Примеры систем обеспечения безопасности

Концепция построения систем безопасности ВВЭР СКД

Концепция построения систем безопасности ВВЭР СКД [5, 6] опирается на опыт эксплуатации одноконтурных реакторных установок БАЭС (блоки № 1 и 2), ВК-50 и BWR с кипящим теплоносителем — водой.

Аварийная защита реактора. На аварийную защиту возлагается функция аварийного останова реактора и поддержания его в подкритическом состоянии. Предполагается, что основной системой, выполняющей данную функцию, будет механическая система управления и защиты реактора, обеспечивающая быстрый ввод в активную зону рабочих органов СУЗ (поглощающих стержней). В качестве второй системы, вступающей в действие при отказе основной системы защиты при запроектпых авариях, рассматриваются следующие варианты:

ввод в контур реактора жидкого поглотителя (в случае теплового реактора);

расположение в периферийных ТВС сухих каналов, предназначенных для ввода поглощающих стержней под действием пружин;

применение в зоне расположения периферийных ТВС кластеров с поглотителем (для быстрых реакторов) или замедлителем (для тепловых реакторов), которые приводятся в движение (при вводе или выводе) гидравлическим приводом за счет избыточного давления в реакторе.

Принципиальные технологические схемы, иллюстрирующие основные системы безопасности реактора ВВЭР СКД, показаны на рис. 4.1 и 4.2.

Рис. 4.1. Принципиальная технологическая схема систем безопасности реактора ВВЭР СКД: 1 — реактор; 2 — бак аварийного запаса воды; 3 — электронасос; 4 — спринклерная система; 5 — водяной бассейн; 6 — защитная оболочка (контейнмент); 7 — теплообменник контейнмента; 8 — гидроаккумулятор; 9 — пассивная система отвода от активной зоны остаточных тепловыделений; 10- быстродействующие запорные отсечные клапаны; 11 — паропровод; 12- трубопровод питательного насоса.

Система аварийного охлаждения активной зоны (СЛОАЗ) (см. рис. 4.1) предназначена для подачи в реактор воды с целью охлаждения твэлов в авариях с потерей теплоносителя. Подача воды в реактор 1 осуществляется из бака аварийного запаса воды 2 электронасосом 3. Охлаждение активной зоны может быть реализовано также с помощью системы пассивного залива активной зоны (СПЗАЗ). Система СПЗАЗ, основанная на пассивном принципе действия, подает воду через патрубки САОАЗ из гидроаккумулятора 8 или бака 2. Это происходит автоматически вследствие открытия обратных клапанов при снижении давления в реакторе ниже давления в емкости 8 или при низком давлении в реакторе под действием гидростатического давления столба жидкости в баке 2.

Каждая из проектируемых систем САОАЗ и СПЗАЗ имеет по три независимых друг от друга канала.

Система САОАЗ автоматически включается в работу без вмешательства оператора при обесточивании блока, при течах теплоносителя первого контура и при полном прекращении подачи питательной воды в реакторную установку. Энергоснабжение всех элементов отдельного канала системы САОАЗ обеспечивается дизельгенератором соответствующего канала системы аварийного электропитания. В проекте предусмотрено также следующее требование: пассивная система безопасности СПЗАЗ должна снабжать реактор водой в таком количестве, которое необходимо для охлаждения активной зоны при авариях с гильотинным разрывом паропровода или трубопровода питательной воды до момента подачи воды от насосов САОАЗ (в течение примерно 40 с).

Система пассивного отвода тепла (СГ10Т) (9 на рис. 4.1). Основной функцией этой системы является отвод в течение длительного времени остаточных тепловыделений в активной зоне реактора при запроектных авариях с потерей всех источников электроснабжения. Система СПОТ состоит из трех каналов, каждый из которых включает теплообменник для охлаждения теплоносителя, поступающего из паропровода реактора, а также трубопроводы горячей и холодной веток с необходимой арматурой.

Спринклерная система (4 на рис. 4.1). Основными функциями спринклерной системы являются снижение давления и температуры под защитной оболочкой реактора и связывание радиоактивного йода, содержащегося в парс и воздухе при нарушениях нормальной эксплуатации. В аварийной ситуации включение спринклерной системы в работу происходит автоматически без вмешательства оператора.

Система защиты реактора от превышения давления (см. рис. 4.2). Эта система предназначена для защиты оборудования и трубопроводов реакторной установки от превышения давления более чем на 15% над заданным в проекте рабочим значением в проектных и запроектных авариях (при снижении расхода пара на турбину, неконтролируемом увеличении мощности активной зоны, непреднамеренном увеличении количества теплоносителя в контуре циркуляции).

Рис. 4.2. Система защиты реактора ВВЭР СКД от превышения давления: 1 — реактор; 2 — бак с водой; 3 — защитная оболочка (контейнмент); 4 — барботср; 5 — ИПУ; 6- БРУ; 7- быстродействующие запорные отсечные клапаны; 8- трубопровод, ведущий к конденсатору; 9 — паропровод; 10 — трубопровод питательного насоса При избыточном повышении давления в реакторе 1 происходит сброс среды через импульсные предохранительные устройства (ИПУ) 5 в барботер 4 и через быстродействующие редукционные установки (БРУ) 6 либо в конденсатор турбины по трубопроводу 8, либо под защитную оболочку 3 через сопла, расположенные под уровнем воды в баках 2. ИПУ и БРУ резервируются по принципу 3×50 %.