РИТМ-200
РИТМ-200 — российский водо-водяной ядерный реактор, разработанный в ОКБМ имени И. И. Африкантова. Предназначен для установки на атомных ледоколах, перспективных плавучих атомных электростанциях производства «ЗиО-Подольск» и атомных станциях малой мощности.
| Реакторная установка РИТМ-200 | |
|---|---|
| Тип реактора | водо-водяной |
| Назначение реактора |
судовой двигатель электроэнергетика |
| Технические параметры | |
| Теплоноситель | вода |
| Топливо | диоксид урана |
| Тепловая мощность | 175 МВт |
| Электрическая мощность | 55 МВт |
| Разработка | |
| Научная часть | ОКБМ имени И. И. Африкантова |
| Предприятие-разработчик | ОКБМ имени И. И. Африкантова |
| Строительство и эксплуатация | |
| Местонахождение |
Ледоколы типа ЛК-60Я Перспективная ПАТЭС |
| Пуск | 2017 год |
| Построено реакторов | 10 |
| Прочая информация | |
| Сайт | strana-rosatom.ru/2024/0… |
В июне 2016 года первая энергетическая установка с двумя реакторами для первого атомного ледокола проекта 22220 типа «Арктика» (ЛК-60Я) доставлена на строительную площадку ледокола[1].
Конструкция править
Реакторная установка (РУ) РИТМ-200 выполнена по двухконтурной схеме. Отличительной особенностью реактора являются 4 парогенератора, интегрированные в корпус активной зоны (традиционно парогенераторы делают в отдельном корпусе, соединённом с корпусом активной зоны трубопроводами теплоносителя первого контура; интегральная компоновка уменьшает материалоёмкость и габариты установки, снижает риск утечек из первого контура реактора, облегчает монтаж и демонтаж установки). 4 главных циркуляционных насоса расположены вокруг корпуса реактора[2].
Реактор будет обладать тепловой мощностью 175 МВт, обеспечивая мощность на валу двигательной установки 30 МВт (в транспортном варианте) или 55 МВт электрических (в энергетическом варианте). В целях соблюдения принципа нераспространения ядерного оружия, обогащение урана ограничено 20 %. Перезагрузка топлива от 7 до 10 лет, при запланированном сроке эксплуатации 40 лет[3].
Относится к 4-му поколению реакторных установок гражданского судового класса. В отличие от 3-го поколения (КЛТ-40С семейство) осуществлён переход от блочной компоновки к интегральной. В комплексе с применёнными решениями достигается 2-кратное массовое (3800 т → 2200 т) и габаритное совершенство (12 × 17,2 × 12 → 6 × 13,2 × 15,5).
Основополагающие решения:
- ядерная энергетическая установка (ЯЭУ) имеет в своём составе 2 реакторные установки (РУ) на базе водо-водяного реактора интегрированного типа тепловой мощность 175 МВт, расположенные в индивидуальных защитных оболочках (ЗО).
- Выработка пара (248 т/ч каждой РУ) осуществляется по традиционной и отработанной двухконтурной схеме путём передачи тепла от воды первого контура к воде и пару 2-го контура в парогенераторе.
- Обеспечение безопасности РУ РИТМ-200 базируется на следующих принципах:
- Высокая тепло-аккумулирующая способность.
- Естественная циркуляция теплоносителя 1-го контура, достаточная для расхолаживания реактора.
- Минимальная протяжённость трубопроводов 1-го контура
- Применение ограничения истечения в малых патрубках.
- Больший по сравнению с блочной схемой объём теплоносителя 1-го контура в корпусе реактора увеличивают резерв времени до осушения активной зоны (АЗ) при аварии с течью теплоносителя 1-го контура.
- Снижение плотности потока нейтронов на корпус позволяет увеличить радиационный ресурс ПГБ и снизить температуру при гидравлических испытаниях.
- Введение систем безопасности, работающих по активному и пассивному принципу.
Парогенерирующий блок править
В основу проекта РУ РИТМ-200 положен парогенерирующий блок (ПГБ) интегрированного типа с принудительной циркуляцией, расположением кассет ПГ внутри корпуса, а ЦНПК в отдельных выносных гидрокамерах и активной зоной с увеличенным энергоресурсом.
| Наименование | Количество |
|---|---|
| Активная зона | 1 |
| Парогенератор | 4 |
| ЦНПК | 4 |
| Привод СУЗ КГ | 12 |
| Привод СУЗ АЗ | 6 |
Активная зона править
В проекте использована активная зона кассетного типа с металлокерамическим топливом повышенной ураноёмкости, по сравнению с интерметаллидным топливом, удовлетворяющее требованию нераспространения ЯО.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Ресурс, ч | 75 000 |
| Срок службы, лет | 12 |
| Размеры Dс × H | 1600 × 1200 |
| Энергоёмкость, ТВч·ч/м3 | 2,13 |
| Количество ТВС, штук | 199 |
| Загрузка 235U, кг | 438 |
| Среднее обогащение, % | < 20 |
| Удельный расход 235U, г/(МВт·сут) | 2,3 |
Парогенератор править
В РУ применён высокоэффективный парогенератор (ПГ), удельная паропроизводительность которого более чем в 2 раза выше эксплуатирующихся змеевиков. Конфигурация парогенерирующих кассет позволяет компактно разместить их в корпусе ПГБ. Компактность ПГБ позволяет уменьшить массогабаритные размеры, что сокращает объём и продолжительность работ по монтажу непосредственно на судостроительном заводе, а также повышает качество изготовления ПГБ благодаря завершению всех работ на машиностроительном заводе. При этом упрощается и утилизация объекта, благодаря возможности выгрузки ПГБ целиком, с минимальным объёмом демонтажных работ.
| Наименование | Значение |
|---|---|
| Количество кассет ПГ | 12 |
| Длина активной части, мм | 2000 |
| Площадь теплообменной поверхности, м2 | 93,2 |
Насосы править
Насосы традиционного исполнения, лопастной, одноступенчатый с герметичным асинхронным электродвигателем. Изменение частоты вращения осуществляется за счёт преобразования частоты питающего тока.
Приводы системы управления защитой (СУЗ) править
Группа исполнительных механизмов аварийной защиты (АЗ) предназначена для быстрого глушения реактора и поддержания его в подкритическом состоянии в аварийной ситуации.
Группа исполнительных механизмов компенсирующих групп (КГ) предназначено для компенсации избыточной мощности реактивности в режимах пуска, работы на мощности и остановки реактора.
Приводы СУЗ[что?] РУ РИТМ-200 созданы на базе приводов КЛТ-40С. Особенностями СУЗ РУ РИТМ-200 являются:
- увеличенный ресурс и срок службы.
- увеличенная длина рабочего хода органов.
Применение править
Предназначен для установки на ледоколах и перспективных плавучих атомных электростанциях[2][4].
Рассматривается возможность установки РИТМ-200 на плавучих энергоблоках (ПЭБ) проекта 20870.
Эти же реакторы «Росатом» планирует установить на пять Модернизированных плавучих энергоблока (МПЭБ) для энергоснабжения Баимского ГОКа на Чукотке[5][6].
Также, на основе реактора РИТМ-200 предполагается строить АЭС малой мощности. В 2018 году ОКБМ имени И. И. Африкантова и Государственный специализированный проектный институт (ГСПИ, входит в ГК «Росатом») разработали проект двухблочной АЭС с реакторами РИТМ-200; он одобрен, сейчас рассматриваются варианты строительства АЭС малой мощности[7].
Поколения, перспективы и предыстория править
Гражданские реакторы ОКБМ Африкантова
| Реактор | Поколение | Компоновка | Мощность (тепловая) | Суда / кол-во РУ | Масса реактора (тонн) | Масса ЯЭУ* (т), размер д×ш×в (м) | Физ размеры одного реактора, д×ш×в (м) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ОК-150 | 1 | Петлевая компоновка РУ | 90 | «Ленин» /3 | |||
| ОК-900;
ОК-900А |
2 | РУ с блочной компоновкой ПГБ | 159;
171 |
«Ленин» /2;
«Арктика» /2, |
—;
2603, 7,6×13,3×20 |
||
| КЛТ-40;
КЛТ-40М; КЛТ-40С |
3 | РУ с блочной компоновкой ПГБ | 135;
171; 150 |
«Севморпуть» /1; | —;
—; —; |
—;
—; 3743, 12×17,2×12 |
|
| РИТМ-200;
РИТМ-200Б(проект) РИТМ-400(проект) |
4 | РУ с интегрированной компоновкой ПГБ | 175;
209; 350 |
ЛК-60Я /2, новое поколение ПАТЭС (РИТМ-200М) /2; мелкосидящее судно; ЛК-110Я /2 |
1000;
1200; 1400 |
2 × 1220, 6×13,2×15,5;
1 × 1300, 7,2×7,2×16; 2 × 2020, 9×9×17; |
6 × 6 × 15,5;
7,2 × 7,2 × 16; 7 × 7 × 15,5 |
*Масса ЯЭУ (ядерная энергетическая установка) — масса 2 или 3 реакторов с биологической защитой и защитой между собой.
Параметры править
- Период непрерывной работы — 26 000 часов.
- Срок между перезагрузками — до 10 лет.
- Назначенный срок службы — незаменяемого оборудования — 40 лет, заменяемого оборудования — 20 лет.
- Назначенный ресурс — незаменяемого оборудования — 320 000 часов, заменяемого оборудования — 160 000 часов.
- Обогащение топлива — не более 20 %.
- Коэффициент использования установленной мощности — 0,65.
- Рабочее давление первого контура, МПа — 15,7;
- Температура первого контура — 277 на вход, 313 на выход;
- Расход теплоносителя первого контура через активную зону, 3250 тонн в час;
- Паропроизводительность — 248 тонн в час (295 °C, 3.82 МПа)
- Размеры для двух РУ в пределах защитной оболочки (ЗО) — 6 × 13,2 × 15,5 метров.
- Физические размеры: диаметр корпуса — 2,8 метра, габаритный диаметр — 3,3 метра (вместе с гидрокамерами с циркуляционными насосами), высота — 7,3 метра, толщина стенки 150 мм, масса — 147,5 тонн.[8] Интегрированный корпус ПГБ (паро-генерирующий блок), позволивший существенно снизить массу и габариты РУ в пределах ЗО.
- Низкообогащённая кассетная активная зона, по конструктивному исполнению аналогичная активной зоне реактора КЛТ-40С РУ ПАТЭС, обеспечивающая высокую продолжительную работу без перезарядки и выполнение требований нераспространения.
- Увеличенный ресурс и срок службы основного оборудования до заводского ремонта.
- Увеличены резервы времени для принятия решений в аварийных ситуациях.
См. также править
Ссылки править
Примечания править
- ↑ «Атомэнергомаш» завершил изготовление реакторной установки «РИТМ-200». Дата обращения: 30 июня 2016. Архивировано 30 июня 2016 года.
- ↑ 1 2 РИТМ-200, буклет «ОКБМ Африкантов» (недоступная ссылка)
- ↑ Small nuclear reactors for power and icebreaking. Дата обращения: 19 июля 2015. Архивировано 27 января 2020 года.
- ↑ ПАТЭС. Дата обращения: 19 июля 2015. Архивировано 21 июля 2015 года.
- ↑ Сахалин затянуло в водород. «Росатом» может выпускать его с помощью плавучих АЭС Архивная копия от 29 апреля 2021 на Wayback Machine // «Коммерсантъ» № 72 от 23.04.2021
- ↑ Росатом построит четыре энергоблока для Баимского ГОК почти за 200 млрд рублей. Плавучие энергоблоки должны быть поставлены заказчику в срок до 31 июля 2031 года Архивная копия от 2 ноября 2021 на Wayback Machine // ТАСС, 2 ноя 2021
- ↑ Где в России могут построить АЭС малой мощности с РИТМ-200 Архивная копия от 29 октября 2020 на Wayback Machine // strana-rosatom.ru
- ↑ гл. ред. П. А. Яковлев : Балтийский завод погрузил два судовых реактора РИТМ-200 на строящийся атомный ледокол «Якутия». Атомная энергия 2.0 С. 127569. Росатом (24 августа 2022). Дата обращения: 24 августа 2022. Архивировано 24 августа 2022 года.