Металлоконструкции реактора РБМК-1000

Реактор размещен в бетонной шахте квадратного сечения размером 21,6´21,6´25,5 м. На рисунках 1.3 и 1.4 показаны металлоконструкции реактора РБМК-1000, которые расположены в бетонной шахте.

По обе стороны ЦЗ симметрично вертикальной плоскости, проходящей через центр реактора и направленной в сторону БВ, расположены помещения основного оборудования : петель ГЦН, БС, шахты опускных трубопроводов, помещения коллекторов ГЦН.

Над сепараторами размещены паровые коллекторы. Под плитным настилом расположены коммуникации трубопроводов ПВК.

Трубопроводы НВК размещены в помещениях РГК и под схемой «ОР».

Передача усилий от веса внутренних узлов, сборок и коммуникаций реактора на бетон, а также герметизация внутренней полости реактора осуществляется с помощью сварных МК, одновременно выполняющих роль биологической защиты. К металлоконструкциям относятся следующие конструктивные элементы: Схемы «С», «ОР», «КЖ», «Л» и «Д», «Е», «Г», плитный настил, «Э».Все перечисленные схемы представлены на продольном разрезе реактора (см. на рис. 1.4).

Металлоконструкция схемы «С»

Металлоконструкция схемы «С» (см. рис. 1.5) является основной опорной металлоконструкцией для схемы «ОР». Выполнена в виде креста из двух плит высотой 5,3 м, усиленных вертикальными ребрами жесткости. Передает вес от нижней металлоконструкции схемы «ОР», графитовой кладки и НВК на закладные части крестообразной фундаментной плиты из жаропрочного железобетона на отметке +11,21 м.

Две отдельно стоящие стойки служат опорами боковой биологической защиты.

Рис. 1.3. Реактор РБМК-1000

Рис. 1.4. Продольный разрез реактора РБМК-1000

Рис. 1.5. Металлоконструкция схемы «С»

Схема «С» собирается с помощью фланцевых болтовых соединений из балок-стоек высотой 5 м, расположенных по двум взаимно перпендикулярным плоскостям в виде креста.

Верхняя часть схемы «С» имеет выступы и подогнана по поверхности контакта с нижней плитой схемы «ОР».

Все детали изготовлены из стали 10ХСНД, поверхности металлизированы алюминием (0,15¸0,25 мм.) и окрашиваются органосиликатным покрытием.

Окружающая среда – воздух с относительной влажностью до 80%, и температурой до 270°С.

Металлоконструкция схемы «ОР»

Металлоконструкция схемы «ОР» (см. рис. 1.6) выполнена в виде барабана диаметром 14,5 м и высотой 2 м, собрана из трубных плит и обечайки. Служит опорой для графитовой кладки, схемы «КЖ» и коммуникаций низа реактора, является нижней биологической защитой реактора. Ребра жесткости образующие центральный крест совпадают с аналогичными ребрами МК схемы «С».

Рис. 1.6. Металлоконструкция схемы «ОР»

Металлоконструкция схемы «ОР» соединена с корпусом боковой биозащиты двумя (верхним и нижним) сильфонными компенсаторами, обеспечивающими компенсацию температурных расширений конструкций и герметичность N₂-Не и N₂ полостей.

В МК схемы «ОР» расположены :

- нижние тракты технологических и специальных каналов;

- гильзы термопар МК;

- трубы подвода азотно-гелиевой смеси во внутреннюю полость реактора;

- трубы отвода ПГС из полости реактора;

- дренажные трубы с верхней плиты;

- трубы подвода и отвода N₂ из внутренней полости МК схемы "ОР".

Все детали МК схемы «ОР» изготовлены из стали 10ХСНД.

Условия работы МК:

- температура нижней плиты - до 270 °С;

- температура верхней плиты - до 350 °С с местным нагревом до 380 °С;

- окружающая среда для нижней плиты воздух с относительной влажностью до 80%, для верхней плиты – N₂ -Не смесь.

Металлоконструкции схем «Л» и «Д»

Металлоконструкции схем «Л» и «Д» являются боковой биозащитой реактора, снижают потоки излучения на бетон шахты; служат тепловым экраном; способствуют охлаждению кожуха реактора. Металлоконструкция схемы «Л» (см. рис. 1.7) является также опорной конструкцией для схемы «Е».

Рис. 1.7. Металлоконструкция схемы «Л»

Металлоконструкции схем «Л» и «Д» имеют форму полых кольцевых резервуаров, заполненных водой и разделенных перегородками на 16 отсеков. Металлоконструкция схемы «Д» (см. рис. 1.8) является верхней частью биозащиты и опирается на металлоконструкцию схемы «Л».

Рис. 1.8. Металлоконструкции схем «Л» и «Д»

Наружный диаметр блоков схем «Л» и «Д» - 19 м.

Внутренний диаметр блоков схемы «Л» - 16,6 м.

Внутренний диаметр блоков МК схемы «Д» - 17,8 м.

Высота блоков МК схемы «Л» - 11,05 м.

Высота блоков МК схемы «Д» - 3,2 м.

Все элементы МК схемы «Л» и «Д» изготовлены из стали 10ХСНД.

В металлоконструкциях схем «Л» и «Д» размещены каналы рабочих и пусковых ионизационных камер (РИК и ПИК), а также дренажные трубы и гильзы термопар (по одной на каждый отсек) для замера температуры воды в отсеках.

Водные объемы МК связаны между собой, подвод охлаждающей воды производится в нижнюю часть блоков МК схемы «Л», а отвод - из верхней части блоков МК схемы «Д». Пространство между внутренним цилиндром МК схемы «Л» и МК схемы «КЖ» заполнено азотом. Монтажное пространство, образованное внешним цилиндром МК схем «Л» и «Д» и шахтой реактора заполнено песком, который служит дополнительной биозащитой. Нижняя часть монтажного пространства заполнена щебнем (200¸400 мм) для исключения попадания песка в отверстия дренажной трубы Ду 150.

Условия работы МК:

- температура воды в МК схем - до 60 °С, но не более 90 °С;

- окружающая среда со стороны МК схемы «КЖ» - азот с относительной влажностью не более 80%;

- окружающая среда со стороны шахты реактора - воздух с относительной влажностью не более 80%.

Металлоконструкция схемы «КЖ»

Металлоконструкция схемы «КЖ» (см. рис. 1.9) вместе с нижней плитой схемы «Е» и верхней плитой схемы «ОР» образуют вокруг кладки реактора герметичную полость - реакторное пространство, в котором удерживается N₂-Не смесь.

Рис. 1.9. Металлоконструкция схемы «КЖ»

Конструкция схемы «КЖ» выполнена в виде цилиндрического сварного кожуха диаметром 14,5 м из листового проката ст.10ХСНД толщиной 16 мм с 4-мя кольцевыми компенсаторами из той же стали толщиной 8 мм. По наружной поверхности кожуха приварены кольцевые ребра жесткости. Для уменьшения напряжения в компенсаторах при работе реактора схема «КЖ» приварена к нижней плите схемы «Е» и верхней плите схемы «ОР» с предварительным натягом.

Условия работы МК:

- температура кожуха - до 350 °С;

- окружающая среда внутри – N₂-Не смесь с давлением 150 мм.вод.ст., снаружи – N₂ с давлением 200¸250 мм.вод.ст.

Металлоконструкция схемы «Е»

Металлоконструкция схемы «Е» (см. рис. 1.10) служит верхней биологической защитой реактора и опорой для ТК, спец. каналов, плитного настила и трубопроводов коммуникаций верха реактора. Схема «Е» представляет собой барабан диаметром 17м, высотой 3м, и собрана из трубных плит объединенных цилиндрической обечайкой и внутренними вертикальными ребрами жесткости, верхней и нижней плит толщиной 40 мм. Материал МК - сталь 10ХСНД.

Рис. 1.10. Металлоконструкция схемы «Е»

В металлоконструкцию схемы «Е» вварены:

1. верхние части трактов технологических и специальных каналов (кроме каналов РИК и ПИК);

2. тракты телевизионных камер;

3. гильзы термопар МК;

4. трубы отвода ПГС из внутренней полости реактора;

5. трубы подвода и отвода азота.

Внутренняя полость заполнена серпентенитовой засыпкой (60% по массе) и гали (40%). МК схемы опирается с помощью 16 катковых опор на боковую биозащиту МК сх. «Л» и «Д», каждая из которых рассчитана на нагрузку 750 тонн. К МК схемы «Е» относятся также верхний и нижний горизонтальные компенсаторы, обеспечивающие температурные расширения при сохранении герметичности N₂-Не и N₂ полостей. Герметичность внутренней полости МК схемы «Е» обеспечивается сваркой с проверкой швов на плотность.

Условия работы МК:

- температура нижней плиты до 350 °С с местным нагревом до 370 °С,

- температура верхней плиты - до 290 °С,

- окружающая среда над верхней плитой - воздух влажностью до 80%, под нижней плитой – N₂-Не смесь.

Металлоконструкция схемы «Г»

Металлоконструкция схемы «Г» (см. рис. 1.11) представляет собой плиты и короба перекрытия на отметке 35,5 м, которые служат биологической защитой ЦЗ от ионизирующих излучений верхних коммуникаций реактора.

Нижняя часть схемы, толщиной 70 см, выполнена в виде металлических коробов из стали 10ХСНД,, заполненных смесью из серпентинитовой гали (14% по массе) и стальной дроби (86%).

Верхняя часть схемы выполнена из плит углеродистой стали толщиной 10 см, облицованных со стороны ЦЗ коррозионно-стойкой листовой сталью 0Х18Н10Т толщиной 5 мм. Балки и короба схемы имеют дыхательные болты М-24 для сообщения засыпки с атмосферой и исключения образования в засыпке гремучего газа.

Рис. 1.11. Металлоконструкция схемы «Г» и плитный настил

Проемы над каналами пусковых и рабочих ионизационных камер имеют съемные плиты. В пространстве между коробами и плитами размещены кабели идущих от сервоприводов КСУЗ, ДКЭ, КД, ПИК, РИК, от термопар расположенных в кладке, опорных и защитных плитах и отсеках МК схемы «Л» и дренажные трубы схемы «Г». Наружные поверхности балок и коробов схемы металлизированы алюмосиликатным покрытием 0,15¸0,25 мм в два слоя.

Металлоконструкция схемы «Г» работает в окружающей среде с относительной влажностью до 80%. Температура балок и коробов достигает до 250 °С, стальных плит до 100 °С, облицовки до 50 °С.