Материал: Морозов Скхемные решения и принтсипы работы пассивныкх систем 2015 (1)
груженный в бассейн перегрузки топлива (Refueling Water Storage Tank – RWST), напорная и сливная линии и один бак подпитки ПГ. Сливная линия состоит из двух параллельных веток с пневматическими и обратными клапанами на каждой. Арматура на паровой линии при нормальной эксплуатации открыта, клапаны на обратной линии закрыты. При своей работе система конденсирует пар из реактора, тем самым понижая его давление, а значит и давление в защитной оболочке. Объема воды в бассейне перегрузки достаточно для отвода остаточного тепла в течение недели [98].
2.4.1.3 Реактор SMART (Республика Корея)
Реактор SMART (System-integrated Modular Advanced ReacTor)
является интегральным реактором с водой под давлением тепловой мощностью 330 МВт. Проект разработан KAERI (Республика Корея) для выработки электроэнергии в небольших сетях и обессоливания воды. Интегральный корпус реактора содержит активную зону, двенадцать парогенераторов, КД и четыре ГЦН [99]. Системы безопасности включают в себя пассивную систему отвода остаточ-
ных тепловыделений (Passive Residual Heat Removal System -
PRHRS), схема которой показана на рис. 2.18 [100].
Система обеспечивает отвод остаточных тепловыделений с помощью естественной циркуляции в случае аварии, связанной с потерей питательной воды или в случае blackout. Также данная система может быть использована для длительного охлаждения в случае ремонта или перегрузки. PRHRS состоит из четырех каналов с 50 % мощностью каждый, т.е. двух каналов достаточно для охлаждения активной зоны. Каждый канал подключен к паровой и питательным линиям от ПГ и включает в себя теплообменник, погруженный в аварийный охлаж-
дающий бак (Emergency Cooldown Tank – ECT), компенса-ционный бак, обратные и запорные клапаны. Вода в аварийном баке при работе испаряется, пар уходит в атмосферу. Запаса воды хватит для охлаждения реактора в течение 72 ч.
81
Рис. 2.18. Пассивная система отвода остаточных тепловыделений реактора SMART: 1 – интегральный реактор, 2 – парогенератор, 3 – ГЦН, 4 – компенсационный бак, 5 – теплообменник, 6 – бассейн
2.4.1.4 Реактор IMR (Япония)
В Японии компанией Mitsubishi Heavy Industries (MHI) разработан проект реактора IMR (Integrated Modular Water Reactor) электрической мощностью 350 МВт (тепловая – 1000 МВт) [101]. Активная зона реактора охлаждается двухфазной средой, движущейся за счет естественной циркуляции. Тепло от первого контура отдается среде второго контура через парогенераторы, находящиеся в корпусе реактора. Четыре ПГ находятся в водяной зоне (SGL) и имеют U-образный трубный пучок. Два парогенератора находятся в паровой зоне (SGV) и имеют С-образный трубный пучок. Функцией SGV также является поддержание давления первого контура, так как компенсатор давления отсутствует [102].
Для того чтобы добиться конкурентоспособности реактора такой малой единичной мощности, была использована интегральная компоновка и применены пассивные системы безопасности. Для отвода
82
остаточных тепловыделений в реакторе применена автономная сис-
тема прямого отвода тепла (Stand-alone Direct Heat removal System –
SDHS). Схема системы приведена на рис. 2.19 [101].
Рис. 2.19. Автономная система прямого отвода тепла реактора IMR: 1 – интегральный реактор, 2 – парогенератор, 3 – теплообменник, 4 – бассейн
Система состоит из двух теплообменников для пассивного охлаждения парогенераторов (Passive SG Coolers – PSGCs). Теплообменники размещены в бассейне, заполненном водой. Бассейн, в свою очередь, размещен на дне аэродинамической трубы (воздушного канала). Поэтому после испарения воды (через 24 ч) система автоматически начинает охлаждаться воздухом.
83
2.4.1.5 Реактор PSRD (Япония)
Также в Японии специалистами JAERI разработан проект реактора
PSRD (Passive Safe Small Reactor for Distributed energy supply system),
который является интегральным реактором с водой под давлением, использующим естественную циркуляцию для охлаждения активной зоны. Тепловая мощность – 100 МВт [103]. Предполагается использование реактора в небольших энергосистемах для получения электроэнергии, тепла, опреснения воды и т.д. Схема пассивных систем безопасности представлена на рис. 2.20 [104].
Рис. 2.20. Схема пассивных систем безопасности реактора PSRD:
1 – интегральный реактор, 2 – парогенератор, 3 – теплообменник, 4 – теплообменник
84
Корпус реактора находится в контейнменте, заполненном водой, с аргоновой газовой подушкой в верхней части. Чтобы предотвратить переток тепла от корпуса реактора к воде, в защитной оболочке при работе на мощности предусмотрена многослойная изоляция.
Главной задачей пассивных систем является отвод остаточного тепла. Выполнение этой функций производится с помощью аварийной системы отвода остаточных энерговыделений (Emergency Decay Heat Removal System – EDRS) к воде, заполняющей пространство защитной оболочки. Запуск системы в работу происходит после открытия гидравлически управляемых вентилей на линиях, связывающих паропровод второго контура и вход в теплообменники EDRS. Вентили удерживаются закрытыми за счет давления питательной воды второго контура. В случае аварии происходит отсечение реактора от турбины. Питательный насос останавливается, давление, удерживающее закрытым вентиль на линии в EDRS, исчезает, и пар направляется в теплообменник из основной паровой линии, а вода из теплообменника стекает в ПГ по линии питательной воды.
Отвод остаточных тепловыделений происходит через парогенераторы и теплообменники EDRS к воде, которой заполнена защитная оболочка, с помощью процессов естественной циркуляции. Тепло от воды в ЗО отводится в атмосферу с помощью системы ох-
лаждения воды контайнмента (Containment Water-Cooling System – CWCS).
2.4.1.6 Реактор SCOR (Франция)
Реактор SCOR (Simple Compact Reactor) является интегральным реактором с водой под давлением с тепловой мощностью 2000 МВт (630 МВт электрических), разработанным во Франции Комисса-
риатом по атомной энергии (Commissariat a l’Energie Atomique – CEA) [105]. Особенностью установки является то, что парогенератор с U-образным трубным пучком расположен над АЗ в крышке корпуса реактора, как в транспортных РУ. Такая конструкция позволила освободить в корпусе реактора место для активной зоны и увеличить единичную мощность установки.
В случае аварийной ситуации первый контур РУ охлаждается с помощью теплообменников, размещенных в опускном участке корпуса реактора. Всего имеется шестнадцать теплообменников, объединенных в систему отвода остаточных тепловыделений от
85