ИТАЭ ТФ-10 10 семестр / Перспективы и теплофизические проблемы атомнной энергетики / Лекции 2018 / 4

Вопросы для студентов:

1. Основные технические характеристики энергоблоков зарубежных АЭС

2. Основные технические характеристики энергоблоков российских АЭС

3. Конструкция и параметры РБМК

4. Конструкция и параметры ВВЭР

5. Конструкция и параметры БН-600

Таблица 1 - Ядерная энергетика мира (по состоянию на 1 июля 2018 г.)

Страны	Ядерные реакторы					Доля ядерной эн-ки
Страны	Действующие блоки (шт.)	Мощн. сум. (МВт.эл)	Средний возраст (годы)	Строящиеся блоки (шт.)	в элек троэнергии (%)		в первич ной энергии (%)
Аргентина	2	1 033	24,2	1	4,5		1,7
Армения	1	375	38,5	-	32,5		?
Бангладеш	-	-	-	1
Беларусь				2
Бельгия	7	5 918	38,3	-	49,9		15,3
Бразилия	2	1 884	27,1	-	2,7		1,2
Болгария	2	1 926	28,8	-	34,3		-
Канада	19	13 554	35	-	14,6		6,2
Китай	41	38 154	7,1	16	3,9		1,8
Чехия	6	3 930	27	-	33,1		15,4
Финляндия	4	2 769	39,3	1	33,2		18,6
Франция	57	61 800	33,4	1	71,6		37,9
Германия	7	9 515	31,8	-	11,6		5,1
Венгрия	4	1 889	33	-	50		15,7
Индия	19	5 761	21	7	3,2		1,1
Иран	1	915	6,8	-	2,2		0,6
Япония	9	8 706	28,9	1	3,6		1,4
Мексика	2	1 552	26,4	-	6		1,3
Нидерланды	1	482	45	-	2,9		1,4
Пакистан	5	1 320	14,9	2	6,2		2,3
Румыния	2	1 300	16,5	-	17,6		7,7
Россия	37	28 238	29,7	5	17,8		6,6
Словакия	4	1 814	26,3	2	54		-
Словения	1	688	36,7	-	39,1		-
ЮАР	2	1 860	33,6	-	6,7		3
Южная Корея	24	22 494	20,6	4	27,1		11,3
Испания	7	7 121	33,4	-	21,2		9,5
Швеция	8	8 629	37,9	-	40,0		27,2
Швейцария	5	3 333	43,3	-	33,4		17,3
Тайвань	5	4 448	36	-	9,3		4,4
Турция	-	-	-	1
ОАЭ	-	-	-	4
Великобритания	15	8 918	34,3	-	19,3		8,3
Украина	15	13 107	29,4	-	55,1		23,7
США	99	99 979	38,1	2	20		8,6
Евросоюз (28 стран)	125	116 699	33,4	4	25,3		11,1
Всего в мире	413	363 412	29.8	50	10,3		4,4

Таблица 2 - Основные характеристики реакторов PWR некоторых зарубежных АЭС

Характеристика	«Шиппинг-порт 1» (США)	«Сан-Онофре» США)	«Библис-А» (ФРГ)	«Беллефонте» США)
Год выпуска	1957	1968	1975
Мощность, МВт(эл)	150	450	1204	1238
КПД АЭС брутто, %	28	31,9	33	36
Давление в первом контуре, Мпа	14,0	14,9	15,8	15,7
Температура воды, °С на входе	266	291	284	300
Размеры корпуса, м: диаметр высота	2,6 11,5	5,0 13,45	5,5 13,25	4,54 13,1
Средняя энергонапряженность активной зоны, МВт/м³	65	71,6	87	95,7
Загрузка урана, т	17,4	57,3	102,7	106,1
Число кассет	97	157	193	205
Диаметр твэла, мм	Пластина	15,0	11,0	9,6
Глубина выгорания топлива, МВт сут/тU	Пластина изменялась в разных загрузка	10000	31500	32000
Число петель	4	3	4	2

Таблица 3 - Характеристики некоторых реакторов BWR зарубежных АЭС

Характеристика	«Дрезден-1» (США)	« Дуглас-Пойнт» (США)	«Крюммель» (ФРГ)
Год выпуска	1960	Строится	1980
Мощность, МВт(эл)	210	1206	1316
КПД брутто, %	29,4	32,6	34,2
Давление в первом контуре, Мпа	7,1	7,31	7,1
Температура воды, °С: вход/выход	263/286	278/287	215/286
Размеры корпуса, м: диаметр/высота	3,6/12,44	6,4/21,6	6,7/21,85
Средняя энергонапряженность активной зоны, МВт/м³	36,5	56	51,6
Загрузка урана, т	57,6	140	155,8
Число кассет	464	731	840
Диаметр твэла, мм	19,0	12,5	12,5
Глубина выгорания топлива, МВт-сут/тU	12000	27500	27500

Таблица 4 - Характеристики тяжеловодных реакторов с обычной кипящей

водой в качестве теплоносителя

Характеристика	«Уинфрит»	«Джентили-1»	«Фуген»	«Чирена»
Электрическая мощность, МВт	100	250	165	38
Тепловая мощность, МВт	300	832,9	557	117,5
Диаметр каландра, мм	3710		4900
Высота каландра, мм	3960
Высота активной зоны, мм	3600	5000	3700	4000
Число рабочих каналов	104	308	224	60
Внутренний диаметр каналов, мм	130	104	117,8	106,1
Давление теплоносителя на выходе, МПа	6,5	5,55	6,86	4,315
Температура теплоносителя на выходе, °С	282	270	284	260
Среднее паросодержание на выходе, %	11	16,5	15	28,5
Максимальная тепловая мощность канала, МВт	4	3,2		2,3
Тепловыделение (линейное), кВт/м	24	30,3	57,4	31,15
Среднее выгорание, МВт-сут/тU	19000	7000	12000	4000
Год ввода в эксплуатацию	1968	1972	1972	1982

Таблица 5 - Характеристики канадских тяжеловодных реакторов CANDU с некипящей тяжелой водой в качестве теплоносителя

Характеристика	«Дуглас-Пойнт»	«Пикеринг» (блоки 1-4)	«Брук-Б-4» (блоки 1-4)	«Пойнт-Лепро»
Электрическая мощность, МВт	206	514	740	633
Тепловая мощность, МВт	701	1744	2855	2180
Диаметр каландра, мм	5990	8040	8460
Длина активной зоны, мм	5004	5940	5940
Число рабочих каналов	306	390	480
Внутренний диаметр каналов, мм	82,55	103	103
Давление теплоносителя на выходе, МПа	10,2	8,82	9,2	9,96
Температура теплоносителя на выходе, °С	293	293,4	304	310
Максимальная тепловая мощность канала, МВт	2,743	5,125	5,82
Среднее выгорание, МВт-сут/т U	8490	7420-7710	7160	7500
Тепловыделение (линейное), кВт/м		27,3	25	26,1
Год ввода в эксплуатацию	1968	1971, 1971, 1972,1973*	1977, 1977, 1978,1979*	1981

* Указаны годы пуска первого, второго, третьего и четвертого блоков соответственно.

Таблица 6 - Характеристики реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем

Характеристика	БОР-60 (СССР)	БН-350 (СССР)	БН-600 (СССР)	«Энрико Ферми» (США)	«Клинч-Ривер» (США)	«Феникс» (Франция)	«Супер-феник» (Франция)	PFR (Великобритания)	SNR-300 (ФРГ)		«Мондзю» (Япония)
Год пуска	1969	1973	1980	1963	Строится	1973	Строится	1974	Строится		Закрыт
Тепловая мощность, МВт	60	1000	1480	200	975	563	3000	600	762		714
Электрическая мощность, МВт	12	350	600	65	350	250	1200	250	327		300
Компоновка реактора	Петлевая		Интегральная	Петлевая	Интегральная					Петлевая		Петлевая
Температура натрия на входе, °С	360-480	300	377	288	338	400	395	400	377		390
Температура натрия на выходе, °С	580-600	500	550	427	535	560	545	560	546		540
Топливо	UO₂	UO₂ или UO₂+PuO₂		Сплав U+10% Мо	UO₂₊PuO₂
Число ТВС в активной зоне	258	201	370	91	198	103	464	78	205		198
Число твэлов в ТВС	37	(169)127	127	140	217	217	271	325	(166)96		169
Наружный диаметр твэла, мм	6	(6,1)6,9	6,9	4,01	—	6,6	8,65	5,84	(6,0)7,6		6,5
Толщина оболочки твэла, мм	0,3	0,4	0,4	0,125	—	0,4	—	0,38	0,38		0,45
Средняя энергонапряженность активной зоны, МВт/м²	800	500	550	480	—	430	300	400	400		300

Таблица 7 - Основные характеристики водоохлаждаемых отечественных графитовых реакторов

Характеристика	АМБ-1	АМБ-П	РБМК-1000	РБМК-1500
Год пуска	1964	1967	1973	—
Мощность, МВт: электрическая тепловая	100 286	200 530	1000 3200	1500 4800
КПД, %	35	37,7	31,3	31,3
Активная зона:
Высота, м	6	6	7	7
Диаметр, м	7,2	7,2	11,8	11,8
Число каналов: испарительных перегревательных	730 268	732 266	1693	1661
Загрузка топлива, т	67	48	192	189
Обогащение топлива, %	1,8	3	2,4	2/2,4
Глубина выгорания, МВгсут/кг	4,0	14,6	22,5	20,5
Диаметр твэла, мм	—	—	13,5	13,5
Материал оболочки	Нержавеющая сталь	Нержавеющая сталь	Циркониевый сплав	Циркониевый сплав
Параметры пара на турбину: давление, МПа температура, ºС	9 500	9 500	6,5 280	6,5 280

Таблица 8 - Основные характеристики реакторов ВВЭР

Характеристика	ВВЭР-365	ВВЭР-440	ВВЭР-1000
Год пуска	1969	1971	1980
Мощность, МВт: электрическая тепловая	5x73 1320	2x220 1375	2x500 3000
КПД брутто, %	27,6	32	33
Давление пара перед турбиной, МПа	2,9	4,4	6,0
Давление в первом контуре, МПа	10,5	12,5	16,0
Число петель	8	6	4
Расход воды через реактор, м³/ ч	49 500	39 000	80 000
Температура воды на входе,°С	250	269	289
Средний подогрев в реакторе, °С	25	31	33
Средняя удельная энергонапряженность активной зоны, МВт/м³	80	83	111
Внутренний диаметр корпуса, мм	3560	3560	4070
Активная зона:
Эквивалентный диаметр, м	2,88	2,88	3,12
Высота, м	2,50	2,50	3,55
Число топливных кассет	349	349	151
Диаметр стержневого твэла, мм	9,1	9,1	9Д
Число стержней в кассете	126	126	317
Шаг решетки твэлов, мм	12,2	12,2	12,75
Загрузка урана, т	40	42	75
Число механизмов регулирования	73	37	109
Средняя глубина выгорания топлива в стационарном режиме, МВтсут/тU	27 000	28 600	40 000
Среднее время работы между перегрузками топлива, эфф.ч	6500	7000	7000
Среднее обогащение топлива подпитки в стационарном режиме, %	3,0	3,6	3,6-4,4

Рис. 1 Реактор РБМК в 3D-изображении

Рис.2 Технологическая схема энергоблока с РБМК-1000

Рис. 3 Реактор РБМК-1000 первого поколения: 1 – разгрузочно-загрузочная машина (РЗМ); 2 – плитный настил; 3 – тракты технологических каналов; 4 - барабан-сепаратор (БС); 5 – верхнее перекрытие (Сх. Г); 6 – пароводяные коммуникации (ПВК); 7 – верхняя биологическая защита (Сх. Е); 8 – водяная защита (Сх. Л); 9 – боковая биологическая защита (Сх. КЖ); 10 – активная зона реактора; 11 – главный циркуляционный насос (ГЦН); 12 – нижняя биологическая защита (Сх. ОР); 13 – нижние водяные коммуникации (НВК); 14 – опорная металлоконструкция (Сх. С).

Рис. 4 Технологическая схема энергоблока с ВВЭР-1000

1 — приводы системы управления и защиты; 2 — крышка реактора;

3 — корпус реактора; 4 — блок защитных труб, входные и выходные

патрубки; 5 — шахта; 6 — выгородка активной зоны; 7 — топливные

сборки и регулирующие стержни

Рис. 5 Разрез реактора ВВЭР-1000 (В-320)

Рис. 6 Технологическая схема энергоблока с БН-600

Рис. 7 Конструкция реактора БН-600:

1 - Шахта;2 - Корпус; 3 - Главный циркуляционный насос 1-го контура;4 - Электродвигатель насоса; 5 - Большая поворотная пробка; 6 - Радиационная защита;7 - Теплообменник "натрий-натрий"; 8 - Центральная поворотная колонна с механизмами СУЗ; 9 - Активная зона.

Рис. 8 Конструкция реактора БН-800

Рис.9 Реактор БН-1200 (вертикальный разрез)

Содержание