4.2. Главный корпус АЭС

Главный корпус АЭС включает реакторное отделение, машинный зал, деаэраторную этажерку и примыкающую к машинному залу этажерку электротехнических устройств (рис. 4.3). В настоящее время используется принцип модульной компоновки: каждый энергоблок размещается в отдельном здании (рис. 4.4), что обеспечивает возможность поточного строительства атомных электростанций мощностью 4–6 млн.кВт. Реакторное отделение представляет собой самостоятельный объем и состоит из герметической части – оболочки и негерметичной обстройки (рис. 4.5).

Защитная герметичная оболочка водо-водяного энергетического реактора представляет собой цилиндр с внутренним диаметром 45 м с куполообразным верхом (перекрытием). Оболочка представляет собой предварительно напряженную монолитную железобетонную конструкцию с металлической облицовкой внутри из углеродистой стали толщиной 8 мм. Толщина стенки цилиндра 1,20 м, купола – 1,10 м. Отметка купола 66,55 м, объем рабочего пространства около 70000 м 3.

С точки зрения безопасности герметическая оболочка представляет собой третий барьер, защищающий население от последствий аварии (первым барьером является оболочка тепловыделяющих элементов (твэлов), вторым – граница первого контура). В нормальном режиме работы оболочка предохраняет реактор и его контур охлаждения от внешних воздействий и представляет собой экран, защищающий от излучений активной зоны реактора. В аномальных или аварийных условиях оболочка должна понизить радиологическое воздействие в пределах площадки до допустимых доз облучения. Для снижения аварийного давления паровоздушной смеси в случае разрыва главного циркуляционного трубопровода в помещениях герметичной оболочки используются специальные спринклерные системы. Учитывая значение герметической оболочки, перед пуском АЭС, во время первой остановки реактора для загрузки топливом и потом раз в десять лет проводят ее испытания на механическую прочность и герметичность, подвергая ее внутреннему избыточному давлению 0,46 МПа (1,15 от расчетного). Кроме этого, для осуществления контроля за состоянием оболочки в процессе эксплуатации предусмотрена контрольно-измерительная аппаратура (маятники, нити из инвара, тензометры и термопары), датчики которой установлены в бетонных конструкциях.

Рис. 4.3. Поперечный разрез главного корпуса пятого энергоблока Нововоронежской АЭС: 1 – реактор; 2 – компенсатор объема; 3 – вентиляционная установка; 4 – бассейн перегрузки топлива; 5 – транспортная шахта; 6 – круговой кран реакторного отделения; 7 – турбоагрегат; 8 – мостовой кран машинного зала; 9 – этажерка электроустройства

Рис. 4.4. Главный корпус унифицированной АЭС с реактором ВВЭР-1000

Конструкции внутренних помещений герметического объема имеют сложную конфигурацию (рис. 4.6), а элементы помещений выполнены из стальных ячеек заводского изготовления, насыщены технологическими проходами и закладными частями, которые выполняют следующие функции: служат опорой для оборудования первого контура; разделяют различные петли первого контура; предохраняют герметическую оболочку от выбросов струй и осколков в случае аварии.

Рис. 4.5. Разрезы реакторного отделения АЭС с реактором ВВЭР-1000 по унифицированному проекту: I – оболочка; II – обстройка; 1 – реактор; 2 – парогенератор; 3 – главный циркуляционный насос; 4 – емкость системы аварийного охлаждения активной зоны; 5 – круговой кран

Эти конструкции соединяются вместе ростверком реакторного отделения через шахту ядерного реактора.

Шахта реактора представляет собой конструкцию цилиндрической формы (высотой более 14 м, внутренним диаметром 5,05 м, толщина стенок от 1,95 до 2,85 м), которая служит опорой для корпуса ядерного реактора, ограничивает амплитуду его перемещений при аварии и обеспечивает биологическую защиту.

В герметической оболочке размещены системы, оборудование и трубопроводы теплоносителя первого контура (давление до 18 МПа, температура 325°С):

• реакторная установка, в состав которой входят ядерный реактор, парогенераторы, главные циркуляционные насосы (ГЦН), компенсатор объема, емкости системы аварийного охлаждения зоны (САОЗ) и трубопроводы связи;
• система неохлаждаемой байпасной очистки теплоносителя (СВО-1), состоящая из высокотемпературных механических фильтров и трубопроводов;
• система продувки-подпитки первого контура, включающая регенеративный теплообменник продувки, доохладитель продувки и трубопроводы;
• система организованных протечек первого контура – охладитель протечек и трубопроводы (см. рис. 4.2).

Кроме того, под оболочкой размещены системы и оборудование, обеспечивающие транспортно-технологические операции и ревизию реактора. К ним относятся: бассейн выдержки и перегрузки ядерного топлива, перегрузочная машина, шахты ревизии и мокрой выгрузки внутрикорпусных устройств, шахта ревизии верхнего блока реактора, машина и пультовая система внешнего осмотра корпуса реактора, вентиляционные системы, поддерживающие требуемый температурный режим воздуха под оболочкой.

Обслуживание основного оборудования реакторной установки осуществляется круговым краном грузоподъемностью 320 т через проемы и люки перекрытия. Контейнеры с ядерным топливом и приспособления для ремонта и ревизии реактора доставляют внутрь оболочки через транспортный люк над железнодорожным въездом. Основной вход обслуживающего персонала внутрь оболочки организован через герметичный шлюз на отметке 36,9 м. Для аварийного выхода персонала предусмотрен герметичный шлюз на отметке 19,34 м. Вертикальный транспорт осуществляется грузопассажирским лифтом грузоподъемностью 500 кг.

Рис. 4.6. Реакторное отделение пятого энергоблока Нововоронежской АЭС: 1 – реактор ВВЭР-1000; 2 – парогенератор ПГВ-1000; 3 – главный циркуляционный насос; 4 – главная запорная задвижка; 5 – компенсатор объема; 6 – барботажный бак; 7 – бак для аварийного запаса раствора бора; 8 – перегрузочная машина; 9 – главные паропроводы; 10 – круговой мостовой электрический кран; 11 – центробежный вентилятор; 12 – вентиляционный короб; 13 – запасные штанги СУЗ; 14 – крышка над бетонной шахтой реактора; 15 – люк над главной запорной задвижкой; 16 – площадка обслуживания; 17 – основной шлюз; 18 – помещение электриков; 19 – железобетонная защитная оболочка

Обстройка реакторного отделения осесимметрично окружает герметическую оболочку и представляет собой в плане квадрат размером 66 × 66 м. В обстройке размещены системы, оборудование и конструкции, обеспечивающие безопасность энергоблока, плановую и аварийную остановку ядерного реактора.

Машинный зал и деаэраторная установка. Эти помещения торцами примыкают к реакторному отделению (см. рис. 4.3, 4.4). Машинный зал в плане имеет размеры 127 × 45 м и высоту до низа ферм перекрытия 33,5 м. В машинном зале устанавливается один турбоагрегат мощностью 1000 кВт и часть вспомогательного оборудования – подогреватели высокого (ПВД) и низкого (ПНД) давления, бойлерные и т.д. В деаэраторной этажерке размером 127 × 12 м, примыкающей к машинному залу, расположено остальное вспомогательное оборудование турбоагрегата – турбопитательный насос, конденсатные, дренажные и сетевые насосы, пароэжекторные установки, деаэраторы, кондиционеры, вентиляционное оборудование. Каркас машинного и деаэраторного отделений – металлический. Оборудование машинного зала обслуживается двумя мостовыми кранами грузоподъемностью 200/32 и 15 т.

Вспомогательные здания и сооружения. В состав АЭС, кроме главного корпуса, входят вспомогательные здания и сооружения, обеспечивающие надежную эксплуатацию атомной электростанции, производство и выдачу электроэнергии.

Системы технического водоснабжения АЭС. Современные атомные станции, широко использующие турбины, работающие на насыщенном паре невысокого давления, требуют очень большого расхода технической воды (значительно больше, чем на ТЭС) для охлаждения конденсаторов. Система охлаждения конденсаторов турбин зависит от конкретных климатических условий, наличия источников водоснабжения и аналогична системам технического водоснабжения ТЭС (см. часть 1, раздел 4). Наиболее широкое применение для систем водоснабжения АЭС получили водоемы-охладители и градирни.

На строительстве энергоблоков Нововоронежской АЭС-2 (Россия)

Установленная суммарная электрическая мощность энергоблоков Нововоронежской АЭС-2 составит 2300 МВт. Строительство энергоблока №1 планируется завершить в 2012 году, энергоблока №2 – в 2013 году.

Новые энергоблоки Нововоронежской АЭС-2 будут оснащены усовершенствованными реакторными установками типа ВВЭР-1000 проекта АЭС-2006, обеспечивающими более высокий уровень безопасности и экономической эффективности по сравнению с действующими энергоблоками. Срок эксплуатации реакторных установок составит 50–60 лет.