Transcript Системы безопасности ВВЭР-1000

К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
Томский политехнический университет
Теплоэнергетический факультет
Кафедра Атомных и тепловых электрических станций
Сергей Александрович Беляев
Системы
безопасности АЭС с
реактором ВВЭР-1000
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
Безопасность
Безопасность – состояние защищенности жизненно
важных интересов личности, общества и государства от
внутренних и внешних угроз.
Закон РФ «О безопасности»
Безопасность АС, ядерная и радиационная – свойство АС при
нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации,
включая аварии, ограничивать радиационное воздействие на
персонал, население и окружающую среду установленными
пределами.
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
Л
О
Н
И
В
П
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
ЕР
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
В проекте АС должны быть предусмотрены
технические средства и организационные
меры, направленные на предотвращение
проектных аварий и ограничение их
последствий и обеспечивающие безопасность
при любом из учитываемых проектом
исходном событии* с наложением в
соответствии с принципом единичного отказа
одного независимого от исходного события
отказа любого из следующих элементов систем
безопасности: активного элемента или
пассивного элемента, имеющего механические
движущиеся части, или одной независимой от
исходного события ошибки персонала.
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
Принципиальная схема физических
барьеров для предотвращения выхода
радиоактивных продуктов
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
ЛИ
О
Т
Й
УН
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
И
К АФ Е
ДР
Э
ТОМ С
Л
КИ
Й
Л
О
Н
И
В
П
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
ЕР
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
 Проектная авария – авария, для которой
проектом определены исходные события и
конечные состояния и предусмотрены системы
безопасности, обеспечивающие с учетом принципа
единичного отказа систем безопасности или одной,
независимой от исходного события ошибки
персонала ограничение ее последствий
установленными для таких аварий пределами.
 Запроектная авария – авария, вызванная не
учитываемыми для проектных аварий исходными
событиями или сопровождающаяся
дополнительными по сравнению с проектными
авариями отказами систем безопасности сверх
единичного отказа, реализацией ошибочных
решений персонала.
 Тяжелая запроектная авария – запроектная
авария с повреждением твэлов выше
максимального проектного предела, при которой
может быть достигнут предельно допустимый
аварийный выброс радиоактивных веществ в
окружающую среду.
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
Согласно обновленным нормативам для
новых проектов АЭС рекомендуется
достижение улучшенных показателей
безопасности:
суммарная частота плавления активной зоны менее 10-6 (1/год);
частота предельного аварийного выброса менее 10-7 (1/год).
Значения расчетных величин ВАБ Тяньванской АЭС
с ВВЭР-1000 нового поколения (АЭС-91/99)
1. Средняя суммарная частота повреждения
активной зоны для внутренних исходных
событий
3.39*10-6 (1/год)
2. Суммарная частота предельного аварийного
выброса
6,3*10-8 (1/год)
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
Л
О
Н
И
В
П
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
ЕР
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
Для нового проекта АЭС с ВВЭР (проект АЭС2006) применены новые решения с целью
повышения безопасности.
1. Система пассивного отвода тепла от парогенераторов.
2. Система пассивного отвода тепла от защитной оболочки.
3. Баки-приямки под защитной оболочкой.
К АФ Е
ДР
Э
ТОМ С
Л
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
Система пассивного отвода тепла от
парогенераторов (СПОТ ПГ)
Система
пассивного
отвода
тепла
от
парогенераторов (СПОТ ПГ) предназначена для
управления запроектными авариями, такими как
полное обесточивание станции, полная потеря
питательной воды, и для смягчения последствий для
аварий с малой течью теплоносителя из первого
контура.
Основное
назначение
системы
–
предотвращение плавления активной зоны при
указанных авариях, т.е. перехода ЗПА в тяжелую
фазу. Другая важная функция системы – уменьшение
радиоактивных последствий аварий с течью из
первого контура во второй. Кроме того, наличие
СПОТ ПГ позволяет упростить активную систему
безопасности – аварийного отвода тепла от 2 контура,
исключив разнотипное оборудование в каналах,
упростив обслуживание, тестирование и ремонт.
Л
О
Н
Система пассивного отвода тепла от
парогенераторов (СПОТ ПГ)
И
1
1200
1000
Temperature, K
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
5
3
7
2
800
1
6
4
600
2
400
0
4000
8000
12000
16000
20000
t, sek


Рис. 1. Принципиальная схема СПОТ
ПГ и СПО ЗО
1 – баки аварийного отвода тепла; 2 паропроводы; 3 – трубопроводы
конденсата; 4 – клапаны СПОТ ПГ; 5 –
теплообменники-конденсаторы СПОТЗО; 6 – парогенераторы; 7 – отсечная
арматура

 Рис. 2. ЗПА с полным
обесточиванием. Температура
поверхности наиболее
энергонапряженного твэла
1 – с работой СПОТ ПГ; 2 – без работы
СПОТ ПГ
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
Система пассивного отвода тепла от
защитной оболочки (СПОТ ЗО)
Назначение данной системы долговременный отвод тепла от защитной
оболочки при любых ЗПА, в том числе
связанных с полным обесточиванием и
отказом спринклерной системы.
Принципиальная схема системы
представлена на Рисунке 1 и включает в
себя теплообменники-конденсаторы,
расположенные в верхней части объема
контейнмента и связанные
трубопроводами с баками аварийного
отвода тепла (БАОТ).
К АФ Е
ДР
ЭЛ
ТОМ С
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
Баки-приямки под защитной оболочкой
Как было сказано выше, одним из путей снижения
вероятности отказа активной части САОЗ и
спринклерной системы является перенос баков
запаса воды под защитную оболочку и совмещение
их функций с функциями приямков.
В этом случае вся вода, поступающая в контейнмент при
авариях (вода из разрывов контуров, вода из спринклерной
системы, сконденсировавшийся пар и т.п.) собирается в бакахприямках, расположенных внизу защитной оболочки, и отбор
воды на насосы САОЗ и спринклерной системы осуществляется
непосредственно из них.
Другим положительным эффектом от включения в проект
баков-приямков под защитной оболочкой является возможность
организации подачи воды в УЛР в течение, как минимум, 72
часов без внешних источников энергоснабжения. Предложенная
схема подвода воды к УЛР показана на следующем слайде.
К АФ Е
ДР
Э
ТОМ С
Л
КИ
Й
П
Л
О
Н
ВЫХ
ЛО
П Й СИ ТЕТ
Р
ВЕ
Ы
ОМН Х И
АТ ТРОСТАН ТЕ
А ЕК ЕХ НИЧ ЕСКИ ЦИ
Й
ИТ
У
И
Принципиальная схема подвода воды к
устройству локализации расплава
При тяжелой аварии расплав
активной зоны поступает в
корзину УЛР, где происходит его
взаимодействие с жертвенным
материалом. Отвод тепла от
расплава осуществляется водой,
циркулирующей через
теплообменник УЛР и подаваемой
на поверхность расплава.
1 - реактор; 2 – устройство
локализации расплава; 3 –
топливный бассейн; 4 –
шахта ревизии
внутрикорпусных устройств;
5 – баки-приямки; 6 –
трубопровод подачи воды на
поверхность расплава; 7 –
трубопровод подачи воды в
теплообменник УЛР