ВВЭР-1000 Атомные станции с РЕАКТОРОМ ВВЭР-1000 Оборудование для перегрузки реактора

Для поддержания нормальной работы реактора необходимо выполнять в определенной последовательности операции с топливом. К ним относятся: подготовка топлива к перегрузке, перегрузка топлива и установка его в зоне выдержки для уменьшения радиационной и тепловой активности.

Обычно под термином "перегрузка топлива" подразумевается загрузка в активную зону реактора свежего топлива и удаление отработанного, а также. перестановка тепловыделяющих сборок внутри активной зоны. Все оборудование, при помощи которого проводится перегрузка топлива, подразделяется на оборудование для установки свежего топлива в реактор и удаления отработанного и оборудование для подготовки выполнения этих операций. При помощи последнего проводится установка свежего топлива в перегрузочную машину, подготовка загрузочных патрубков, приведение их в нормальное рабочее состояние и т. д.

Перегрузочное оборудование работает в тяжелых условиях, подвергаясь воздействию нейтронного и g-излучений, а также коррозионной среды. В то же время перегрузочное оборудование должно быть достаточно надежным, так как выход его из строя во время перегрузки может привести либо к аварии, либо к длительному простою реактора.

На всех действующих, строящихся и проектируемых АЭС с ВВЭР перегрузка осуществляется при остановленных реакторах и снижении давления в корпусе реактора до атмосферного. Топливо из реактора удаляется только сверху. Существуют два способа перегрузки: "сухая", когда ТВС, удаленные из реактора, перемещаются в зону в герметичном транспортном контейнере, и "мокрая", когда ТВС, удаленные из реактора, перемещаются в зону выдержки по каналам, заполненным водой.

Отличие их заключается в различных способах транспортировки отработавших ТВС от зоны реактора до зоны выдержки, а также в различном перегрузочном оборудовании: в "сухой" перегрузке используют реакторный кран; манипулятор зоны реактора; транспортный контейнер; контейнеропровод и манипулятор зоны выдержки, а в "мокрой" - только реакторный кран и манипулятор. Правда, здесь для мокрой перегрузки указан состав перегрузочного оборудования на вновь строящихся АЭС, на многих действующих АЭС единиц оборудования имеется больше.

На ВВЭР-1000 зона выдержки размещена вблизи зоны реактора. ТВС, извлеченная манипулятором из активной зоны реактора, поступает под слоем воды к шлюзу, соединяющему зону реактора с бассейном выдержки, в котором сборка устанавливается в стеллажи. Затем манипулятор извлекает свежую сборку из стеллажей, расположенных рядом, и перемещает ее по тому же пути к активной зона реактора, но в обратном направлении.

Перегрузочная машина ВВЭР

1 - мост; 2 - тележка

Перегрузочная машина предназначается для перемещения ТВС ядерного реактора под слоем воды с выполнением следующих операций:

выгрузка отработавших ТВС из реактора, транспортировка и установка их в ячейки стеллажа бассейна выдержки;
выгрузка свежих ТВС из герметичных пеналов в стеллажах бассейна выдержки;
транспортировка свежих ТВС из бассейна выдержки и установка их в реактор;
перестановка ТВС внутри реактора;
выгрузка ТВС из реактора, транспортировка и установка их в пеналы контроля герметичности оболочек (КГО);
установка-извлечение пробок в пеналах КГО и герметичных пеналах;
перегрузка проверенных ТВС из пеналов КГО в реактор или бассейн выдержки в зависимости от результатов контроля;
зачистка посадочных гнезд под ТВС с помощью специального устройства;
осмотр зоны реактора, посадочных гнезд под ТВС в днище корзины и наблюдение за проведением операций по сцеплению-расцеплению рабочей штанги с транспортируемыми элементами с помощью телевизионных камер.

Перегрузочная машина состоит из напольного моста с установленной на нем передвижной тележкой с рабочей штангой и другими механизмами. Управление машиной производится дистанционно с пульта управления или с пульта местного управления вручную, установленного на мосту в кабине.

Контроль наведения перегрузочной машины на заданную координату аппарата или бассейна выдержки выполняется по шкалам сельсинов индикаторов, сигналы на которые подают сельсины-датчики сельсинных блоков места и тележки. Визуальный контроль наведения осуществляется также по индикатору наведения, установленному в кабине управления. Контроль за работой машины над реактором или бассейном выдержки ведется по видеоконтрольному устройству телевизионной системы, также расположенному в кабине. Кабина машины снабжена принудительной циркуляцией и рассчитана на работу двух человек - оператора и физика.

Работа перегрузочной машины.

За счет перемещения моста и тележки оператор с пульта управления наводит ось рабочей штанги на заданную координату. С помощью механизма перемещения рабочей штанги, установленного на тележке, производится опускание штанги до тех пор, пока захват не состыкуется с выбранной кассетой для перегрузки.

Захватывание кассеты осуществляется поворотом внутренней секция рабочей штанги на угол 90° по часовой стрелке механизмом поворота. Подъемам рабочей штанги захваченная ТВС извлекается из реактора и транспортируется в бассейн выдержки. Опусканием рабочей штанги ТВС устанавливается в ячейку стеллажа (чехла, гермопенала) бассейна выдержки. Поворотом внутренних секций на угол 90° против часовой стрелки с помощью механизма поворота осуществляется расцепление захвата с ТВС. Подъемом перегрузочной штанги захват выводится из зацепления с ТВС. Аналогично производится работа со всеми перегружаемыми элементами.

Рабочая штанга перегрузочной машины предназначена для захвата, переноса и установки элементов ядерного реактора под слоем воды.

Штанга расположена в направляющей трубе с бронзовыми вкладышами, которая крепится на тележке. На направляющей трубе расположено приводное зубчатое колесо с реечным приводом подъема, сцепляемое с рейкой, закрепленной на реечной секции. Приводное зубчатое колесо предназначено для подъема, опускания и дожатия перегружаемого элемента.

Штанга выполнена телескопической и состоит из следующих узлов и механизмов:

трех подвижных секций-наружной (реечной), средней, внутренней (первой) секций, причем первая секция снабжена захватной головкой;
троссового привода подъема, соединенного тросом с внутренней секцией для перемещения первой секции относительно средней и реечной, соединенных в один узел, либо первой и средней относительно, реечной;
тросового привода подъема (опускания) кластера, соединенного тросом с захватом) кластера, для перемещения кластера относительно первой секции;
секции поворота, на которую насажена рама с зубчатым венцом для зацепления перегружаемого элемента вращением относительно реечной, первой и средней секции;
секции поворота расположены между реечной и средней секциями и опираются через подшипниковые узлы на реечную секцию;
подшипниковые узлы позволяют вращаться секции поворота вокруг своей оси со, средней и первой секцией, расположенными в секции поворота.

Для контроля угла поворота на штанге предусмотрены кинематический редуктор и командоаппарат с сельсинами-датчиками. Кинематический редуктор соединяется с секцией поворота через, зубчатую передачу. Привод, поворота, кинематический редуктор и командоаппарат крепятся на, кронштейнах, прикрепленных к платформе. Платформа крепится на реечной секции, причем положение платформы г на, реечной секции фиксируется штырем, входящим в, паз основания платформы. Платформа является несущей конструкцией всей штанги и подвешивается на тележке перегрузочной машины на тросах за кронштейны. На раме с зубчатым венцом расположен механизм фиксации, предназначенный для фиксации средней, секции в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях относительно секции поворота. Первая секция рабочей штанги является одним из основных органов рабочей штанги и состоит из фиксирующей трубы, направляющей трубы и захватной головки.

При нормальной эксплуатации подъем секции осуществляется за рабочий трос, а в случае обрыва рабочего троса нагрузка воспринимается аварийным тросом.

Для уменьшения динамических нагрузок, возникающих при обрыве рабочего троса, и передачи их на аварийный трос предусмотрена пружина, которая предварительно поджимается. Захватная головка крепится болтами к первой секции и состоит из: стержня, фиксирующей втулки, поджимаемой пружинами, ограничителя угла поворота, запрессованного в стержень.

Зацепление рабочих элементов осуществляется головкой захвата за счет опускания и поворота захвата со штангой при неподвижном рабочем элементе на угол 90° по часовой стрелке, расцепление производится поворотом на этот же угол в другую сторону.