Перегрузка топлива, бассейн выдержки

Общие положения

Перегрузка ядерного топлива (ЯТ) на энергоблоках (ЭБ) с ВВЭР осуществляется при полностью остановленном ядерном реакторе (ЯР) и обычно совмещается с ремонтом оборудования. Для ЭБ с ВВЭР перегрузка ЯТ имеет две важные особенности:

1) перегрузка топлива связана с изменением геометрии активной зоны ЯР;

2) перегрузка топлива оказывает особое влияние на остаточное тепловыделение в активной зоне ЯР.

Первая особенность во многом определяет ядерную безопасность ЭБ, а вторая требует организации сложных технологических систем охлаждения из-за необходимости сохранения в работе тепломеханического и электромеханического оборудования, насосов, средств и приборов контроля.

Основными документами, определяющими технологию перегрузки ЯТ с остановкой ЭБ, являются:

- инструкция по перегрузке ЯТ на ЭБ;

- программа и график ремонтов;

- программа и рабочий график перегрузки ТВС.

В программе перегрузки ЯТ, разрабатываемой персоналом АЭС, определяются важнейшие укрупненные этапы перестановки основных групп ТВС, а также порядок и перечень транспортно-технологического оборудования, используемого при перемещении ТВС. Рабочий график перегрузки ЯТ подробно описывает для каждой ТВС маршрут ее движения: номер и тип ТВС, координаты ячейки активной зоны или БВ, откуда извлекается ТВС, а также ячейки, куда она устанавливается.

На АЭС с ВВЭР перегрузка осуществляться «мокрым» методом. При этом транспортно-технологические операции по перемещению отработавших ТВС из активной зоны в БВ проводятся под слоем воды (в бассейне перегрузки).

(При «сухом» методе отработавшие ТВС транспортируются к БВ в защитном металлическом контейнере во воздуху.)

Перегрузка ТВС производится под водой, для этого реактор должен быть остановлен, разуплотнен, ВБ и БЗТ извлечены из реактора, бетонная шахта и бассейн перегрузки заполнены водой.

Извлечение ВКУ из реактора и транспортирование их в шахты ревизии производится «посуху».

Конкретная схема перегрузки зависит от многих факторов. В частности, существует зависимость от исходного обогащения топлива изотопом урана-235. В случае использования твэл с низким обогащением (порядка 3-3,5%) может быть реализована только 3-х годичная топливная кампания. В случае использования твэл с более высоким обогащением (порядка 4-4,4%) может быть реализована 4-х годичная топливная кампания.

В принятой сейчас на отечественных АЭС схемах перегрузки реализована 3-х годичная топливная кампания с установкой части ТВС (для ТВС с высоким начальным обогащением) на 4-й год эксплуатации (п. 3.2.9 ТОБ ОАБ ЗАЭС-5).

При такой схеме в течение 1 ППР заменяется новыми около 1/4 от общего количества ТВС. При этом стараются соблюсти симметрию активной зоны. Вся активная зона условно разбивается на 6 одинаковых секторов (рис. 2, 3). Поэтому количество заменяемых ТВС должно быть кратно 6, что составляет около 42 шт. (всего в активной зоне ВВЭР-1000 163 ТВС).

Для эксплуатации реакторной установки энергоблока используется в составе топливной загрузки активной зоны комплекс кассет (ТВС) различных модификаций: ТВС-М, ТВС, ТВС-А (п. 3.2.1.2 ТОБ ОАБ ЗАЭС-5).