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

для рассеивания в окружающую среду остаточных тепловыделений реактора за счет естественной циркуляции.

Теплообменник САРХ, изображенный на рис. 2.37 [141], постоянно находится в режиме «горячего» ожидания. Предотвращение отказа ВТО при пуске в результате замораживания натрия обеспечивается подогревом объема воздуха в корпусе теплообменника с помощью электронагревателей.

6

4

На ПГ

Рис. 2.37. Схема системы аварийного расхолаживания реактора БН-800: 1 – активная зона, 2 – промежуточный теплообменник, 3 – СУЗ, 4 – обратный клапан, 5 – второй контур, 6 – ВТО, 7 – электромагнитные

насосы, 8 – ГЦН-II

После срабатывания аварийной защиты открываются шиберы на выходе теплообменника, и начинается естественная циркуляция охлаждающего воздуха. Максимальная мощность остаточного

111

энерговыделения, отводимая каждым каналом системы, – 13 МВт. Система вводится в действие за время не более 25 с. Температуры натрия на входе в ВТО и на выходе из ВТО соответственно равны

505 и 309 °C [142].

2.5.2.2 Реактор БН-1200

Другой вариант системы пассивного отвода тепла предусмотрен в проекте реактора БН-1200, который разрабатывается в рамках ФЦП «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010 – 2015 гг. и на перспективу до 2020 года» [143].

Расхолаживание активной зоны данного реактора осуществляется системой аварийного отвода тепла (САОТ), подключенной непосредственно к первому контуру через автономные теплообменники (АТО), встроенные в объем реактора. Схема системы аварийного отвода тепла реакторной установки БН-1200 представлена на рис. 2.38 [127].

Воздух

6 5

Воздух

Рис. 2.38. Схема системы аварийного отвода тепла реактора БН-1200: 1 – активная зона, 2 – промежуточный теплообменник, 3 – СУЗ, 4 – об-

ратный клапан, 5 – буферная емкость, 6 – ВТО

112

В проекте предусмотрено использование четырех каналов системы расхолаживания, в состав каждого из которых помимо АТО входят два воздушных теплообменника. Необходимая тяга охлаждающего воздуха обеспечивается за счет использования вентиляционных труб, расположенных по периметру здания главного корпуса. Суммарная мощность САОТ в режиме расхолаживания равна 80 МВт, что составляет 2,9 % номинальной тепловой мощности реактора [144].

В САОТ БН-1200 реализована концепция прямого отвода тепла за счет подачи натрия внутрь тепловыделяющей сборки. Конструктивно это обеспечивается использованием трубопровода, соединяющего АТО и напорную камеру реактора, с установленным на нем обратным клапаном. В аналогичных системах расхолаживания зарубежных реакторов (EFR, PFBR, CEFR и др.) натрий первого контура из АТО поступает в пространство между ТВС, а остаточное тепловыделение отводится через кожух ТВС [127].

Один канал САОТ выполняет все функции по отводу тепла в полном объеме, т. е. применен принцип резервирования 4x100 %. Система функционирует на основе естественной циркуляции сред по всем контурам [145].

2.5.2.3 Реактор БРЕСТ

В России ведется разработка быстрого реактора со свинцовым теплоносителем – БРЕСТ. Генеральный проектировщик реакторной установки – НИКИЭТ имени Н.А. Доллежаля. Строительство первого опытно-демонстрационного блока электрической мощностью 300 МВт ведется в Томской области на площадке Сибирского химического комбината [146].

Функция отвода остаточного энерговыделения от активной зоны возлагается на систему аварийного расхолаживания. В ходе проектирования рассматривалось несколько конструктивных решений данной системы. В одном из вариантов (предложенном в 2003 г.) теплоотвод в САРХ осуществляется воздухом за счет естественной тяги в 216 трубках Фильда, расположенных в четырех шахтах ПГ-ГЦН (рис. 2.39) [147]. Холодный атмосферный воздух поступает в трубу Фильда и, нагреваясь, поднимается в зазоре между внутренней и наружной трубками. Горячий воздух поступает через сборные коллекторы в вытяжную трубу и выбрасывается в атмосферу [148].

113

При работе реактора в номинальном режиме САРХ находится в «горячем» резерве и мощность системы в этом случае минимальна [149]. В рабочем режиме при температуре 420 °С максимальная мощность САРХ составляет 11 МВт. В проекте предусматривается возможность использования труб Фильда системы аварийного отвода тепла для штатного расхолаживания реактора с принудительной циркуляцией воздуха с помощью вентиляторов [150].

2.5.2.4 Реактор СВБР

В России разрабатывается быстрый реактор со свинцововисмутовым охлаждением – СВБР [151]. Сооружение головного опытно-промышленного энергоблока с реакторной установкой СВБР-100 предусматривается на площадке ОАО «НИИАР» (г. Димитровград).

114