РИТМ-200

РИТМ-200 — Реактор с интегрированными в корпус парогенераторами, транспортный, морской, физической мощностью 200 МВт; российский транспортный водо-водяной ядерный реактор, разработанный в ОКБМ имени И.И. Африкантова. Предназначен для установки на атомных ледоколах, строящихся плавучих атомных электростанциях производства «ЗиО-Подольск» и атомных станциях малой мощности (АСММ).

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].

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 % (обычно 19,5%, 19,75%). 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:

1. 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).
2. 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.
3. 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.
4. Снижение плотности потока нейтронов на корпус позволяет увеличить радиационный ресурс ПГБ и снизить температуру при гидравлических испытаниях.
5. Введение систем безопасности, работающих по активному и пассивному принципу.

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.

В проекте использована активная зона кассетного типа с металлокерамическим топливом повышенной ураноёмкости, по сравнению с интерметаллидным топливом, удовлетворяющее требованию нераспространения ЯО.

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.

Насосы традиционного исполнения, лопастной, одноступенчатый с герметичным асинхронным электродвигателем. Изменение частоты вращения осуществляется за счёт преобразования частоты питающего тока.

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.

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-200н (наземная модификация) началось строительство 2-х АЭС малой мощности, в Якутии - 1 или 2 энергоблока и в Узбекистане - из 6 энергоблоков. Планируется строительство 6 блоков в Кыргызстане. Ведутся переговоры и рассматриваются заявки о строительстве АСММ (атомных станций малой мощности) в КНДР, Вьетнаме, Мьянме, Габоне, Уганде, Кубе и др. островных государствах. 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-200н; он одобрен, сейчас начато строительство АЭС малой мощности в Якутии из 1 а возможно и из 2-х энергоблоков^[7].

Гражданские реакторы ОКБМ Африкантова

*Масса ЯЭУ (ядерная энергетическая установка) — масса 2 или 3 реакторов с биологической защитой и защитой между собой.

• 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.

• РИТМ-400

• Состояние с разработкой реакторов малой и средней мощности // iaea.org