При конструировании реакторов большое внимание уделялось оптимизации теплотехнических и нейтронно-физических характеристик. Так, выравнивание полей энерговыделения по радиусу активной зоны достигается, с одной стороны, соответствующим расположением компенсирующих стержней СУЗ, а с другой стороны, использованием в ИК урана разного обогащения, при этом каналы с более обогащенным ураном располагают на периферии активной зоны.
В реакторе I блока ППК размещены в кольцевой области посередине активной зоны, при этом изменение энерговыделения по радиусу реактора не сильно сказывается на отношении мощности, выделяемой в ППК и ИК- Для обеспечения большего выгорания урана в реакторе II блока ППК расположены в центральной части активной зоны.
Для увеличения глубины выгорания урана на обоих блоках принята частичная перестановка и перегрузка каналов примерно раз в три месяца. Количество перегружаемых и переставляемых каналов в разных областях активной зоны неодинаково и определяется условиями обеспечения максимального выравнивания энерговыделения по радиусу активной зоны.

Опыт работы реакторов

Опыт работ реакторов БАЭС подтвердил возможность осуще­ствления ядерного перегрева пара. Созданные конструкции перегревательных твэлов и каналов показали высокую работоспособность; отработаны различные эксплуатационные режимы, изучены условия обслуживания турбоагрегатов и другого тепломеханического оборудования при перегреве пара в активной зоне.
Дальнейшим развитием канальных реакторов с перегружае­мыми каналами и высокими параметрами теплоносителя являются проекты прямоточных реакторов с закритическими или докритическими параметрами пара. В схемах энергоблоков с такими реакторами отсутствуют сепараторы пара и циркуляционные насосы, так как в ИК осуществляется полное испарение воды и полученный пар слегка перегревается. Таким образом, весь теплоноситель после ИК проходит через ППК, где нагревается до> температуры 540-560° С, и далее направляется в турбину. Еще одна группа ППК предназначена для промежуточного перегрева пара после цилиндра высокого давления. В остальном конструкция прямоточных реакторов подобна конструкции других реакторов с перегружаемыми каналами.
Опыт создания и эксплуатации реакторов с трубчатыми твэлами Первой АЭС и БАЭС позволил разработать подобные реакторы относительно небольшой мощности для теплофикационных установок, предназначенных для работы в удаленных районах Севера и Северо-Востока страны. Отличительной особенностью этих реакторов является естественная циркуляция теплоносителя с прямой подачей насыщенного пара под давлением 6,5 МПа из сепараторов в турбину.

Использование насыщенного пара

Использование насыщенного пара, конечно, снижает КПД установки и, кроме того, ухудшает условия работы турбины вследствие увеличения влажности рабочего тела. Но для условий отдаленных и труднодоступных районов Северо-Востока такое решение оправдано упрощением схемы, уменьшением количества трубопроводов и арматуры, снижением их температуры, а естественная циркуляция теплоносителя значительно повышает надежность работы и безопасность энергоблока.
Установки такого типа в течение ряда лет успешно эксплуа­тируются на Билибинской АТЭЦ, реакторы которой принципи­ально аналогичны по конструкции реакторам Первой АЭС и БАЭС. Отличия определяются меньшей мощностью по сравнению с БАЭС, повышенными требованиями по надежности, условиями отдаленного и труднодоступного района расположения станции. Вследствие меньшей мощности высота активной зоны равна 3 м, а число каналов - 273, при этом максимальная тепловая нагрузка на поверхности твэла составляет 75,5 Вт/см2. При меньшей высоте твэла упрощается технология его изготовления, следовательно, повышается качество готового твэла, а значит, и надежность его работы. Этому способствует и то обстоятельство, что, тепловые нагрузки на поверхности твэла сравнительно невысоки.

Естественная циркуляция

Чтобы создать лучшие условия для естественной циркуляции теплоносителя, увеличено проходное сечение центральной опускной трубки канала. Вместо трубки 20x1, используемой в каналах БАЭС, применена трубка 25x1, при этом диаметр канала стал равен 88 мм. В опускные трубопроводы отсепарированной воды установлены смесительные устройства типа струйных насосов, в которых рабочей средой служит питательная вода. Эти устройства обеспечивают небольшой напор по сравнению с тягой естественной циркуляции (~5%), который, однако, обеспечивает нужную циркуляцию при пусках и остановках.
Тепловая мощность каждого из четырех реакторов Билибин­ской АТЭЦ равна 62 МВт, электрическая мощность 12 МВт при отборе тепла до 29 МВт. Опыт эксплуатации Билибинской АТЭЦ показал целесообразность создания подобных установок большей мощности для отдаленных районов страны.
Разработка РБМК явилась значительным шагом в развитии атомной энергетики СССР, поскольку такие реакторы позволяют создать крупные АЭС большой мощности. В Советском Союзе постоянно увеличивается единичная мощность энергоблоков. Это объясняется тем, что с ростом единичных мощностей улучшаются экономические показатели энергетики в целом, обеспечивается концентрация людских и материальных ресурсов, по­вышается производительность труда. Увеличение единичных мощностей в СССР возможно благодаря наличию крупных объединенных энергосистем, в составе которых могут работать энергоблоки большой мощности.
Ссылка...