaroventtiilit on asennettu, erotettu höyry tulee päähöyryputkiin, jotka syöttävät höyryä voimayksikön turbiiniyksikköön [3] . Putkilinjoihin asennetaan suurnopeussulkuventtiilit, jotka poistavat höyryä reaktorista ja syöttävät vettä reaktoriin, jotka on suljettava putkilinjan murtumien aiheuttamien onnettomuuksien varalta, jolloin onnettomuus lokalisoidaan yhteen silmukkaan.

Reaktorilaitos, turvallisuuteen vaikuttavien apujärjestelmien päälaitteet sekä tankkauskompleksi sijaitsevat suojarakennuksessa, jonka sisähalkaisija on enintään 55,5 metriä. Suojarakennus koostuu kahdesta lieriömäisestä suojakuoresta: sisäpuolisesta metallikuoresta, joka on suunniteltu maksimissaan 0,2 MPa:n ylipaineeseen onnettomuuden aikana, ja uloimmasta teräsbetonista ilman esijännitystä, joka on suunniteltu kaikkia äärimmäisiä ulkoisia vaikutuksia varten ja jonka välissä on hallittu rengasmainen rako. kuoret [3] .

Polttoaineen tankkaus voidaan suorittaa sekä seisokissa että toimivassa reaktorissa tankkauskompleksiin kuuluvalla purku- ja lastauskoneella vähentämättä itse laitoksen tehoa.

Reaktorin biologinen suoja, joka koostuu heijastimesta , metallirakenteista suojamateriaaleista, reaktorikuilun betoniseinästä, rengasmaisesta vesisäiliöstä, terässuojalohkoista, on suunniteltu siten, että toimintareaktorin keskihallissa , ekvivalenttiannosnopeus ei ylitä arvoa 8 nSv /s ( 2,9 mrem /h), mikä mahdollistaa tarvittaessa oleskelun keskushallissa [3] .

Sisäisen suojarakennuksen eheyden säilyttämiseksi vakavan suunnitteluperusteista ulkopuolisen onnettomuuden sattuessa on käytössä passiivinen paineenalennusjärjestelmä suodatuksella. Jos reaktorilaitoksen suojarakennuksen mitoituspaine ylittyy, höyry-kaasuseos menee halkeamiskiekon kautta suodatuksella paineenalennusjärjestelmään. Järjestelmä tarjoaa sekä höyrykondensaatiota että fissiotuotteiden ja aktinidien kiinteiden radionuklidien retention bulkkisorapakkauksessa . Kaasumaisten ja haihtuvien fissiotuotteiden ympäristöön vapautumisen puhdistamiseksi tarjotaan suodatusasema, jossa on aerosoli- ja jodisuodattimet ja passiivinen laite kaasu-ilmaseoksen kuivaamiseksi.

Muistiinpanot

1. ↑ B.V. Lysinkov. Ydinteollisuuden alkulähteillä. Artikkelien kokoelma . — 2., täydennetty ja tarkistettu. - Moskova: FSUE NIKIET, 2007. - 500 kopiota.
2. ↑ 1 2 Adamov E.O. Journal "Atomic Energy" Nide 76. Numero 4. // Reaktorin suunnittelun kanavasuunta: tila ja näkymät . - Moskova: Atomizdat, 1994. - 1480 kappaletta.  — ISBN 0004-7163.
3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Abramov M.A. et al. Kanava ydinvoimareaktori RBMK // . - Moskova: GUP NIKIET, 2006. - 632 s. — ISBN 5-98706-018-4 .
4. ↑ B.A. Gabaraev, Yu.S. Cherepnin. Innovatiiviset ydinreaktorimallit . JSC "N.A. Dollezhalin mukaan nimetty Lenin NIKIETin määräykset" (26. maaliskuuta 2009). Käyttöönottopäivä: 24.11.2020. (määrätön)
5. ↑ Kenraalin alla toim. ETELÄ. Dragunov. Vuosisadan edellä: NIKIET - 60 vuotta // [1] . - Moskova: NIKIET, 2012. - 2500 kappaletta.  — ISBN 978-5-98706-062-9 .
6. ↑ 1 2 Atomic Energy Bulletin No. 12 // [2] . - Moskova: Atomium Corporate Media Center (FSUE "TsNIIatominform"), 2005. - S. 30-33. -95 s. - 1001 kappaletta.  — ISBN 1811-7864.