Реактор ВВЭР-1000

На рис.10 показан узел главного разъёма реактора ВВЭР-1000.

На внутренней поверхности фланца корпуса реактора выполнен кольцевой выступ (бурт) шириной 20 мм для установки шахты реактора.

Для контроля протечек главного уплотнения на торце фланца выполнены три резьбовых гнезда М20х1,5 с ввёрнутыми в них переходниками для присоединения трубопроводов системы контроля протечек (см. рис.4 и рис.5).

 

Две обечайки зоны патрубков имеют каждая по 4 патрубка Ду 850 и по 2 патрубка Ду 300. Патрубки Ду 850 верхней обечайки предназначены для выхода теплоносителя, нижние - для входа. Патрубки Ду 850 выполнены методом штамповки и не требуют приварки промежуточных втулок при изготовлении корпуса реактора.

На рис.6 и на рис.7 показаны сечения корпуса соответственно А‑А и Б‑Б. Места сечений показаны на рис.2 «Габаритные размеры корпуса реактора» на стр.5. Сечение А‑А выполнено по оси «холодных», верхнего ряда, патрубков, а сечение Б‑Б по оси «горячих», нижнего ряда, патрубков. Патрубок выхода теплоносителя показан на рис.6 (поз.3). На уровнях верхнего и нижнего рядов патрубков Ду 850 выполнены по 2 патрубка под трубопроводы диаметром 351 мм на 36 мм. (поз.2 и поз.5 на рис.6). Эти патрубки имеют условный диаметр 300 мм (обозначаются «Ду 300») и предназначены для системы аварийного охлаждения активной зоны реактора (САОЗ), а точнее, для подсоединения к ёмкостям САОЗ. Патрубки САОЗ расположены попарно на одной оси на уровне верхнего и нижнего рядов патрубков Ду 850, со смещением на 60º относительно друг друга (см. рис.6 и рис.7).

На торцах всех патрубков корпуса произведена наплавка и обработка присоединительных размеров в зависимости от метода сварки со стыкуемыми трубопроводами.

На уровне осей верхнего ряда патрубков Ду 850 (на расстоянии 1850 мм от торца фланца корпуса) выполнен патрубок Ду 250 (см. поз.4 на рис.6). Этот патрубок предназначен для вывода импульсных линий из корпуса реактора (так называемая «звёздочка» реактора). Устройство «звёздочки» реактора рассмотрено ниже в специальном подразделе.

На патрубках САОЗ и патрубке КИП в процессе изготовления корпуса при помощи электрошлаковой сварки устанавливаются промежуточные втулки.

В патрубках САОЗ, конструкция которых показана на рис.8 установлены тепловые рубашки, которые представляют собой свободные объёмы между корпусом и патрубками. Эти объёмы заполнены воздухом, который имеет коэффициент теплопроводности намного ниже, чем металл. Назначение тепловых рубашек – снижение температурных колебаний зон патрубков корпуса реактора при срабатывании пассивной системы САОЗ. Разница температуры подаваемой холодной воды из ёмкостей САОЗ (около 50 ºС) и температуры металла корпуса реактора может вызвать значительные температурные напряжения в металле и, как следствие, повреждение корпуса.

На наружной поверхности опорной обечайки выполнен опорный бурт с пазами для закрепления реактора на опорной ферме.

Корпус реактора закрепляется в бетонной шахте реактора посредством опорной и упорных конструкций. Опорная конструкция удерживает корпус реактора от поперечных перемещений, упорная – от продольных. Закрепление корпуса реактора рассчитано на нагрузки, возникающие при разрыве трубопровода Ду 850 и землетрясениях.

На наружной поверхности опорной обечайки под нижним рядом патрубков Ду 850 выполнен опорный бурт высотой 110 мм и диаметром 4690 мм. Он предназначен для закрепления реактора на опорном кольце. Опорный бурт выполнен также как переход от толщины стенки 285 мм к толщине 192,5 мм по основному металлу и, соответственно, 292 мм и 199,5 мм с учётом антикоррозионной наплавки, для стыковки опорной обечайки с обечайкой цилиндрической части корпуса. Длина опорной обечайки - 1140 мм.

На опорном бурте корпуса выполнено 22 выреза в продольном направлении. В проектное положение корпус реактора устанавливается опорным буртом на опорное кольцо и при помощи шпонок, которые крепятся к опорному кольцу, корпус реактора фиксируется от разворота в плане. Вырезы на опорном бурте одновременно обеспечивают допускаемый железнодорожный габарит.

Кольцо опорное предназначено для опирания корпуса на опорную ферму и передачи усилий от его веса, а также для его фиксации корпуса реактора в плане. Кольцо опорное представляет собой точёное кольцо, закрепляемое с помощью деталей крепления реактора на ферме опорной.

Для исключения образования задиров между опорным буртом корпуса и кольцом опорным установлены секторы с повышенной твёрдостью. Для фиксации корпуса от разворота в плане, в пазы опорного бурта и соответствующие им пазы кольца опорного устанавливаются шпонки. Для предотвращения опрокидывания корпуса на опорный бурт установлены накладки, закреплённые на кольце опорном с помощью шпилек. Установку корпуса по высоте производят с помощью клиновых шпонок, располагаемых под опорным кольцом. С помощью фиксаторов, привариваемых к балкам опорной фермы, производят установку кольца в плане. В прорези фиксаторов заводятся клинья, предотвращающие отрыв кольца от шпонок.

Кольцо опорное устанавливается на ферму опорную через систему клиньев и закрепляется на нем фиксаторами и клиновыми шпонками (cм. рис.9).

Упорное кольцо предназначено для предотвращения опрокидывания корпуса при разрыве трубопроводов Ду 850 мм и нагружении горизонтальными сейсмическими воздействиями и представляет собой точёное кольцо с прорезями под закладные детали (шпонки) консоли шахты и устанавливаются на буртик фланца корпуса. Посадка упорного кольца на фланец корпуса обеспечивается за счёт установки клиньев, а на шпонки бетонной консоли – за счёт костылей, подгонка которых осуществляется по месту с последующей приваркой к шпонкам.

Для установки кольца упорного на наружной поверхности фланца выполнен бурт. Цилиндрическая (нижняя) часть корпуса состоит из двух цельнокованных обечаек (так называемых обечаек цилиндрической части), имеющих толщину стенки 192,5 мм по основному металлу, длина обечаек – 2150 мм и 1540 мм.

Днище корпуса – эллиптическое с полуосями 965 мм и 2047 мм – имеет толщину стенки 215…237 мм и, соответственно, 224…246 мм с наплавкой. Толщина антикоррозионной наплавки днища составляет ~9 мм. Днища корпусов реакторов блоков №1 и №2 ХАЭС состоят из двух листовых заготовок, выполненных методом штамповки и соединённых электрошлаковым швом. На наружной поверхности днища корпуса в четырех местах по кольцевому поясу выполнена наружная наплавка для приварки кольцевой конструкции на период транспортировки корпуса реактора по железной дороге.

Одинаковый наружный диаметр корпуса реактора 4535 мм по высоте активной зоны позволяет проводить дистанционно ультразвуковой контроль сварных швов и материала корпуса в районе активной зоны и днища.

На внутренней поверхности корпуса в нижней части приварены восемь скоб - кронштейнов (см. рис.3 и рис.6), к которым на монтаже привариваются шпонки, сопрягаемые с пазами в шахте и обеспечивающие закрепление шахты от вибрации. Эти кронштейны называются также виброгасителями. В местах их приварки к корпусу имеются утолщения антикоррозионной наплавки. Кронштейны – виброгасители приварены к внутренней поверхности цилиндрической части корпуса реактора на расстоянии 8570 мм от торца фланца и служат для крепления нижней части внутрикорпусной шахты.

На внутренней поверхности верхней обечайки зоны патрубков приварено кольцо - разделитель потока теплоносителя. Назначение кольца – разделителя потока – разделять потоки горячего и холодного теплоносителя, охлаждающего активную зону реактора. Разделительное кольцо выполнено из стали 22К-Ш и плакировано нержавеющей сталью. Разделительное кольцо с шахтой реактора в рабочем состоянии имеет нулевой натяг, т.е. при нагревании шахта прижимается к разделительному кольцу. Это происходит из-за разности термического расширения аустенитного сплава шахты и перлитного сплава разделительного кольца. Однако протечки теплоносителя через разделительное кольцо всё же существуют и составляют около 0,1 % от общего расхода.

Реактор ВВЭР-1000 является водо-водяным энергетическим реактором корпусного типа