Цитата:
Число петель циркуляции теплоносителя было уменьшено с шести в ВВЭР-440 до четырёх в ВВЭР-1000. Таким образом, мощность каждой петли стала 250 МВт вместо прежних 73 МВт. Соответственно, единичная мощность главных циркуляционных насосов (ГЦН), парогенераторов и другого основного оборудования возросла более чем в 3 раза. Диаметр основных трубопроводов первого контура вырос с 0,50 до 0,85 м. В связи с применением новых ГЦН с вынесенным электродвигателем, у которых было удлинено время выбега засчёт утяжелённых маховиков, стала проще решаться проблема надёжного электроснабжения собственных нужд, так как отпала необходимость в сложном дополнительном оборудовании (генераторах собственных нужд, независимых от внешней энергосистемы)[14].
Существенным новшеством, уже опробованным на некоторых энергоблоках с ВВЭР-440, стало размещение основного оборудования реакторной установки в прочной защитной оболочке из предварительно напряжённого железобетона с внутренней газоплотной облицовкой.
...
Корпус реактора работает в очень жёстких условиях: высокое давление, температура и скорость движения теплоносителя, мощные потоки радиационного излучения (максимальный расчётный флюенс быстрых нейтронов с энергией более 0,5 МэВ — 5,7·1019 нейтр/см²). Кроме того, вода, даже очень высокой степени очистки, является коррозионно-активной средой.
Основной материал корпуса — сталь 15Х2НМФА (15Х2НМФА-А), толщина цилиндрической части корпуса (без наплавки) — 192,5 мм, масса — 324,4 т. Вся внутренняя поверхность корпуса покрыта антикоррозийной наплавкой толщиной 7-9 мм. В местах соприкосновения с крышкой, шахтой, а также прокладкой, внутренняя поверхность всех патрубков и некоторые другие детали имеют толщину наплавки не менее 15 мм.
Фланец корпуса выполнен из кованой обечайки, его высота 950 мм, максимальный наружный диаметр 4585 мм, минимальный внутренний 3640 мм. На торце фланца находятся 54 отверстия под установку шпилек уплотнения главного разъёма реактора (ГРР). Плотность ГРР обеспечивается путём обжатия двух никелевых прутковых прокладок толщиной 5 мм, которые устанавливаются в место контакта фланцев крышки и корпуса в кольцевые канавки треугольного (V-образного) сечения. На наружной поверхности фланца сделана переходная наплавка для приварки разделительного сильфона, другой конец которого приваривается к облицовке бетонной шахты.
В зоне патрубков в два ряда располагается восемь патрубков условным диаметром DУ 850 мм для подвода и отвода теплоносителя и пять патрубков DУ 300: четыре для системы аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ) и один патрубок КИП. Патрубки DУ 850 вытянуты из основного металла обечайки методом горячей штамповки. Верхние патрубки DУ 850 соединены с «горячими» (выходными) нитками главного циркуляционного контура, нижние — с «холодными» (входными). Двухрядное расположение патрубков позволяет уменьшить габариты корпуса и упрощает схему циркуляции теплоносителя за счёт разделения его потока сплошной кольцевой перегородкой. Патрубки САОЗ также располагаются двухрядно: два в верхней обечайке, два в нижней. Такое расположение, а также наличие втулок, выступающих из верхних патрубков САОЗ в сторону шахты, позволяет заливать активную зону и сверху, и снизу. В патрубках установлены тепловые рубашки. Патрубок КИП находится на уровне верхнего ряда патрубков DУ 850 и предназначен для вывода девяти импульсных линий: двух для подсоединения к уровнемеру и отбора проб, шести — для измерения давления над активной зоной, одной — для отбора проб. Импульсные линии имеют отключающие устройства[23][24][25].
...
Верхний блок предназначен для уплотнения реактора, а также для размещения приводов СУЗ и датчиков внутриреакторного контроля. Он состоит из крышки с патрубками и траверсой, на которой установлены шаговые электромагнитные приводы СУЗ и выводы разъёмов каналов нейтронных измерений (КНИ) и температурного контроля (ТК). Материал крышки — сталь 15Х2МФА, чехлов и механической части — 08Х18Н10Т. Масса верхнего блока — 116 т.
...
Шахта представляет собой цилиндрическую обечайку с фланцем и эллиптическим днищем. В днище закреплены 163 (151 для В-187) опорные трубы (стакана) с шагом 236 мм, верхняя часть которых образует опорную плиту — вся эта конструкция служит для установки и дистанционирования ТВС. Материал — сталь 08Х18Н10Т, масса — 80,5 т. На наружной части шахты для разделения потоков теплоносителя находится кольцевое утолщение, которое соприкасается с разделительным кольцом корпуса реактора.
Блок защитных труб предназначен для фиксации головок ТВС, дистанционирования и удержания их от всплытия, для защиты органов регулирования и штанг приводов СУЗ, а также некоторых других целей.
Выгородка формирует активную зону реактора. С помощью неё снижаются протечки теплоносителя мимо активной зоны и утечка нейтронов за её пределы. Состоит из кованых колец, скреплённых шпильками и зафиксированных относительно друг друга штифтами. Материал — сталь 08Х18Н10Т, масса — 35 т[30][31].
Внутрикорпусные устройства головного проекта В-187 серьёзно отличались от «малой серии», В-302 и В-338, из-за значительных изменений в конструкции активной зоны. ВКУ серийного проекта В-320, а также всех последующих модификаций, были значительно доработаны в плане увеличения надёжности конструкции[32].
Основной физической особенностью ВВЭР, из которой проистекают несколько других, является тесная решётка твэлов, необходимость использования которой является неизбежной из-за нейтронно-физических свойств воды. Отношение объёма воды и топлива составляет примерно 2. В сочетании с хорошими теплофизическими свойствами воды это обеспечивает компактность активной зоны и высокие значения объёмного энерговыделения. Некоторые основные нейтронно-физические особенности:
большая жёсткость спектра и заметная доля делений надтепловыми нейтронами;
большая доля делений 238U надпороговыми нейтронами из-за перекрёстного эффекта между блоками топлива;
взаимное «затенение» блоков топлива для нейтронов резонансных энергий;
...
Рабочими органами СУЗ являются поглощающие стержни, которые объединены в пучки, так называемые кластеры, по 18 стержней. Один привод перемещает весь кластер, который по направляющим каналам может двигаться внутри тепловыделяющей сборки. Все ТВС оснащены каналами для входа органов регулирования, но кластеров всего 61 (ТВС — 163). Стержни представляют собой тонкостенную трубку из циркония диаметром 8,2 мм, с высотой столба поглощающего материала 3740 мм, в качестве которого используются карбид бора и, в нижней части, титанат диспрозия. С утяжелителем из стали масса одного кластера 18,5 кг и более. Первоначально использовались стержни из стали, только с карбидом бора в качестве поглотителя. В проекте В-187 отличалось их количество — 109 кластеров по 12 стержней, в последующих после В-320 проектах — до 121 кластера.
Кроме поглощающих стержней, в реакторах ВВЭР используется и другой способ изменения реактивности — борное регулирование, то есть изменение концентрации жидкого поглотителя нейтронов, борной кислоты, в первом контуре. Основная задача борного регулирования заключается в компенсации медленных изменений реактивности в течение кампании реактора. На её начало запас реактивности топлива на выгорание очень большой, 30...40 βэф, его компенсируют большой концентрацией борной кислоты, 8...9 г/кг. По мере выгорания топлива его размножающие способности ухудшаются, и концентрацию борной кислоты постепенно уменьшают практически до нуля для поддержания нейтронной мощности на постоянном уровне. Существует и ряд других медленно изменяющихся эффектов, компенсируемых с помощью борного регулирования, например, шлакование топлива. Кроме борного регулирования для тех же целей в ВВЭР применяются и другие технические решения, например, стержни с выгорающим поглотителем в составе ТВС и выгорающий поглотитель, вносимый непосредственно в топливную матрицу.
....
Использование борной кислоты в качестве поглотителя позволяет уменьшить неравномерность распределения энерговыделения по активной зоне, так как раствор изменяет нейтронно-физические характеристики равномерно по всему её объёму. Однако, из-за малой скорости ввода реактивности такой способ практически не применяется для оперативного регулирования в интенсивных переходных процессах. При этом потенциально очень сильное влияние борной кислоты на реактивность позволяет использовать изменение её концентрации в нескольких системах безопасности, которые способны вводить в первый контур большие объёмы воды с высокой концентрацией поглотителя для прекращения цепной реакции. Также борная кислота используется для обеспечения глубокой подкритичности реактора в холодном состоянии и при перегрузке топлива[40][41][42].
