РБМК - (Реактор Большой Мощности Канальний) - реактор великої потужності канальний; двоцільовий канальний киплячий графіто-водний ядерний реактор.

Характеристика реактора РБМК - 1000

Теплова потужність реактора, мВт: 3200;
Електрична потужність блока, мВт: 1000;
К.К.Д блока, %: 31.3;
Тиск пара перед турбіною, атм: 65;
Температура пари перед турбіною, °С: 280;
Розмір активної зони, м:
Висота: 7;
Діаметр: 11.8;
Завантаження урану, т: 192;
Кількість випарних каналів: 1693;
Середнє вигорання, мВт•кг/добу: 25.5;
Розмір оболонки твела (діаметр×товщина), мм: 13.5 × 0.9


Основу активної зони РБМК-1000 складає графітовий циліндр заввишки 7 м і діаметром 11,8 м, складений з блоків меншого розміру, який виконує роль сповільнювача. Графіт пронизаний великою кількістю вертикальних отворів, через кожне з яких проходить труба тиску (також звана технологічним каналом (ТК)). Центральна частина труби тиску, розташована в активній зоні, виготовлена із сплаву цирконію (Zr + 2,5 % Nb), що володіє високими механічними і корозійними властивостями, верхні і нижні частини труби тиску — з неіржавіючої сталі. Цирконієва і сталеві частини труби тиску сполучені зварними перехідниками.
У кожному каналі встановлена касета, складена з двох тепловиділяючих збірок (ТВС), — нижньої і верхньої. У кожну збірку входить 18 стрижньових ТВЕЛів. Оболонка ТВЕЛа заповнена пігулками з двоокису урану. За первинним проектом збагачення по урану 235 складало 1,8 %, але у міру накопичення досвіду експлуатації РБМК виявилося доцільним підвищувати збагачення. Це дозволило збільшити керованість реактора, підвищити безпеку і поліпшити його економічні показники. Так, після аварії на Ленінградській АЕС в 1975 р. був здійснений перехід на паливо із збагаченням 2,0 %, після аварії на Чорнобильській АЕС в 1986 р. — на паливо із збагаченням 2,4 %. У 90-і роки був початий перехід на паливо із збагаченням 2,6 %. В даний час здійснюється перехід на паливо із збагаченням 2,8 %.
Перетворення енергії в блоці АЕС з РБМК відбувається по одноконтурній схемі. Кипляча вода з реактора пропускається через барабани-сепаратори. Потім насичена пара (температура 284 °C) під тиском 65 атм поступає на два турбогенератори електричною потужністю по 500 Мвт. Відпрацьована пара конденсується, після чого циркуляційні насоси подають воду на вхід в реактор.

Реактор РБМК-1000 спроектований для чотирьох блокових АЕС: Ленінградською, Курською, Чорнобильською, Смоленською.
Переваги:
Знижений, в порівнянні з корпусними ВВЕР, тиск води в першому контурі;
Завдяки канальній конструкції відсутній дорогий корпус;
Немає дорогих і складних парогенераторів;
Немає принципових обмежень на розмір активної зони;
Незалежний контур системи управління і захисту (СУЗ);
Широкі можливості здійснення регулярного контролю стану вузлів активної зони (наприклад, труб технологічних каналів) без необхідності зупинки реактора, а також висока ремонтопридатнысть;
Мале "паразитичне" поглинання нейтронів в активній зоні (сприятливіший нейтронний баланс), як наслідок - повніше використання ядерного палива;
Можливість напрацювання радіонуклідів технічного і медичного призначення, а також радіаційного легування різних матеріалів;
Заміна палива без зупинки реактора завдяки незалежності каналів один від одного;
Быльш легке (в порівнянні з корпусними ВВЕР) протікання аварій, викликаних розгерметизацією циркуляційного контура, а також перехідних режимів, викликаних відмовами устаткування;
Можливість формувати оптимальні нейтронний-фізичні властивості активної зони реактора (коефіцієнти реактивності) на стадії проектування;
Відсутність (в порівнянні з корпусними ВВЕР) необхідності застосування борного регулювання;
Незначні коефіцієнти реактивності по щільності теплоносія (сучасний РБМК);
Більш рівномірне (в порівнянні з корпусними ВВЕР) вигорання ядерного палива;
Глибше (в порівнянні з корпусними ВВЕР) вигорання палива (сучасні проекти);
Можливість роботи реактора з низьким ОЗР (сучасні проекти);
Поканальноє регулювання витрат теплоносія через канали, що дозволяє контролювати теплотехнічну надійність активної зони;
Теплова інертність активної зони.
Недоліки
Велика кількість трубопроводів і різних допоміжних підсистем, що вимагає наявність великої кількості висококваліфікованого персоналу;
Необхідність проведення поканального регулювання витрат, що може спричинити за собою аварії, пов'язані з припиненням витрати теплоносія через канал;
Вище навантаження на оперативний персонал в порівнянні з ВВЕР, пов'язана з великими розмірами активної зони.

ТВС в РБМК складаються з двох частин—ніжньої і верхньої, кожна з яких містить 18 твелів стрижневого типу з пігулок спеченого двоокису урану, всунутих в оболонку з цирконієвого сплаву. Висота активної частини палива в твелі 3,5 м, загальна висота активної зони в РБМК 7,0 м. Діаметр твела 13,5 мм. Розташування твелів в ТВС з необхідним кроком (мінімальна відстьнь між твелами 1,7 мм) забезпечується за допомогою дистанціонуючих грат, що складаються з 19 осередків, з яких 18 служать для дистанціонування твелів, а центральний осередок - для кріплення грат до каркасної трубки ТВС. Осередки зварені між собою точковою зваркою в єдину конструкцію . У ТВС з інтенсифікацією теплообміну в гратах верхньої частини є пристрою для турбулізациі потоку теплоносія, що і забезпечує інтенсифікацію теплообміну.
Крім паливних каналів в активній зоні РБМК є 179 каналів СУЗ. Стрижні СУЗ призначені для регулювання радіального поля енерговиділення (РС), автоматичного регулювання потужності (АР), швидкої зупинки реактора (A3) і регулювання висотного поля енерговиділення (УСП), причому стрижні УСП завдовжки 3050 мм виводяться з активної зони вниз, а всі інші завдовжки 5120 мм, вгору.

Для контролю за енергорозподілом по висоті активної зони передбачено 12 каналів з семисекційними детекторами, які встановлені рівномірно в центральній частині реактора поза сіткою паливних каналів і каналів СУЗ. Контроль за енергорозподілом по радіусу активної зони проводиться за допомогою детекторів, що встановлюються в центральні трубки ТВС в 117 паливних каналах. На стиках графітових колон кладки реактора передбачено 20 вертикальних отворів діаметром 45 мм, в яких встановлюються трьохзонні термометри для контролю за температурою графіту.
Реактор розміщений в бетонній шахті розміром 21,6х21,6х25,5 м. Нижня плита завтовшки 2 м і діаметром 14,5 м складається з циліндрового ободу і двох листів, в які герметично вварени трубні проходки для паливних каналів і каналів управління.. Весь об'єм усередині плити між проходками заповнений серпентінітом, завдяки чому вона, будучи біологічним захистом, забезпечує можливість проведення робіт в під реакторному просторі під час зупинки реактора.
Нижня плита через зварну металоконструкцію у вигляді хреста спирається на бетонну підставку шахти реактора. Реактор оточений бічним захистом у вигляді кільцевого бака з водою, який встановлений на опорних конструкціях, що кріпляться до бетонної підстави шахти реактора. Зовнішній діаметр бака рівний 19 м, внутрішній на висоті 11 м - 16,6 м. На верхньому торці бака на 16 каткових опорах встановлена верхня плита, аналогічна по конструкції ніжній. Товщина верхньої плити 3 м, діаметр 17,5 м. Навколо верхньої плити є додатковий бічний захист у вигляді кільцевого бака з водою заввишки 3,2 м, зовнішнім діаметром 19 м, а внутрішнім 17,8 м.
Нижня і верхня плити сполучені між собою герметичним кожухом з листового прокату завтовшки 16 мм. У нижній частині кожуха є компенсатори лінійного подовження з товщиною стінки 8 мм. Вгорі і внизу кожух і бак бічного захисту сполучені діафрагмами з компенсаторами, лінійних подовжень. Таким чином, між кожухом і бічним захистом утворюється кільцева, також герметична, порожнина.
Усередині герметичного кожуха реактора на нижній плиті встановлена графітова кладка реактора, що складається з 2488 вертикальних графітових колон, зібраних з прямокутних блоків заввишки 200, 300, 500 і 600 мм, з підставою 250x250 мм я внутрішнім отвором діаметром 114 мм. 1693 колони призначено для установки в них паливних каналів, 179 - для каналів СУЗ реактора, а інші є бічним відбивачем. У отворах периферійних колон встановлені металеві охолоджувані водою штанги, що фіксують графітову кладку при переміщеннях в радіальному напрямі. Кожна графітова колона встановлена на опорний стакан, прикріплений до нижньої плити. На опорні ж стакани кріпиться сталева діафрагма завтовшки 5 мм, призначена для зменшення теплопередачі випромінюванням від кладки до нижньої плити і для організації розподілу потоку газу усередині реактора. Для кладки реактора використовується графіт щільністю 1,65 г/см3. Загальний еквівалентний діаметр кладки 13,8 м (діаметр активної зони 11,8 м, товщина бічного відбивача 1 м). Висота кладки 8 м (висота активної зони 7 м, товщина торцевих відбивачів по 0,5 м).
Внутрішня порожнина реактора заповнена прокачуваною через кладку азотно-гелієвою сумішшю з невеликим надмірним тиском, завдяки чому забезпечується нейтральна атмосфера для графіту, що знаходиться при високій температурі, що запобігає його вигоранню. В результаті добавки гелію збільшується теплопровідність газової суміші і поліпшуються умови теплоотвода від графітової кладки до теплоносія усередині каналів. Газове середовище реактора служить також для вентиляції внутрішньореакторного простору і для контролю цілісності каналів. Відкачування газу з реактора здійснюється з вваренних у верхню плиту проходок-стояків по індивідуальних імпульсних трубках, прокладених над верхньою плитою. Газ в ці трубки поступає знизу кладки, проходячи уздовж каналу. У разі порушення цілісності каналу газ зволожується, що і визначається аналізом вологості газу, що проводиться. Порожнина навколо кожуха реактора заповнена азотом, тиск якого дещо більше тиску газу усередині кожуха. Завдяки цьому виключаються витік газу з внутрішньореакторного простору через кожух.
У вертикальні крізні отвори, утворені стояками нижньої і верхньої плит і отворами в графітових колонах, вставляються 1693 паливних каналу і 179 каналів для стрижнів СУЗ реактора. Канали є трубчастою конструкцією, що складається з центральної, виконаної з цирконієвого сплаву частини на висоті активної зони і ніжньої і верхньої кінцевих частин, виконаних з нержавіючої сталі. Кінцеві частини приєднуються до центральної цирконієвої труби через наперед виготовлені перехідникі сталь-цирконій. Цирконієва частина паливного каналу виготовлена з труби 0 88х4, а каналу СУЗ з труби 0 88х3. Довжина паливного каналу 18,2 м, діаметр в нижній частині 60 мм, а у верхній 121 мм, довжина каналу СУЗ 21,3 м. Канали приварюються до внутрішньої поверхні стояків верхньої плити, а із стояками нижньої плити з'єднуються через сильфонні вузли, що забезпечують компенсацію лінійних подовжень каналу при розігріванні і в результаті осьової повзучості цирконієвого сплаву. верхньої плити вище за шов приварювання каналів до цих стояків. На цирконієву частину каналу надіті розрізні графітові кільця. Ці кільця через одне щільно облягають трубу каналу або притиснуті до поверхні отвору графітової кладки. По торцях кільця мають щільний контакт. Розрізні кільця забезпечують теплопередачу від графітової кладки до теплоносія, що протікає в каналі, і дають можливість змінюватися розмірам каналів за рахунок повзучості, і отворам в графіті за рахунок усадки.
До нижніх частин каналів приварені трубопроводи для підходу в паливних каналах і для відведення в каналах СУЗ теплоносія. До стояків вище за місця вварки в них каналів також приварені трубопроводи для відведення теплоносія в паливних і для підведення — в каналах СУЗ. Трубопроводи підведення води до паливних каналів - нижні водяні комунікації мають діаметр 57 мм, а товщину стінки 3,5 м. Вода в них поступає з 44 групових колекторів (по 22 колектори на кожну сторону реактора). До групових колекторів вода подається від напірних колекторів головних циркуляційних насосів. Вся розводка трубопроводів, що як підводять, так і відвідних, виконана симетрично щодо осьової площини. Також симетрично розташовано і основне устаткування реакторної установки.
Індивідуальні трубопроводи для відведення пароводяної суміші від каналів до сепараторів - пароводяні комунікації діаметром 76 мм і товщиною стінки 4 мм утворюють два ряди перед входом в кожного сепаратора. Між цими рядами встановлені спеціальні короби з біологічним захистом, усередині яких пере-мещаются детектори контролю герметичності оболонок твелів (КГО). З певним інтервалом часу детектори проходять мимо кожного трубопроводу з теплоносієм, фіксуючи при цьому активність теплоносія в нім. У разі розгерметизації оболонок ТВЕЛів в якому-небудь каналі активність в трубопроводі зросте, що і зафіксується системою КГО, яка виробляє сигнал, по якому ТВС з дефектними ТВЕЛами повинна бути витягнута з каналу.