MKER

Multiloop Channel Power Reactor (MCER)  este o serie de reactoare cu fierbere [1] [2] uraniu-grafit din a treia generație cu circulație naturală a lichidului de răcire, dezvoltate în anii 1990–2000. Reactoarele MKER reprezintă o dezvoltare evolutivă a seriei RBMK de reactoare cu canal , ținând cont de experiența dobândită în exploatarea acestor reactoare, precum și de cerințele moderne de siguranță a CNE. Reactoarele MKER au fost dezvoltate în primul rând pentru a înlocui unitățile de putere scoase din funcțiune cu reactoare RBMK.

Dezvoltarea proiectelor pentru reactorul MKER a fost realizată de o echipă comună de specialiști din institutele NIKIET , VNIPIET , NRC „Institutul Kurchatov” și filiala din Moscova a Atomenergoproekt , cu participarea specialiștilor de la CNE Leningrad .

Istoria designului. Caracteristicile instalațiilor de reactoare

Lucrările la proiectarea reactorului au început în 1989 [3] . În 1992, la concursul pentru înlocuirea instalațiilor de reactoare de la CNE Leningrad , dezvoltatorii au prezentat un proiect pentru reactorul cu canal uraniu-grafit MKER-800. [2] În procesul de dezvoltare a reactorului MKER-800, s-a luat în considerare experiența în exploatarea reactoarelor cu canal apă-grafit din seria RBMK și s-a pus accent pe îmbunătățirea sistemelor de siguranță pasivă ale centralei reactoare, precum și pe imbunatatirea mijloacelor de prevenire si localizare a eventualelor accidente. În proiectarea reactorului MKER-800 au fost introduse o serie de inovații, în special: numărul de bucle independente ale buclei de circulație forțată multiplă (MPC) a fost crescut în comparație cu reactoarele din seria RBMK, ceea ce a făcut posibilă reducerea diametrul maxim al conductelor buclei de circulație la 300 mm [4] . Datorită circulației naturale a lichidului de răcire, pompele principale de circulație (MCP) au fost excluse din sistemul KPMC, circulația este intensificată datorită pompelor cu jet ( injectoare ). Compactarea buclei de circulație forțată multiplă a făcut posibilă închiderea centralei reactoare într-o reținere ermetică . Conectarea eșalonată a canalelor de combustibil la galeriile de distribuție a făcut posibilă asigurarea eliminării căldurii prin canalele adiacente în cazul unei posibile pierderi a lichidului de răcire și al distrugerii galeriei, excluzând astfel încălzirea combustibilului până la pierderea etanșeității carcasei. Datorită implementării raportului optim uraniu-grafit, MCER a oferit o îmbunătățire a caracteristicilor neutronice ale reactorului și a crescut proprietățile de autoprotecție ale miezului reactorului , în special [5] [3] :

• coeficienți negativi de reactivitate a aburului și a puterii , care elimină accelerarea spontană a reactorului cu creșterea puterii și cu scăderea debitului de lichid de răcire;
• efectul negativ al deshidratării miezului, care, în cazul unei pierderi de lichid de răcire, în stadiul inițial al procesului de urgență, asigură o scădere a puterii reactorului;
• absența cauzelor interne care ar putea duce la eliberarea unei reactivitati totale mai mari decât fracția de neutroni întârziați ;
• lipsa marjei de reactivitate pentru ardere din cauza utilizării alimentării cu combustibil în mișcare;
• efect negativ al deshidratării circuitului de răcire al sistemului de control și protecție (CPS) în starea subcritică a reactorului.

La mijlocul anilor 1990, proiectul MKER-1000 a fost dezvoltat pe baza reactorului MKER-800. Centrala reactorului MKER-1000 este structural similară cu MKER-800, totuși, datorită creșterii puterii termice a reactorului la 3000 MW, au fost aduse o serie de modificări designului reactorului pentru a asigura modul necesar de răcire a miezului. . În acest scop, numărul total de canale de combustibil a fost crescut la 1824, s-au folosit grile distanțiere cu intensificatoare de transfer de căldură similare celor utilizate în reactoarele RBMK-1500 pentru a intensifica transferul de căldură în canalele tehnologice, stroflarea canalelor de combustibil situate la periferia s- a aplicat miezul [3] .

În 2001, la CNE Leningrad a fost anunțată o altă licitație pentru înlocuirea capacităților cu reactoare RBMK-1000, în care principalul dezvoltator al reactoarelor MKER, NIKIET a numit după V.I. N. A. Dollezhal. În doar șase luni, folosind experiența proiectării reactoarelor MKER-800 și MKER-1000, dezvoltatorul a dezvoltat un nou design pentru reactorul MKER-1500, cu o putere electrică a instalației de 1500 MW [6] . Principala caracteristică a centralei reactoare MKER-1500 a fost introducerea unui MCP în circuitul termic (similar cu circuitele termice ale centralelor cu reactoare RBMK -1000 și 1500) pentru răcirea fiabilă a reactorului. Includerea MCP-ului în circuitul termic al MKER-1500 s-a datorat faptului că, conform studiilor, s-a demonstrat că puterea termică a reactorului de 3000 MW era limita, pe care este indicat să o eliminați prin circulaţia naturală a lichidului de răcire, intensificată de injectoare cu jet [6] . Prin urmare, în reactorul MKER-1500, care avea o putere termică mai mare, s-a propus răcirea miezului atunci când unitatea de putere funcționează la putere prin circulația forțată a lichidului de răcire dezvoltat de pompele de circulație.

Conform rezultatelor competiției, s-a constatat că unitatea de putere cu MKER-1500 îndeplinește toate cerințele de siguranță și este, de asemenea, cu 15-20% mai ieftină decât unitatea de putere cu reactorul VVER-1500, la care a participat și proiectarea. în licitația de la CNE Leningrad pentru înlocuirea capacității.

Caracteristicile reactoarelor MKER

Descrierea RP MKER-800 (1000)

Reactoarele (RI) cu MKER-800 și MKER-1000 includ un reactor de putere corespunzătoare, un CMPC cu echipamentele și sistemele sale care deservesc instalația de reactor. KMPTS constă din 8 separatoare de tambur împărțite în jumătate prin pereți despărțitori cu 32 de bucle de circulație atașate acestora (patru bucle pentru fiecare separator de tambur). Buclele de circulație ale unui separator-tambur sunt unite în apă prin jumperi. Astfel, circuitul de circulație MKER-800 (MKER-1000) este format din 16 bucle independente de apă [3] . Acest aranjament a făcut posibilă reducerea diametrelor maxime ale conductelor circuitului de circulație la 300 mm. Un studiu al parametrilor termo-hidraulici ai centralelor reactoare cu MKER-800 și MKER-1000 a arătat că puterea termică a reactorului de până la 3000 MW poate fi eliminată de lichidul de răcire în modul de circulație naturală a lichidului de răcire, intensificat de injectoare. cu 1580 de ansambluri de combustibil de șase metri similare ansamblurilor RBMK-1000 [3] .

Injectoarele de la centrala reactor MKER-800 (1000) sunt instalate pe fiecare coborator, prin care apa circulanta separata este evacuata din separator. Din injector, apa sub presiune de 7,06 MPa (MKER-800) și 6,86 MPa (MKER-1000) intră în galeria de distribuție, din care este distribuită prin canalele de combustibil prin comunicații cu apă. Crearea unei presiuni suplimentare în injector, egală cu 0,2 MPa (MKER-800) și 0,4 MPa (MKER-1000), se realizează prin apă de alimentare, care este furnizată la duza injectorului de către pompele de alimentare. În canalele de combustibil, apa este încălzită și parțial transformată în abur. Amestecul abur-apă intră în separatorul de abur prin conducte, unde este separat în apă și abur. Aburul separat prin conductele de abur de ieșire, pe care sunt instalate supape de închidere și supape de siguranță principale, intră în conductele principale de abur care furnizează abur la unitatea de turbină a unității de putere [3] . Pe conducte sunt instalate supape de închidere de mare viteză care elimină aburul din reactor și alimentează cu apă reactorul, care trebuie închis în cazul accidentelor cauzate de ruperea conductei, localizând astfel accidentul într-o singură buclă.

Reactorul, principalul echipament al sistemelor auxiliare care afectează siguranța, precum și complexul de realimentare sunt amplasate într-un rezervor cu un diametru interior de cel mult 55,5 metri. Reținerea este alcătuită din două carcase de reținere cilindrice: o carcasă metalică interioară proiectată pentru o suprapresiune maximă de 0,2 MPa în timpul unui accident, și una exterioară din beton armat fără pretensionare, proiectată pentru toate influențele externe extreme, cu un spațiu inelar controlat între scoicile [3] .

Alimentarea cu combustibil poate fi efectuată atât la oprire, cât și la un reactor în funcțiune de către o mașină de descărcare și încărcare, care face parte din complexul de realimentare, fără a reduce puterea instalației în sine.

Protecția biologică a reactorului, constând dintr- un reflector , structuri metalice cu materiale de protecție, un perete de beton al puțului reactorului, un rezervor de apă inelar, blocuri de protecție din oțel, este proiectată astfel încât în ​​holul central al reactorului de funcționare. , debitul de doză echivalentă nu depășește 8 nSv /s (2, 9 mrem /h), ceea ce oferă posibilitatea de a rămâne în holul central dacă este necesar [3] .

Pentru a menține integritatea izolației interioare în cazul unui accident grav dincolo de proiectare, este prevăzut un sistem pasiv de reducere a presiunii cu filtrare. Dacă presiunea de proiectare în izolarea centralei reactorului este depășită, amestecul vapori-gaz prin discul de spargere intră în sistemul de reducere a presiunii cu filtrare. Sistemul asigură atât condensarea aburului, cât și reținerea radionuclizilor solizi ai produselor de fisiune și a actinidelor într-un pachet de pietriș în vrac. Pentru a curăța eliberarea în mediu din produsele de fisiune gazoase și volatile, este prevăzută o stație de filtrare cu filtre de aerosoli și iod și un dispozitiv pasiv pentru uscarea amestecului gaz-aer.

Note

1. ↑ B.V. Lysinkov. La originile industriei nucleare. Culegere de articole . — al 2-lea, completat și revizuit. - Moscova: FSUE NIKIET, 2007. - 500 de exemplare.
2. ↑ 1 2 Adamov E.O. Jurnalul „Energia atomică” Volumul 76. Numărul 4. // Direcția de canal a ingineriei reactorului: stare și perspective . - Moscova: Atomizdat, 1994. - 1480 de exemplare.  — ISBN 0004-7163.
3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Abramov M.A. et al.Reactor nuclear de canal RBMK // . - Moscova: GUP NIKIET, 2006. - 632 p. — ISBN 5-98706-018-4 .
4. ↑ B.A. Gabaraev, Yu.S. Cherepnin. Proiecte inovatoare de reactoare nucleare . SA „Ordinele lui Lenin NIKIET numite după N.A. Dollezhal” (26 martie 2009). Data accesului: 24 noiembrie 2020. (nedefinit)
5. ↑ Sub general ed. SUD. Dragunov. Înainte de secol: NIKIET - 60 de ani // [1] . - Moscova: NIKIET, 2012. - 2500 de exemplare.  — ISBN 978-5-98706-062-9 .
6. ↑ 1 2 Buletinul Energiei Atomice Nr. 12 // [2] . - Moscova: Atomium Corporate Media Center (FSUE „TsNIIatominform”), 2005. - P. 30-33. — 95 s. - 1001 exemplare.  — ISBN 1811-7864.