Материал: Морозов Скхемные решения и принтсипы работы пассивныкх систем 2015 (1)

Вслучае аварии начинается кипение в активной зоне и снижение гидростатического напора в подъемной ветке, превышающее корректирующую способность системы контроля скорости насоса.

Вэтих условиях вода из бассейна поступает в АЗ, заглушает реактор и начинается естественная циркуляция между холодным бассейном, активной зоной и подъемным участком через границы раздела, которые представляют теперь открытый путь для ЕЦ. Таким образом, безопасность реактора PIUS базируется на существовании достаточно нестабильного контура охлаждения, которому требуется работа насоса для пребывания в стабильном состоянии во время нормальной эксплуатации. В нештатной ситуации система автоматически переходит в стабильное состояние, которое также является состоянием безопасного останова [71].

Вслучае аварийной ситуации вода в реакторном бассейне может охлаждаться двумя способами: активным с помощью насосов и пассивным с помощью теплообменников, охлаждаемых воздухом. Пассивная замкнутая система охлаждения бассейна (Passive Closed Cooling System) состоит из ряда водо-водяных теплообменников, размещенных по периметру бетонного бассейна на уровне верхнего плотностного замка. Эти теплообменники соединены c воздушными теплообменными аппаратами, помещенными в четыре градирни на крыше здания реактора. В контуре охлаждения поддерживается естественная циркуляция от воды в реакторном бассейне к конечному поглотителю – воздуху. При отказе одного из каналов мощности остальных будет достаточно, чтобы не допустить подъема температуры воды в бассейне выше 100 °С.

2.3.2 Отечественные проекты реакторов

2.3.2.1 Реактор ВВЭР-1200 с РУ В-392М (АЭП, г. Москва)

В проекте АЭС-2006 с реактором ВВЭР-1200 (РУ В-392М), разработанном ОАО «Атомэнергопроект» (г. Москва), для отвода остаточного тепловыделения применяется система пассивного отвода тепла (СПОТ). Размещение системы пассивного отвода тепла пока-

зано на рис. 2.11 [78].

СПОТ предназначена для отвода остаточных тепловыделений от активной зоны реактора, при авариях с потерей всех источников переменного тока, как при плотном первом контуре, так и при возникновении течей в первом или во втором контурах. Работа СПОТ

67

совместно с дополнительной системой пассивного залива активной зоны из гидроемкостей второй ступени обеспечивает охлаждение активной зоны не менее 24 ч [79].

Рис. 2.11. Система пассивного отвода тепла АЭС-2006 (РУ В-392М): 1 – реактор, 2 – парогенератор, 3 – теплообменник СПОТ,

4 – ГЦН

Система состоит из четырех независимых каналов, по одному на каждый парогенератор РУ. Каждый канал включает в себя два тепло- обменника-конденсатора, трубопроводы паро-конденсатного тракта с арматурой, тракт воздуховодов с воздушными затворами и регулирующими устройствами. Пар в теплообменник СПОТ поступает из паропровода каждого ПГ. Конденсация пара в теплообменниках осу-

68

ществляется атмосферным воздухом. Воздух забирается из атмосферы вне здания. За счет естественной тяги он проходит через защитные сетки и поступает в кольцевой коллектор, расположенный вокруг оболочки. Затем по индивидуальным воздуховодам охлаждающий воздух поступает на теплообменные модули, где конденсирует пар и поступает в тяговые шахты, которые заканчиваются общим коллектором с дефлектором. Конденсат стекает по опускным трубопроводам в объем котловой воды парогенераторов [80].

Теплообменник СПОТ представляет собой двухполостный теплообменный аппарат, состоящий из рамы и закрепленных на ней коллекторах подвода конденсируемого пара, коллекторе отвода конденсата и теплообменной поверхности. Трубный пучок теплообменника состоит из 550 U-образных труб, имеющих поперечное (спиральное) оребрение диаметром 25х2,5 мм и длиной оребрения 3,41 м. Теплообменные трубы имеют уклон 1:25 и расположены в шахматном порядке поперечно к потоку набегающего воздуха. Тепловая мощность одного теплообменника СПОТ при температуре окружающего воздуха +38 оС и давлении пара в парогенераторе 7 МПа составляет 8 МВт.

В режиме ожидания система прогрета до уровня температур второго контура, поскольку паро-конденсатный тракт системы постоянно подключен к паропроводу парогенератора. В случае возникновения исходного события это позволяет обеспечить наилучшую динамику при подключении теплообменников и исключает гидроудары в системе.

До и после каждого теплообменного модуля по ходу движения воздушного потока предусмотрены воздушные затворы, открывающиеся по сигналу обесточивания. Затворы служат для защиты от ударной воздушной волны и снижения тепловых потерь при работе системы в состоянии ожидания [81].

Над теплообменным модулем перед верхним затвором установлен регулятор, оснащенный двумя приводами: приводом пассивного принципа и дублирующим принципом активного действия. Привод пассивного принципа действия представляет собой сильфоннопружинный блок, осуществляющий поворот заслонок регулятора в сторону закрытия или открытия в зависимости от изменения давления пара в парогенераторе РУ. При работе реактора на мощности заслонки регулирующего устройства открыты. В случае снижения

69

давления пара в ПГ ниже 5,8 МПа заслонки регулирующего шибера начинают прикрываться, ограничивая тем самым диапазон снижения давления пара по мере снижения мощности остаточного энерговыделения в реакторе.

Регулятор с приводом пассивного принципа действия управляет процессом отвода энергии от реактора в случае запроектных аварий с потерей всех источников переменного тока на АЭС при плотном первом контуре. При наложении обесточивания с аварийными течами в РУ, вызывающими снижение давления пара в ПГ, перевод СПОТ в режим расхолаживания реакторной установки производится с помощью привода активного действия [78].

2.3.2.2 Реактор ВВЭР-1200 с РУ В-491 (СПб АЭП, г. Санкт-Петербург)

Проект АЭС-2006 с реактором ВВЭР-1200 (РУ В-491), разработанный ОАО «СПб АЭП» (г. Санкт-Петербург), относится к проектам третьего поколения и разработан для площадки ЛАЭС-2 на основе проекта АЭС-91/99, реализованного на Тяньваньской АЭС в Китае [82]. Тепловая мощность реактора – 3300 МВт. Наиболее существенные изменения связаны с внедрением в проект пассивных систем, предназначенных для управления и смягчения последствий запроектных аварий. Для отвода тепла от активной зоны в случае аварии в проекте предусмотрено наличие пассивной системы отвода тепла от парогенераторов (СПОТ ПГ). Система предназначена для управления запроектными авариями, такими как полное обесточивание станции, полная потеря питательной воды, преодоления аварии с малой течью теплоносителя из первого контура и отказом насосов САОЗ высокого давления, а также для смягчения последствий аварии с течью из первого контура во второй. Схема системы СПОТ ПГ показана на рис. 2.12 [83].

70