Материал: Лескин С.Т., Шелегов А.С., Слободчук В.И. Физические особенности и конструкция реактора ВВЭР-1000

2.7.Назначение, состав и устройство комплекса кассет

иего составных частей

Комплекс ТВС реактора ВВЭР-1000 предназначен для генерирования тепловой энергии, обеспечения теплосъема и управления процессом энерговыделения в активной зоне реактора. Комплекс ТВС, в общем случае, представляет собой совокупность различных кассет, ПС СУЗ и пучков СВП, предназначенных для выполнения в активной зоне реактора (рис. 2.16) взаимосвязанных эксплуатационных функций.

Рис. 2.16. Картограмма активной зоны реактора

71

Тепловыделяющая сборка генерирует тепловую энергию и передает ее потоку теплоносителя в активной зоне реактора. ТВС осуществляет дистанционирование тепловыделяющих элементов (твэлов), формирует поток теплоносителя вблизи элементов, обеспечивая необходимое охлаждение. ТВС обеспечивает механическую целостность сборки твэлов, препятствует возникновению и распространению локальной аварии, связанной с уменьшением потока теплоносителя в отдельные ячейки и разрушением части твэлов.

Общий вид ТВС реактора ВВЭР-1000 проекта В-320 представлен на рис. 2.17.

Рис. 2.17. Тепловыделяющая сборка:

1 – головка; 2 – направляющий канал (18 шт.); 3 – труба центральная; 4 – элемент тепловыделяющий; 5 – решетка дистанционирующая (15 шт.); 6 – решетка нижняя; 7 – хвостовик

72

В состав кассеты входят:

•головка;

•18 каналов (направляющих);

•труба центральная;

•312 твэлов;

•15 дистанционирующих решеток;

•решетка нижняя;

•хвостовик;

•21 шплинт.

Головка обеспечивает взаимодействие кассеты с плитой БЗТ реактора и представляет собой конструкцию, в состав которой входят:

•обечайка верхняя;

•обечайка нижняя;

•шток;

•3 болта;

•16 пружин;

•шайба.

Общий вид головки приведен на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Головка ТВС:

1 – обечайка верхняя; 2 – обечайка нижняя; 3 – шток; 4 – болт (3 шт.); 5 – пружина (16 шт.); 6 – шайба

73

Верхняя обечайка представляет собой трубу, на наружной поверхности которой имеются два ребра, а внутренний объем разделен плитой на две полости. Одна полость предназначена для размещения головки ПС СУЗ или пучка СВП, в другой − расположены пружины.

Труба обеспечивает взаимодействие головки кассеты с гнездом в плите БЗТ, а с помощью ребер осуществляется взаимодействие кассеты с транспортно-технологическим оборудованием и ориентация ее в реакторе.

Плита имеет отверстия для прохода втулки штока, труб нижней обечайки, болтов и служит упором для пружин и втулки штока.

Нижняя обечайка представляет собой полый усеченный конус

сплитами в обоих основаниях, через которые проходят трубы. Конус и плита в нижнем основании имеют отверстия для протока теплоносителя и служат для защиты твэлов от механических повреждений при перегрузках кассет в активной зоне, а также стабилизации потока теплоносителя на выходе из кассеты. Плита в верхнем основании конуса имеет резьбовые отверстия для болтов и служит опорой для пружин. Трубы, закрепленные с помощью сварки в нижнем основании конуса, используются в качестве направляющих для пружин, а также связующих элементов головки

сканалами.

Шток − сварная конструкция из втулки и трубы. Втулка служит упором для пружины и воспринимает нагрузки от удара ПС СУЗ со штангой привода при срабатывании аварийной защиты реактора. Труба является направляющей для пружины и датчика замера энерговыделения при его установке в центральную трубу кассеты. Болты связывают части головки в единую конструкцию.

Пружины выполняют следующие функции:

•обеспечивают необходимое усилие для удержания кассет от всплытия в активной зоне;

•компенсируют допуск и разность температурных расширений элементов кассеты и внутрикорпусных устройств реактора;

•возмещают динамические нагрузки на кассету при аварийных ситуациях разуплотнения первого контура реактора;

•компенсируют динамические нагрузки на поглощающие элементы ПС СУЗ при срабатывании аварийной защиты реактора.

74

Шайба предназначена для стопорения болтов. Головка крепится к каналам с помощью сварки и образует с ними неразъемное соединение.

Канал (направляющий) − несущий элемент конструкции кассеты, состоящий из трубы и наконечника. Общий вид канала представлен на рис. 2.19.

Рис. 2.19. Направляющий канал:

1 – труба; 2 – наконечник

Труба обеспечивает условия для прохождения ПС СУЗ и пучка СВП внутри пучка твэлов. Наконечник имеет выступ, которым канал крепится с помощью сварки в нижней решетке и калиброванные отверстия для протока теплоносителя, которые позволяют:

•организовать надежное охлаждение ПС СУЗ и пучка СВП;

•обеспечить приемлемую скорость и время падения ПС СУЗ при срабатывании аварийной защиты реактора;

•исключить попадание в канал вместе с теплоносителем посторонних частиц, способных воспрепятствовать падению ПС СУЗ.

ПС СУЗ входят в состав механической системы управления и защиты реактора. ПС СУЗ предназначены для регулирования мощности реактора и перевода его с одного уровня мощности на другой, для быстрого прекращения цепной реакции деления и осуществления аварийной защиты.

Общий вид ПС СУЗ представлен на рис. 2.20. ПС СУЗ состоит из головки, пэлов, гаек, пружин и имеет несколько исполнений, различающихся между собой конструкцией пэлов и используемым

вних поглощающим материалом. Срок службы таких ПС СУЗ ограничен двумя годами работы в регулирующей группе (10-й) или пятью годами в группе АЗ.

75