Ленинградская АЭС
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«Петербургский
государственный университет путей сообщения»
Кафедра
«Электрическая тяга»
Ленинградская
АЭС
Выполнила студентка Лаврова А.А.
Руководитель Викулов И.П.
Санкт-Петербург
2012 г.
Оглавление
1. Общая характеристика
Ленинградской АЭС
.2 Генеральный план станции
.3 Принципиальная схема АЭС
.4 Устройство реактора
. Общая информация
1. Общая характеристика Ленинградской АЭС
Ленинградская
АЭС расположена <#"583976.files/image001.gif">
Рисунок
1
Энергоблоки 1 и 2 - в составе первой очереди ЛАЭС, а
энергоблоки 3 и 4 - в составе второй очереди представляют собой единые
сооружения с выделяющимися реакторными отделениями и общими машинными залами.
1.2 Генеральный план станции
|
1. Здание вспомогательных систем 2. Общий машинный зал 3.
БЩУ эл. помещения деаэраторн. отделения 4. Главный циркуляционный насос 5.
Турбогенератор 6. Питательный насос 7. Аварийный питательный насос 8.
Блочный трансформатор 9. Трансформатор питания собственных нужд 10.
Пуско-резервный трансформатор 11. Насос системы технической (морской) воды
|
12. Кабели к дизельной 2-го блока 13. Кабели к дизельной
l-го блока 14. Береговая насосная 123/1. Реакторный цех 1-го блока 123/2.
Реакторный цех 2-го блока 392/1. БЩУ 1-го блока 392/2. БЩУ 2-го блока 392/3.
Электропомещения (СУЗ КИПиА РЦ) 390/1,2. Электропомещения (ЭВМ
"Скала") 397. ЦЩУ (связь с энергосистемой пожарная сигнализация)
|
|
1. 1-ый и 2-ой энергоблоки 2. 3-ий и 4-ый энергоблоки 3.
Насосная морводы 1-ой очереди 4. Насосная морводы 2-ой очереди 5. Сбросной
канал 1-ой очереди 6. Подводящий канал 1-ой очереди 7. Подводящий канал
2-ой очереди 8. Сбросной канал 2-ой очереди 9. Дизельная 2-го энергоблока
10. Хранилище ОЯТ 11. Финансовые службы 12. Учебно-тренировочный центр 13.
Административный корпус
|
14. Конденсатоочистка 15. Дизельная 1-го энергоблока 16.
Ремонтно-строительный цех 17. Цех азота и кислорода 18. Складское хозяйство
19. Цех централизованного ремонта 20. Административный корпус 21. Дизельная
второй очереди 22. Центр информации 23. Пожарная часть 24. Типография 25.
Бойлерная
|
1.3 Принципиальная схема АЭС
Тепловая схема каждого энергоблока АЭС -
одноконтурная. Канальный реактор РБМК с кипящим теплоносителем, в качестве
которого применена обычная вода, обеспечивает паром две турбины К-500-65/3000.
Циркуляция теплоносителя через реактор осуществляется
по двум независимым циркуляционным петлям контура многократной принудительной
циркуляции (МПЦ). К каждой петле подключена половина топливных каналов реактора
(около 840 каналов). Циркуляционная петля имеет 4 главных циркуляционных насоса
(три постоянно находятся в работе, один стоит в резерве), которые через систему
коллекторов и трубопроводов подают воду в каждый топливный канал. Вода в
каналах нагревается до кипения и частично испаряется. Пароводяная смесь из
топливных каналов реактора по трубам пароводяных коммуникаций направляется в
барабан-сепараторы, где разделяется на пар и воду. Всего на энергоблоке имеется
4 горизонтальных гравитационных барабан-сепаратора.
Из каждого барабан-сепаратора насыщенный пар поступает
в 2 паросборных коллектора и далее по 8 паропроводам направляется к турбинам
конденсационного типа.
После стопорно-регулирующих клапанов пар поступает в
цилиндр высокого давления турбины. После цилиндра высокого давления пар
сепарируется и перегревается свежим паром в промежуточных
сепараторах-перегревателях и далее поступает в 4 цилиндра низкого давления, откуда
сбрасывается в конденсаторы, охлаждаемые морской водой.
Конденсат отработанного в турбине пара из
конденсаторов каждой турбины подается конденсатными насосами первой ступени на
установку конденсатоочистки, где весь поток конденсата проходит химическую
очистку для обеспечения требуемого качества питательной воды.
Конденсатные насосы второй ступени обеспечивают подачу
конденсата в деаэраторы через установку регенерации. Это пять подогревателей
низкого давления, которые осуществляют подогрев конденсата паром из
промежуточных отборов турбины. Конденсат греющего пара смешивается с потоком
основного конденсата по каскадной схеме.
В схеме энергоблока предусмотрено 4 деаэратора, где
происходит удаление коррозионно-активных газов из конденсата и создается рабочий
запас питательной воды. Питательная вода из деаэратора питательными насосами
подается в барабан-сепараторы каждой циркуляционной петли через свой
питательный узел. В питательном узле, имеющем 3 параллельных нитки (2 - в
работе, 1 - в резерве), установлены механические фильтры и автоматические
клапаны, регулирующие подачу питательной воды в барабан-сепараторы путем
поддержания в них номинального уровня воды.
В целях обеспечения сброса пара из барабан-сепараторов
в режимах с отключением турбин, предусмотрены паросбросные и пароприемные
устройства.
Для поддержания требуемого водно-химического режима в
контуре МПЦ предусмотрена байпасная очистка производительностью 200 т/час.
Контурная вода отбирается из напорных коллекторов главных циркуляционных
насосов каждой петли. Предварительно перед поступлением на фильтры байпасной
очистки вода охлаждается до 50 С в регенераторах и доохладителях. После очистки
возвращаемая в контур МПЦ вода предварительно подогревается в регенераторах
контурной водой, поступающей на очистку.
Принципиальная схема АЭС:
|
1. Реактор РБМК-1000
|
17. Малый питательный насос
|
|
2. Турбина К-500-65
|
18. Фильтр
|
|
3. Генератор
|
19. Кольцо высокого давления
|
|
4. Барабан-сепаратор
|
20. Редукционная установка
|
|
5. Главный циркуляционный насос
|
21. Сепаратор-пароперегреватель
|
|
6. Напорный коллектор
|
22. Барбатёр
|
|
7. Раздаточно-групповой коллектор
|
23. Технологический конденсатор
|
|
8. Запорно-регулирующий клапан
|
24. Конденсатный насос
|
|
9. Расходомер "ШТОРМ"
|
25. Главный предохранительный клапан
|
|
10. Конденсатор
|
26. Циркуляционный насос
|
|
11. Конденсатный насос 1 подъема
|
27. Сифонный сливной колодец
|
|
12. Конденсатоочистка
|
28. Насос расхолаживания
|
|
13. Конденсатный насос II подъема
|
29. Регенератор (СПИР)
|
|
14. Подогреватель низкого давления
|
30. Доохладитель (СПИР)
|
|
15. Деаэратор
|
31. Байпасная очистка КМПЦ
|
|
16. Питательный насос
|
|
Днем рождения АЭС принято считать 23 декабря 1973 года, когда члены
Государственной приемной комиссии после 72-часового экзамена, который держали
все технологические системы первого в нашей стране атомного энергоблока
единичной мощностью в 1000000 киловатт, поставили свои подписи в его
"зачетке". Но сердце ядерного исполина начало биться на три месяца
раньше - 12 сентября, и именно тогда всю мировую печать облетело сенсационное
сообщение: "Первый из семьи атомных гигантов России обретает жизнь!"
Именно этот день можно смело называть днем рождения большой ядерной энергетики
нашей державы.
В
качестве базового для Ленинградской АЭС был принят РБМК-1000 <#"583976.files/image005.gif">
Рисунок
2: РБМК-1000.
1.4 Устройство реактора
Реактор РБМК-1000 тепловой мощностью 3200 МВт
представляет собой систему, в которой в качестве замедлителя используется
графит, в качестве теплоносителя - легкая вода, в качестве топлива - двуокись
урана. В целом реактор состоит из набора вертикальных каналов, вставленных в
цилиндрические отверстия графитовых колонн, и верхней и нижней защитных плит.
Легкий цилиндрический корпус (кожух) замыкает полость графитовой кладки. Кладка
состоит из собранных в колонны графитовых блоков квадратного сечения с
цилиндрическими отверстиями по оси. Кладка опирается на нижнюю плиту, которая
передает вес реактора на бетонную шахту. Топливные каналы и каналы регулирующих
стержней проходят через нижние и верхние металлоконструкции. Приводы
регулирующих стержней расположены над активной зоной в районе верхней защитной
конструкции реакторного зала.
Топливо в виде таблеток помещено в оболочку из сплава
циркония и ниобия (Э-100). Твэлы длиной 3644 мм по восемнадцать штук собраны в
виде цилиндрического пучка в тепловыделяющую сборку. Две сборки, расположенные
одна над другой, собранные на одном центральном стержне, образуют
тепловыделяющую кассету, которая устанавливается в каждый топливный канал. Перегрузка
топлива осуществляется на мощности с помощью разгрузочно-загрузочной машины,
расположенной в центральном зале. Один-два топливных канала могут быть
перегружены каждый день.
Приблизительно 95% энергии, выделяющейся в результате
реакции деления, прямо передается теплоносителю. Около 5% мощности реактора
выделяется в графите от замедления нейтронов и поглощения гамма-квантов. Для
снижения термического сопротивления и предотвращения окисления графита полость
кладки заполнена циркулирующей смесью газов гелия и азота, которая служит
одновременно и для контроля целостности каналов по изменению влажности и
температуры газа. Под нижней и над верхней плитами имеются пространства для
разводки труб водяных коммуникаций от раздаточных коллекторов к каждому каналу
и труб пароводяных коммуникаций от каждого канала к барабан-сепараторам.
Система управления и защиты реактора основана на
перемещении 191 - 211 твердых стержней-поглотителей в специально выделенных
каналах, охлаждаемых водой автономного контура. Система обеспечивает:
· автоматическое поддержание заданного
уровня мощности;
· быстрое снижение мощности стержнями
автоматических регуляторов и стержнями ручных регуляторов по сигналам отказа
отдельных единиц оборудования;
· аварийное прекращение цепной реакции
стержнями аварийной защиты по сигналам опасных отклонений параметров блока или
в случае отказов основного оборудования;
· компенсацию изменений реактивности
при разогреве и выходе на мощность;
· регулирование распределения
энерговыделения по объему активной зоны.
Таблица
|
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕАКТОРА РБМК-1000
|
|
Мощность реактора, кВт
|
|
|
тепловая
|
3,2 х 106
|
|
электрическая
|
1 х 106
|
|
Расход теплоносителя через реактор, т/ч
|
37500
|
|
Паропроизводительность, т/ч
|
5600
|
|
Давление пара в сепараторе, кГс/см2
|
70
|
|
Давление в напорных коллекторах, кГс/см2
|
86,0
|
|
Среднее массовое паросодержание на выходе из реактора, %
|
14,5
|
|
Температура теплоносителя, °С:
|
|
|
на входе в активную зону
|
270
|
|
на выходе из активной зоны
|
284
|
|
Максимальная мощность канала, кВт
|
3000
|
|
Расход теплоносителя, в канале максимальной мощности, т/ч
|
29,4
|
|
Максимальное паросодержание на выходе из канала, %
|
20,1
|
|
Минимальный запас до критической мощности
|
1,04
|
|
Высота активной зоны, мм
|
7000
|
|
Диаметр активной зоны, мм
|
11800
|
|
Шаг технологической решетки, мм
|
250 х 250
|
|
Количество топливных каналов (1 очередь/2 очередь)
|
1693/1661
|
|
Обогащение топлива, %
|
2,4
|
|
Средняя глубина выгорания извлекаемого топлива, МВт сут/кг
|
22,5
|
|
Максимальная температура графита в отдельных точках, °С
|
700
|
|
Максимальная температура поверхности циркониевой трубы
технологического канала, °С
|
325
|
Поперечный разрез реакторной
установки:
|
1. Активная зона 2. Трубопроводы водяных коммуникаций 3.
Нижняя биологическая защита 4. Раздаточный коллектор 5. Боковая
биологическая защита 6. Барабан-сепаратор 7. Трубы пароводяных
коммуникаций 8. Верхняя биологическая защита 9. Разгрузочно-загрузочная
машина 10. Съёмньй плитньй настил 11. Тракты топливных каналов 12. Опускные
каналы 13. Напорньй коллектор 14. Всасывающий коллектор 15. ГЦН
|
2. Общая информация
теплоноситель
реактор конденсатный насос
1 ноября 1974 года первый энергоблок ЛАЭС вышел на
проектную мощность. Первый ковш земли из котлована под фундамент главного
здания будущей АЭС экскаватор поднял 6 июля 1967 года. С того времени прошло
всего 20 лет, но за эти два десятилетия российская ядерная энергетика далеко
шагнула вперед. Судите сами! Первенец атомной электроиндустрии способен был
выработать за 60 минут 5000 киловатт-часов и ровно столько же электроэнергии
требуется лишь одному из многочисленных главных циркуляционных насосов, действующих
на ЛАЭС. И еще одно сравнение: без малого за четверть века атомная станция в
Сосновом Бору дала стране свыше 500 миллиардов киловатт-часов - целый океан
электричества! Нет ни одной электростанции в России, которая смогла бы
соперничать с ней в этом! Вот почему ЛАЭС вполне справедливо называют флагманом
отечественной ядерной энергетики.
Именно реакторы канального типа, которыми оснащена
станция, позволяют ей внедрять радиационные технологии. Всей стране известен
поистине волшебный препарат "полифепан". Сырье для него ЛАЭС получает
от Центра сорбционных технологий в Петербурге. Эти заготовки модифицируют в
поле ионизирующих излучений, отработавших в реакторе тепловыделяющих сборок.
Перед тем как навсегда отправиться в отставку, кассеты успевают сослужить еще
добрую службу людям. Полифепан способствует быстрому и эффективному выводу
радионуклидов из организма. Препарат используют в онкологических центрах и
клиниках, он обеспечивает хорошее лечебно-профилактическое действие для многих
больных. Но это не единственная продукция, которую ЛАЭС поставляет медикам.
Атомная станция в Сосновом Бору дает 51% всей
вырабатываемой в регионе электроэнергии, устойчиво и надежно снабжает ею весь
Северо-Запад России. Но приближаются сроки вывода из эксплуатации ее энергоблоков.
Первый из них исчерпает свой проектный ресурс в 2003 году, и хотя проведенная
реконструкция позволяет продлить срок его службы, энергетики заранее заботятся
о создании замещающих мощностей станции. На смену РБМК должны прийти реакторы
нового поколения - МКЭР (многопетлевые канальные энергетические реакторы),
высоконадежные и эффективные. На выездном заседании коллегии Минатома в
Петербурге, в котором участвовали руководители города на Неве и Ленинградской
области, ученые и конструкторы, министр РФ по атомной энергии Виктор Михайлов
очень четко объяснил, зачем России нужны канальные реакторы: "Это еще и
средство генерации материалов с новыми свойствами, которых в природе не
существует, изотопов, необходимых для функционирования различных отраслей промышленности,
медицины, научных изысканий". Министр сделал однозначный вывод:
"Именно потому канальные реакторы будут использоваться всегда!"
Новая реакторная установка МКЭР-800(а всего их
намерены построить не менее пяти для замены существующих ныне) способна,
кстати, обеспечить получение от внедрения радиационных технологий 65 миллиардов
рублей в ценах 1995 года. А это, несомненно, снизит себестоимость каждого
киловатт-часа, сделает его более конкурентоспособным на федеральном оптовом
рынке электроэнергии.
Роль и серьезное значение Ленинградской АЭС для
Северо-Запада России сохранятся и в XXI веке, до которого уже рукой подать. На
финише 1996 г. в Сосновом Бору произошло весьма знаменательное со бытие. Здесь
состоялось выездное заседание правительств Санкт-Петербурга и Ленинградской
области, закончившееся подписанием двух важных документов - "Соглашения о
стабилизации и повышении эффективности энергообеспечения региона" и
постановления губернаторов города и области. В нем содержится механизм реализации
Соглашения. Оба субъекта Федерации намерены создать единую энергетическую
компанию, видя в ней фундамент будущего развития всех отраслей экономики. Есть
и политический смысл в рождении такой региональной компании. Это - новый и
заметный шаг в объединении города на Неве и области, в основу которого
закладывается одна из базовых составляющих инфраструктуры - энергетика.
Ленинградская атомная дала жизнь Сосновому Бору. Свой статус города он обрел в
том же году, когда началась цепная реакция в первом реакторе. Сегодня в молодом
Атомграде действуют десятки предприятий и организаций, и практически чуть ли не
каждое из них связано тесными узами с ЛАЭС.