ЕЛЕКТРОПРОИЗВОДСТВО – on line

АЕЦ Козлодуй - данни за електропроизводството

Генерация и товар на ЕЕС в реално време


Сравнение на енергоблоковете руско производство с енергоблока AP1000 на Westinghouse – трета част

29.07.2013

 

3. Реактор. Активна зона. Гориво.

 

Реактор

 

В-446Б

В392М,

 В-491

В-510

AP1000

Вертикальные размеры, мм

11185

11185

11185

12056

Диаметр внутренней цилиндрической части, мм

4195

4197,5

4197,5

3988

Толщина стенки в месте АЗ, мм

195

197,5

197,5

203

Антикороззийная наплавка, мм

8

9

9

0

«Нитки» 

 8

 8

 8

 6

Диаметр условный, мм 

850

850

850

787,4 2г. / 558,5  4х. 

Срок службы, лет (гарантия)

60

60

60

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тук трябва да се отбележи, че количеството на всевъзможните отвори в реактора АР 1000, превишава необходимите предели.

 

Активна зона

          

В-446Б

В-392М, В-491

В-510

AP1000

Вертикальные размеры, мм

3730

3730

3730

4267

Диаметр эффективный, мм

3160

3160

3160

3040

Загрузка UO2 максимальная, без учета профилирования, кг

78240

85901

85901

95975

ПЭЛ СУЗ, материал

B4C+Dy2O3*

TiO2

B4C+Dy2O3*

TiO2

B4C+Dy2O3*

TiO2

SS-304 /

Ag-In-Cd

Варианты топливных кампаний

4*1, 5*1, 3*1,5, 4*1,5, 2*2, 3*2

4*1, 5*1, 3*1,5, 4*1,5, 2*2,3*2

4*1, 5*1, 3*1,5, 4*1,5, 2*2, 3*2

3*1,5, 3*2

 

Последните 3 реда съдържат справочни данни. Очевидно е, че материалът на поглъщащите елементи (ПЭЛ) на СУЗ, указан в таблицата не е единственият, който се използва. Данните за зареждането и горивните цикли могат да се различават. Цялата работа е в това, че Westinghouse пише само за първото зареждане с гориво. Затова колонката за АР 1000 представлява изключение. Количеството на изваждащите се изгарящи поглътители е 1552, материал – боросиликат, диаметър – 9,68 mm външен, 4,51 вътрешен, дължина – 3681 mm. Например, зареждането с гориво на ВВЭР-1200, ще представлява около 87 тона LEU (ниско обогатено гориво, <5%).

По-нататък ще разгледаме някои варианти на горивото, пълното разглеждане на всички модели е нереално, все пак ще отбележим, че за ТВС-АЛЬФА (без цилиндрична кухина по оста на топлоотделящите елементи б.р. горивните таблетки са без отвор в средата), редица източници дават 85-89 тона за зареждане на ВВЭР-1000. Наистина, не е ясно, отчита ли се масата на конструктивните елементи на горивните касети?

 

Гориво

 

ТВСА (ТВСА-12)

ТВС-2

ТВС-2М

17×17 XL

Количество ТВС в АЗ

163

163

163

157

Количество твэл+твэг в ТВС

312

312

312

264

Тип

шестигр.

шестигр.

шестигр.

квадрат

Размер под ключ, мм

234

234

234

 

Размеры (длина стороны ТВС.), мм

134

134

135,1

214

Высота топливного столба, мм

3530

 3530

3680(3530)

4267

Размеры (верт.) ТВС, мм

4570

4570

4570

 

Решетки:

15(12)

15(12)

15

14(15)

Верх + Низ

2 

 2

2

2

Фильтр антидебризный

1 

 

1

1

Дистанцирующие

12* 

 

12(13)*

8

Перемешивающие

* 

 

*

4

Диаметр твэл, мм

9,1

9,1

9,1

9,5

Высота таблетки, мм

9-12

9-12

9-12

9,27

Диаметр таблетки, мм

7,6(7,8)

7,6

7,6(7.8*)

8,2

Материал решеток

Э110

Э110

Э110

ZIRLO

Количество каналов ОР СУЗ в ТВС

18

18

18

24

Материал оболочки канала

Э365*

 

Э365*

ZIRLO

Инструментальный канал

1

1

1

1

Время прохождения АЗ ОР СУЗ, с

2-4

2-4

2-4

2-4

Температура плавления топлива в центре твэл, С

2593

(2804)

Максимальная температура оболочки твэл, при авариях типа LOCA , С

1204

Количество выгорающих поглотителей

6 или 9 

6 или 9 

6 или 9 

 

Химический состав

Gd2O3

Gd2O3

Gd2O3/ErU

В4С,Gd2O3, боро-силикат

Максимальная  энергонапряпряженность твэл, кВ/м, до разрушения

 -

73,65

 

1.    Възможни са различни варианти на изпълнението на ТВС и твэл.

2.    Сплавта на горните и долни решетки и на антивибрационния филтър - ТВС 17”*17” XLAlloy 718.

3.    В този случай не е отчетено профилирането по радиуса, височината на горивния стълб може да бъде различна в ТВС, процентното съдържание на U235 също може да бъде различно.

4.    Таблица 4.1-1 има противоречия с глави 4.2-4.6 и раздел 1 на Westinghouse.

5.    Температурата на топене се намалява при изгарянето с 34 (38) оС за всеки 10000 MW*тU на всяко денонощие според данните от Westinghouse.

6.    Температурата на топене на сплавта серебро-индий-кадмий е 790 оС.

7.    Дължината на  интегрирания в ТВС изгарящ погълтител3861 мм, покритието е борид. Общо на всичките 157 касети АР 1000 количеството е 8832.

8.    Согласно документацията, първото зареждане на АР 1000 се профилира от 3 типа ТВС по обогатяване: 2,35%, 3,4%, 4,45%.

Привеждам някой неутронно-физически характеристики на проекта АР 1000, въпреки че за себе си не можах да сглобя пълната картина. Въпреки това трябва да отбележа, че нямам ни най-малко съмнение в способността на японско-американската компания да прави разчети на активната зона на реактора .

1.    Кбеск ТВС, студена, без бориране = 1,328

2.    Кэфф на активната зона, студена, без бориране, начало на ГК = 1,205

3.    Отношение высочина към диаметр = 1,4

4.    Водно-ураново отношение (на студено) = 2,4

 

Нататък в текста на глава 4.3 има описание на ефектите, но, за съжаление, с цел избягване на грешки, не ги цитирам. Стойностите на коефициентите за радиоактивност не са разписани. Според мен, точен превод на руски едва ли е възможен.

 

За интересуващите се от разчетите:

https://www.ukap1000application.com/PDFDocs/European%20DCD%20EPS-GW-GL-700%20Rev%201_Public/EPS-GW-GL-700%20Rev%201%20Chapter%204/EPS-GW-GL-700-Rev%201%20Chapter%204%20Section%204-3.pdf

 

 

ВВЭР-1200

 OP СУЗ на компанията Westinghouseсе състоят от 53 обикновени кластера със “сиви” прътове, които се използват за маневриране, и имат по-малка дължина и интензивност и сечение на поглъщащата част, при неизменни физически размери. Количеството на поглъщащите елементи (ПЕЛ) на кластер е 24, в “сивите” има 12 ПЕЛ с по-малък диаметър и 12 ПЕЛ от SS304. Основните параметри са: стъпка 15,9 mmминимум 8, максимум 72/min, максимална дължина на регулиране 4235,6 mm. Времето за реагиране е много оптимистично – 150 ms, най-голямото допустимо натоварване е 181.44 kg на един привод, работна температура 38 до 343 оС. За спиране по сигнал на захранването не са необходими “сиви” прътове. Освен това, един от методите, предписва изключване на захранването от оператора за незабавно въвеждане на прътовете с цел спиране на реакцията. Борът, нещо отдавна познато на всички, не помага, така ли е?

В различните проекти и доклади от авторитетни руски и чуждестранни специалисти, участващи в проектирането, строителството и експлоатацията на енергоблокове с реактори ВВЭР, се цитират различни състави на различните кластери на СУЗ. Продължава търсенето на комбинации, химически съединения, разпределение на диаметрите на ПЕЛ на кластерите СУЗ, особено за маневрен режим. В управляващите пръти се предполага използването на по-щадящи материали. Да се вземе и да се използва описаната от МААЕ сплав Ag-In-Cd в пропорция тук не е направено.

Трябва да отбележим, че малкият АР600, на Westinghouse предвиждаше като стандарт базов 24 месечен интервал на презарядка, “къс” горивен стълб от 3658 mm (12 feet). При преминаването към “дългия” горивен стълб от 4267 mm (14 feet), този интервал беше намален на 18 месеца.

От точка 4.3.2.7.3 – за влиянието на увеличената дължина на горивния стълб: …Prediction of the Core Stability. This core will be slightly less stable than the 12-foot (3.658 m), 157 assembly cores with respect to axial xenon oscillations because the active core height has been increased by 24 inches (60.96 cm).

Или: Предсказване за стабилността на активната зона. Тази активна зона ще бъде по-малко стабилна, отколкото 12 футовата (3,658 m), активна зона със 157 касети поради влиянието на ксеноновите осцилации по височина, вследствие на увеличената височина на АЗ с 24 инча (60,96 cm).

Имайки на изхода на АЗ параметри по температура и налягане близки до ВВЭР-1000 (за проекта В-466Б те са сравними), разбира се, АР-1000 има голям запас до кризиса на топлообмена (рязко преминаване в мехурчесто газоотделяне) в сравнение с ВВЭР-1200. (DNBR, departure from nucleate boiling ratio).

Не бива да отминаваме и голямото с 10о С прегряване на топлоносителя в АЗ, постигнато за сметка на по-малкото проходно сечение и голямата височина на АЗ, а също така и по-малката скорост на топлоносителя.

Въпросът е във възможността за топлоотнемане чрез двата парогенератора и недопускане на мехурчесто газообразуване върху прегретите топлоотделящи елементи на касетите на Westinghouse. (Приемам за очевиден факт неравномерното нагряване на топлоотделящите елементи касетите и на самите касети в активната зона). По начало обемът на водата в първи контур при тях е по-малък, а и сумарният дебит на ГЦН при тях е по-малък.

                Ние, при наличието на 4 парогенератора , можем значително по-спокойно да се отнасяме към временното изключване на един от тях. Като цяло, това са два малки момента , по които имам претенции. И като преход към глава 4, ви предлагам изображение на парогенератора ПГВ-1000МКП.

 

 

                В заключение, в този раздел “Реактор”, всичко което представя компанията Westinghouse, ние се опитахме да извадим на светло. Двата кръга няма да отнемат 3415MW, рязкото удължаване на АЗ и възникващите от това ефекти също бяха споменати.

По-рано, във втора глава беше разгледано по-малкото количество на ОР СУЗ. Независимо от почти еднаквата ефективност на кластерите за управление и АЗ, впрочем и количеството на прътите (поглъщащите елементи) СУЗ е съпоставимо. Обаче по-малкото количество приводи еднозначно говори за по-малката надеждност при еднакъв гарантиран срок на експлоатация.

 

Полезни линкове:

https://www.ukap1000application.com/PDFDocs/European%20DCD%20EPS-GW-GL-700%20Rev%201_Public/EPS-GW-GL-700%20Rev%201%20Chapter%204/EPS-GW-GL-700-Rev%201%20Chapter%204%20Table%20of%20Contents.pdf

http://www.gidropress.podolsk.ru/files/booklets/ru/TVS_rus.pdf

https://www.ukap1000application.com/PDFDocs/European%20DCD%20EPS-GW-GL-700%20Rev%201_Public/EPS-GW-GL-700%20Rev%201%20Chapter%203/EPS-GW-GL-700-Rev%201%20Chapter%203%20Section%203-9.pdf

http://www.elemash.ru/ru/manufacture/product/nuclear/nuclear4/

http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/mntk2011/documents/mntk2011-108.pdf

http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/kms2012/documents/kms2012-041.pdf

http://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2000_4/article_2000_4_80.pdf

https://www.ukap1000application.com/PDFDocs/European%20DCD%20EPS-GW-GL-700%20Rev%201_Public/EPS-GW-GL-700%20Rev%201%20Chapter%204/EPS-GW-GL-700-Rev%201%20Chapter%204%20Section%204-1.pdf

https://www.ukap1000application.com/PDFDocs/European%20DCD%20EPS-GW-GL-700%20Rev%201_Public/EPS-GW-GL-700%20Rev%201%20Chapter%204/EPS-GW-GL-700-Rev%201%20Chapter%204%20Section%204-2.pdf

https://www.ukap1000application.com/PDFDocs/European%20DCD%20EPS-GW-GL-700%20Rev%201_Public/EPS-GW-GL-700%20Rev%201%20Chapter%204/EPS-GW-GL-700-Rev%201%20Chapter%204%20Section%204-3.pdf

https://www.ukap1000application.com/PDFDocs/European%20DCD%20EPS-GW-GL-700%20Rev%201_Public/EPS-GW-GL-700%20Rev%201%20Chapter%205/EPS-GW-GL-700-Rev%201%20Chapter%205%20Section%205-3.pdf

http://www.gidropress.podolsk.ru/files/vant/vant30.pdf

http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/IAEA-THPH_web.pdf

 Б.Р. Първа част на статията ще намерите на: http://atominfo.bg/?p=16983 , а втора част на: http://atominfo.bg/?p=17076  

Tags: , ,

One Response to Сравнение на енергоблоковете руско производство с енергоблока AP1000 на Westinghouse – трета част

  1. Сергей Смирнов on 29.07.2013 at 9:20

    Небольшое дополнение и исправление:
    1. В данных таблицы по ТВС указано максимальное количество дистанционирующих решеток. Возможно исполнение (по желанию заказчика с меньшим количеством).
    2. Точная марка сплава решеток Э635.
    3. В варианте ТВС для ВВЭР-1200 и ВВЭР-ТОИ высота топливного столба составит 3730 мм.
    Все данные приведены по открытым источникам.

Тема на седмицата

ЕС – Ядрената енергетика се изплъзва от Европа

Атомът тръгва от Запад на Изток, и това съществено променя ядрения отрасъл. Към такъв извод са склонни много от участниците в европейския ядрен форум,...

Още »

Приносът на ядрения отрасъл в икономиката на ЕС

СЪПРИЧАСТНОСТ към децата – аутисти

Търсене

БЪЛГАРСКАТА АТОМНА ЕНЕРГЕТИКА – НАЦИОНАЛНА, РЕГИОНАЛНА И СВЕТОВНА ЕНЕРГИЙНА СИГУРНОСТ, 16–18.09.2020, Варна

Последни коментари