Повышение устойчивости ВВЭР-ТОИ к экстремальным воздействиям
Дата: 15/03/2013
Тема: Безопасность и чрезвычайные ситуации


Александр Коршунов, главный инженер схемно-режимного бюро комплексного проектирования ОАО «Атомэнергопроект»

В первую очередь дополнительные технические меры по обеспечению безопасности АЭС с ВВЭР-ТОИ направлены на отвод тепла от бассейна выдержки и ограничение роста давления внутри защитной оболочки (ЗО), поскольку, при наиболее вероятных исходных событиях с потерей электропитания и конечного поглотителя, без течи первого контура отвод тепла от активной зоны может быть потенциально неограниченно длительным (за счет работы СПОТ), а отвод тепла от бассейна выдержки и исключение переопрессовки защитной оболочки ограничены по времени.


Для увеличения длительности автономности АЭС при исходных событиях, связанных с потерей плотности первого контура, приняты меры по обеспечению подпитки реактора для отвода тепла от активной зоны.

И наконец, обеспечен в длительной перспективе контроль параметров безопасности и других параметров, позволяющих иметь объективную информацию о состоянии энергоблока.

Анализ возможных технических решений

В процессе разработки Проекта «ВВЭР-ТОИ» было рассмотрено множество различных вариантов повышения устойчивости энергоблока к экстремальным внешним воздействиям, которые характеризуются потерей всех источников переменного тока и конечного поглотителя тепла.

Анализ возможных вариантов показал, что, во-первых, необходимо обеспечивать отвод остаточного тепла от активной зоны реактора и от топлива в бассейне выдержки наружу из защитной оболочки, а не накапливать это тепло внутри нее, как, например, при организации длительной подпитки бассейна выдержки и реактора от стороннего источника.

Во-вторых, расчеты показали, что отвод тепла в окружающую среду от бассейна выдержки или защитной оболочки с использованием пассивных систем сложно организовать в разумных размерах теплообменного оборудования.

В итоге был выбран вариант с использованием активного альтернативного контура отвода тепла во внешнюю среду, с использованием имеющегося оборудования систем безопасности и дополнительных технических средств.



Схема организации технических средств

Выбранный вариант для отвода тепла от бассейна выдержки, ограничения роста давления в защитной оболочке и подпитки реактора потребовал включения в Проект «ВВЭР-ТОИ» следующих дополнительных средств:

• альтернативного дизель-генератора с воздушным охлаждением;

• альтернативного промконтура с воздушной градирней;

• передвижной насосной установки для подачи воды от внешних источников;

• кабельных линий для оперативного подключения потребителей, использующихся для управления ЗПА.

При запроектных авариях, не связанных с течью первого контура, насос системы охлаждения бассейна выдержки осуществляет забор и возврат воды бассейна выдержки расходом 300 м3/ч по штатной схеме. При этом обеспечивается отвод тепла от бассейна выдержки к вентиляторной градирне через альтернативный промконтур. Отвод тепла от реакторной установки осуществляется за счет работы СПОТ. Аналогичная схема отвода тепла от бассейна выдержки применяется и при полной выгрузке топлива в бассейн выдержки.

При авариях с течью первого контура насос системы охлаждения бассейна выдержки осуществляет подачу воды в бассейн выдержки расходом 50 м3/ч из аварийного приямка по существующему трубопроводу, что обеспечивает отвод тепла от топлива в бассейне выдержки и предотвращает в нем кипение воды.

Одновременно от этого насоса и насоса аварийного ввода бора осуществляется подача воды в реактор из аварийного приямка суммарным расходом не менее 300 м3/ч, что исключает процесс кипения теплоносителя в реакторе. Охлаждение воды, подаваемой из аварийного приямка на всас насосов, обеспечивается работой альтернативного промконтура.

Во всех рассмотренных режимах исключается поступление пара в объем защитной оболочки, следовательно, не требуется подключение специальных средств для снижения давления в ЗО. Однако проектом предусмотрена возможность подачи воды к спринклерным коллекторам от насосов охлаждения бассейна выдержки.

Выполненное расчетное обоснование показало, что для рассматриваемых аварий введение в действие не позднее 72 часов с момента начала аварии альтернативного промконтура (обеспечивающего за счет использования мобильного дизель-генератора и мобильной градирни с вентилятором подачу воды в бассейн выдержки и реактор с расходом соответственно 50 м3/ч и 270 м3/ч от одного насоса охлаждения БВ, а также в холодные нитки ГЦТ с расходом 2 х14,5 м3/ч от двух насосов аварийного ввода бора из приямка ЗО с температурой, не превышающей 70 °С) обеспечит надежное охлаждение реакторной установки, бассейна выдержки и защитной оболочки в течение неограниченного времени.

Электропитание насосов систем охлаждения бассейна выдержки и аварийного ввода бора, а также арматуры, переключение которой требуется при рассматриваемой аварии, осуществляется от мобильного дизель-генератора.


Альтернативный промконтур с воздушной градирней

Для организации отвода тепла от реакторной установки и защитной оболочки используется «альтернативный» промежуточный контур. Вода промконтура используется для охлаждения теплообменника охлаждения бассейна выдержки и теплообменника аварийного и планового расхолаживания первого канала. В качестве конечного поглотителя тепла используется модульная воздушная градирня закрытого типа с вентиляторами.

Для улучшения теплоотвода в конструкции градирни предусмотрено охлаждение теплообменной поверхности за счет распыления воды. Циркуляция воды для распыления осуществляется маломощным насосом, входящим в комплект поставки градирни. Тепловая мощность, отводимая градирней, составляет порядка 21,2 МВт (мощность выбрана исходя из мощности остаточных тепловыделений топлива в активной зоне, мощности остаточных тепловыделений топлива в бассейне выдержки при аварийной выгрузке и имеющихся аналогов градирни). В качестве аналога могут быть рассмотрены вентиляторные градирни закрытого типа известных зарубежных фирм, имеющих представительства в России: DESCA (Италия), GOHL (Германия), Baltimore Aircoil (США), Evapco (США).

Градирни поставляются в разборном виде модулями и собираются на специально предусмотренной, защищенной от внешних воздействий площадке около реакторного здания. Расход перекачиваемой воды составляет не менее 450 м3/ч, что достаточно для выполняемых системой функций. Работа системы позволяет обеспечить температуру воды, подаваемой из аварийного приямка на всас насосов систем FAK10 – 20, JND ниже 70 °C.

Источником воды для восполнения испаряемой в испарителях воды (порядка 30 м3/ч) может служить любой источник, имеющийся на конкретной площадке, например, вода в бассейне основной башенной градирни (для условий площадки Нововоронежской АЭС-2). Подача воды из бассейна градирни осуществляется передвижной насосной установкой.

Для обеспечения электропитания вентиляторов и насосов, входящих в состав градирни, используется мобильный дизель-генератор.

Альтернативный (передвижной) дизель-генератор с воздушным охлаждением

Во всех запроектных авариях, проходящих в условиях полной потери нормального, резервного и аварийного электроснабжения, используется альтернативный дизель-генератор. Для исключения зависимости от имеющихся на АЭС конечных поглотителей тепла альтернативный дизель-генератор имеет воздушное охлаждение.

Мощность дизель-генератора порядка 2 МВт на напряжение 0,4 кВ (уточняется на дальнейших стадиях).

Дизель-генератор обеспечивает электропитанием механизмы, участвующие в управлении аварией, аппаратуру АСУ ТП каналов систем безопасности, а также аппаратуру для аварийного и пост-аварийного мониторинга для обеспечения контроля параметров безопасности и других параметров, позволяющих иметь объективную информацию о состоянии энергоблока.

Подключение потребителей на дизель-генератор осуществляется оператором на основании соответствующих инструкций.

Учитывая, что автономность энергоблока (отсутствие необходимости подвода извне электроэнергии, технологических сред и т. п.) составляет 72 часа, вновь устанавливаемый дизель-генератор должен быть подключен не позднее чем через 72 часа с начала обесточивания.


Журнал РОСЭНЕРГОАТОМ №12-2012
www.rosenergoatom.info






Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=4386