Материал: Морозов Скхемные решения и принтсипы работы пассивныкх систем 2015 (1)
В реакторах, разработанных немецкой фирмой Siemens/KWU, предусмотрено подключение гидроемкостей как к холодным, так и горячим веткам. Например, на блоке АЭС Biblis B с реактором PWR электрической мощностью 1300 МВт используется система пассивного залива АЗ, состоящая из восьми гидроаккумуляторов, попарно подключенных к каждой из четырех петель (рис. 1.3). Каждый из них содержит 34 м3 воды, которая подается в реактор при снижении давления до 2,5 МПа [9].
Рис. 1.3. Система пассивного залива активной зоны реактора PWR фирмы Siemens/KWU: 1 – реактор, 2 – гидроаккумулятор
1.2.2.2 Тяжеловодные реакторы (PНWR)
В системах безопасности действующих тяжеловодных реакторов (Pressurized Heavy Water Reactor – PHWR) также применяются гидроаккумуляторы. В частности, они используются на реакторах типа CANDU, разработанных канадской компанией
21
AECL. На энергоблоках АЭС Bruce СПЗАЗ состоит из двух емкостей объемом 108 м3 каждая, заполненных обычной водой под давлением 0,275 МПа и при температуре 21 ºС. Сжатый азот под давлением 5,5 МПа находится в отдельной емкости, которая отделена от гидроаккумуляторов пневматическими клапанами [10]. Выбор такой схемы системы обусловлен желанием снизить концентрацию растворенного азота в воде. Гидроаккумуляторы и все вспомогательные системы размещены в отдельно стоящем здании, размещенном за пределами защитной оболочки реактора.
Система гидроемкостей подает охлаждающую воду во входные и выходные коллекторы реактора. Сливные линии кроме запорной арматуры и обратных клапанов оснащены односторонними разрывными дисками, которые разделяют контуры обычной (в системе гидроаккумуляторов) и тяжелой (в контуре охлаждения реактора) воды.
В системе безопасности реактора CANDU-6 (экспортный вариант канадского тяжеловодного реактора) используется аналогичная система пассивного залива (рис. 1.4). Единственным отличием системы является более низкое (4,14 МПа) давление азота в газовой емкости системы [11].
22
3 |
2 |
|
4 |
5 |
5 |
|
1 |
Рис. 1.4. Система пассивного залива активной зоны реактора CANDU-6: 1 – реактор, 2 – гидроаккумулятор, 3 – бак со сжатым азотом, 4 – односторонний разрывной диск, 5 – входные и выходные коллекторы
реактора
В индийском тяжеловодном реакторе (Indian HWR) электрической мощностью 220 МВт используемая СПЗАЗ включает в себя баки, заполненные как обычной, так и тяжелой водой (рис. 1.5). Гидроаккумуляторы с D2O находятся под более высоким давлением (6,0 МПа) и предназначены для использования при авариях с малой течью без ухудшения свойств теплоносителя (тяжелой воды). В случае же более серьезного инцидента в работу включаются гидроемкости, заполненные обычной водой и находящиеся под давлением 4,0 МПа [12].
Особенностью данной системы охлаждения является то, что подача жидкости в реактор производится в два из четырех коллекторов, в зависимости от местоположения течи. В случае разрыва трубопровода на выходе из реактора вода поступает в два
23
входных коллектора. При аварии же на входе в АЗ, приводящей к изменению направления движения теплоносителя в половине топливных каналов, система подает воду на входной и выходные коллекторы, расположенные на другой стороне реактора. Выбор точек подвода охлаждающей жидкости производится автоматически на основании данных о перепаде давления на АЗ и направлении движения жидкости в реакторе [13].
6
3
2
3 |
4 |
|
|
5 |
5 |
|
1 |
Рис. 1.5. Система пассивного залива активной зоны реактора PHWR: 1 – реактор, 2 – гидроаккумулятор, 3 – бак со сжатым азотом,
4 – односторонний разрывной диск, 5 – входные и выходные коллекторы реактора, 6 – гидроемкость с D2O
Несмотря на широкое применение на действующих энергоблоках систем залива АЗ с помощью гидроаккумуляторов,
24
они имеют определенные недостатки, к которым относятся трудности содержания больших запасов теплоносителя в емкостях с газовой подушкой и сложность профилирования расхода из емкостей. Поэтому в проектах АЭС с реакторами нового поколения, проектируемых во многих странах мира, предусмотрены технологические решения по увеличению аварийных запасов теплоносителя и его более эффективного использования.
1.3 Системы пассивного залива активной зоны новых проектов АЭС
1.3.1 Зарубежные проекты АЭС
1.3.1.1 Реактор AP-600/1000 (США)
Компанией Westinghouse был разработан проект усовершенствованной АЭС АР-600 электрической мощностью 600 МВт. Для повышения безопасности станции и удовлетворения лицензионным требованиям, действующим в США, в проекте широко используются пассивные системы безопасности [14].
Пассивная система подпитки АЗ реактора (рис. 1.6) предназначена для преодоления аварии с разгерметизацией первого контура в течение длительного времени [15]. Данная система состоит из следующих компонентов:
двух баков подпитки АЗ (Core Makeup Tanks – CMT);
двух традиционных гидроаккумуляторов (Accumulators – ACC); бака запаса воды, расположенного внутри защитной оболочки
(In-Containment Refueling Water Storage Tank – IRWST).
25