МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»
СХЕМНЫЕ РЕШЕНИЯ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ПАССИВНЫХ СИСТЕМ АВАРИЙНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ЯЭУ
Рекомендовано к изданию УМО «Ядерные физика и технологии»
Москва 2015
УДК 621.039.58:536.423 ББК 31.46я7 М31
Схемные решения и принципы работы пассивных систем аварийного охлаждения различных типов ЯЭУ: Учебное пособие / А.В. Морозов, О.В. Ремизов, Ю.А. Маслов, В.С. Харитонов. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. – 176 с.
Составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом по дисциплинам «Основы проектирования и конструирования ЯЭУ», «Динамика и безопасность ЯЭУ».
В пособии представлено описание пассивных систем безопасности, предназначенных для управления различными типами аварий на ЯЭУ. Рассмотрены системы, входящие в состав действующих, сооружаемых и проектируемых реакторов с различными теплоносителями и дана классификация этих систем. В помощь студентам, выполняющим курсовые проекты, демонстрируются разнообразные технологические и схемные решения, используемые в пассивных системах аварийного охлаждения различных типов ЯЭУ.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 14.03.02 и 14.04.02 – Ядерные физика и технологии (программа «Теплофизика ядерных энергетических установок), 14.03.01 – Ядерная энергетика и теплофизика (программа «Атомные электростанции и установки»), а также специальности 141403 – Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг. Пособие также может полезно для аспирантов соответствующих специальностей и специалистов, работающих в атомной энергетике.
Подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ.
Рецензенты: гл. науч. сотр. АО «ГНЦ РФ-ФЭИ», д-р техн. наук, проф. Ю.С. Юрьев; гл. спец-т ОАО ОКБ «ГИДРОПРЕСС», д-р техн. наук, В.М. Махин.
ISBN 978-5-7262-2161-8
|
Редактор Шумакова Е.Е. |
||
Подписано в печать 20.11.2015. |
|
Формат 60х84 1/16 |
|
Печ. л. 11,0. |
Уч.-изд. л. 11,0. |
Тираж 200 экз. |
|
|
Изд. № 1/20. |
Заказ № 16. |
|
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 115409, Москва, Каширское ш., д.31
ООО «Баркас», 115230, Москва, Каширское ш., д. 4.
Оглавление
Предисловие…………………………………………….………………….6 Список основных сокращений………………………………………….....8 Введение…………………………………………………………………...10
ГЛАВА 1 СИСТЕМЫ ПАССИВНОГО ЗАЛИВА АКТИВНОЙ ЗОНЫ……….………...…….……….……….……….…….……….…….13
1.1Классификация систем пассивного залива активной зоны……………………………………………………………...14
1.2Системы пассивного залива АЗ действующих АЭС ……..15
1.2.1Отечественные АЭС с реактором ВВЭР ………………....15
1.2.2Зарубежные АЭС …………………………………………..19
1.2.2.1Реакторы с водой под давлением (PWR)……………...20
1.2.2.2Тяжеловодные реакторы (PНWR) …………………….21
1.3Системы пассивного залива АЗ новых проектов АЭС …..25
1.3.1Зарубежные проекты АЭС ………………………………...25
1.3.1.1Реактор AP-600/1000 (США) …………………………..25
1.3.1.2Реактор EP-1000 (США-ЕС) …………………………...28
1.3.1.3Реактор APR1400 (Республика Корея) ………………..29
1.3.1.4Реактор APWR (Япония) ……………………………....31
1.3.1.5Реактор MS-600 (Япония) ……………………………...33
1.3.1.6Реактор KERENA (EC) ………………………………...34
1.3.1.7Реактор EPR (EC) ……………………………………....35
1.3.1.8Реактор CANDU-9 (Канада) …………………………...36
1.3.1.9Реактор AHWR (Индия) ………………………………..37
1.3.2Отечественные проекты АЭС …………………………….38
1.3.2.1Реактор ВВЭР-640 (СПб АЭП, г. Санкт-Петербург)....38
1.3.2.2Реактор ВВЭР-1200 с РУ В-392М (АЭП, г. Москва)....40
Контрольные вопросы и задания...………………….….…….......44
ГЛАВА 2 СИСТЕМЫ ПАССИВНОГО ОТВОДА ТЕПЛА ………..45
2.1Классификация систем пассивного отвода тепла ………..45
2.2Системы пассивного отвода тепла кипящих реакторов....47
2.2.1Зарубежные проекты реакторов …………………………..47
2.2.1.1Кипящие реакторы (BWR) ……………………………..47
2.2.1.2Реактор ESBWR (США) ……………………………….49
2.2.1.3Реактор KERENA (ЕС) ………………………………....51
3
2.2.1.4Реактор AHWR (Индия) ……………………………….54
2.2.2Отечественные проекты реакторов ……………..................55
2.2.2.1Реактор ВК-300 (НИКИЭТ) ……………….....................55
2.3Системы пассивного отвода тепла водо-водяных реакторов……………………………………………………….57
2.3.1Зарубежные проекты реакторов …………………………..57
2.3.1.1Реактор AP-1000 (США) ………………………………..57
2.3.1.2Реактор MARS (Италия) ………………………………...59
2.3.1.3Реактор AC-600 (Китай) ………………………………...61
2.3.1.4Реактор APR+ (Республика Корея) …………………….63
2.3.1.5Реактор PIUS (Швеция) ………………………………....64
2.3.2Отечественные проекты реакторов ……….........................67
2.3.2.1Реактор ВВЭР-1200 с РУ В-392М (АЭП, г. Москва)….67
2.3.2.2Реактор ВВЭР-1200 с РУ В-491 (СПб АЭП, г. СанктПетербург) ……………………….....................................70
2.3.2.3Реактор ВВЭР-640 (СПб АЭП, г. Санкт-Петербург)…..72
2.3.2.4Система пассивного отвода тепла с инжекторомконденсатором для реактора ВВЭР (ВНИИАЭС)……..74
2.3.2.5Система пассивного отвода тепла с использованием тепловых труб для реактора ВВЭР (СГУ) …………………76
2.4Системы пассивного отвода тепла интегральных и блочных реакторов …………………………………………78
2.4.1Зарубежные проекты реакторов …………………………..78
2.4.1.1Реактор SIR (США, Великобритания) ………………..78
2.4.1.2Реактор IRIS (США) …………………………………...80
2.4.1.3Реактор SMART (Республика Корея) …………...........81
2.4.1.4Реактор IMR (Япония) ………………………...............82
2.4.1.5Реактор PSRD (Япония) ……………………………….84
2.4.1.6Реактор SCOR (Франция) ……………………………..85
2.4.1.7Реактор CAREM-25 (Аргентина) ……………………..88
2.4.1.8Реактор NuScale (США) …………………………….....90
2.4.1.9Реактор mPower (США) ……………………………….92
2.4.2Отечественные проекты реакторов ………….....................93
2.4.2.1Реактор АТЭЦ-200 (ОКБМ) …………………………..93
2.4.2.2Реактор ВПБЭР-600 (ОКБМ) ………………………….95
2.4.2.3Реактор КЛТ-40С (ОКБМ) …………………………….97
2.4.2.4Реактор ВБЭР-300 (ОКБМ) …………………………...99
4
2.5Системы пассивного отвода тепла быстрых реакторов..100
2.5.1Зарубежные проекты реакторов ……………………….101
2.5.1.1Реактор CEFR (КНР) ………………………………101
2.5.1.2Реактор PFBR-500 (Индия) ………..........................102
2.5.1.3Реактор CFBR-500 (Индия) …..................................103
2.5.1.4Реактор KALIMER-150 (Республика Корея) ……..105
2.5.1.5Реактор KALIMER-600 (Республика Корея) ……..106
2.5.1.6Реактор ALFRED (ЕС) …………..............................107
2.5.1.7Реактор MYRRHA (ЕС) ……………………………109
2.5.2Отечественные проекты реакторов ……………………110
2.5.2.1Реактор БН-800 …………………………………….110
2.5.2.2Реактор БН-1200 …………………………………...112
2.5.2.3Реактор БРЕСТ …………………..............................113
2.5.2.4Реактор СВБР ………................................................114 Контрольные вопросы и задания…………….............................116
ГЛАВА 3 ПАССИВНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ АВАРИЯМИ ………………………………………….118
3.1Системы удержания кориума в корпусе реактора……...119
3.1.1Зарубежные проекты реакторов………………………..120
3.1.1.1Реактор АР-600 (США)…………………………….120
3.1.1.2Реактор АР-1000 (США)…………………………...123
3.1.1.3Реактор KERENA (ЕС) …………………………….127
3.1.2Отечественные проекты реакторов ………....................129
3.1.2.1АЭС «Ловииза» с реактором ВВЭР-440…………..131
3.1.2.2Реактор ВВЭР-640…………….......………………..134
3.2Системы удержания расплава в шахте реактора……….136
3.2.1Зарубежные проекты реакторов ……………………….137
3.2.1.1Реактор EPR (ЕС) ……………………......................137
3.2.1.2Реактор EU-APR1400 (Корея) ………......................141
3.2.1.3Реактор ESBWR (США) …………………………...144
3.2.1.4Реактор EU-ABWR (Япония) ……...........................147
3.2.2Отечественные проекты реакторов ……………………150
3.2.2.1Реактор ВВЭР-1200 «АЭС-2006»……………….....153 Контрольные вопросы и задания…………….............................157
Выводы…………………………………………………………………..159 Список литературы……………………………………………………...160
5