3.8.5 Примеры анализа для конкретных РУ
В качестве варианта сценария с общим захолаживанием корпуса реактора представлен расчет режима течи эквивалентным диаметром 50 мм вблизи выходного патрубка реактора четвертой петли реакторной установки с ВВЭР-1000 (5-й блок Балаковской АЭС). Расчет проводился с потерей электропитания собственных нужд АЭС в момент возникновения течи при условии, что начальное значение мощности реактора соответствует нахождению РУ в горячем состоянии.
При проведении расчета учтена работа следующих систем, подающих охлаждающую воду в первый контур.
Пассивная система САОЗ: в работе четыре канала этой системы с подачей воды от двух емкостей в НКР и от двух других емкостей в СКР.
Активная система САОЗ: в работе три канала системы аварийного охлаждения активной зоны реактора высокого давления и три канала системы аварийного охлаждения активной зоны реактора низкого давления. Подача борного раствора от насосов аварийного охлаждения активной зоны реактора высокого давления осуществляется в холодные нитки петель 1-3 в районе входного патрубка реактора. Подача от насосов низкого давления аварийного охлаждения активной зоны реактора осуществляется следующим образом: от одного насоса подача осуществляется в горячую и холодную нитки второй петли, от второго и третьего насосов - в линии емкостей, соединенных с НКР и СКР.
Температура подаваемого борного раствора принята 20 °C при подаче из баков САОЗ, 55 °C - при подаче из емкостей САОЗ.
Работа систем нормальной эксплуатации не учитывалась в связи с принятым допущением об обесточивании АЭС.
Результаты расчета представлены на рис. 3.69-3.72.
Течь диаметром 50 мм приводит к снижению давления теплоносителя первого контура. Компенсатор давления опорожняется к 100 с переходного процесса. С 110 с переходного процесса начинают подавать борный раствор в первый контур насосы аварийного охлаждения активной зоны реактора высокого давления, ас 242 с аварийного процесса при снижении давления в первом контуре менее 5,9 МПа начинают периодически срабатывать емкости САОЗ. Работа насосов аварийного охлаждения активной зоны реактора высокого давления и кратковременная работа емкостей приводят к компенсации течи и стабилизации параметров реакторной установки с 2000 с аварийного процесса.
После окончания выбега ГЦН и прекращения пульсаций расхода теплоносителя, связанных с работой емкостей САОЗ на 1000 с аварийного процесса, во всех петлях циркуляционного контура происходит стагнация потока теплоносителя, расход в петлях 1—3 равен расходу охлаждающей воды, подаваемой от насосов САОЗ.
Рис. 3.69. Течь диаметром 50 мм
/ - давление на входе в активную зону; 2 - давление на выходе из активной зоны;
3 - давление в компенсаторе давления
Рис. 3.70. Течь диаметром 50 мм
1 - расход теплоносителя в течь; 2 - суммарный расход подпитки от САОЗ
Рис. 3.71. Течь диаметром 50 мм /-4- расходы теплоносителя из петель 1-4
Рис. 3.72. Течь диаметром 50 мм
1-5-температура теплоносителя в расчетных элементах опускного участка и НКР
Подача холодной воды от САОЗ приводит к быстрому захолаживанию теплоносителя первого контура, и к 1000 с аварийного процесса температура теплоносителя в опускном участке и НКР становится равной температуре охлаждающей воды.
Давление теплоносителя первого контура стабилизируется к 1700 с переходного процесса на уровне ~6,4 МПа и остается таким до конца расчета.
В качестве примера сценария с возникновением холодного языка в опускном участке корпуса реактора представлен вариант расчета течи эквивалентным диаметром 80 мм вблизи входного патрубка реактора на четвертой петле реакторной установки с ВВЭР-1000 (5-й блок Балаковской АЭС). Расчет проводился с учетом потери электропитания собственных нужд АЭС в момент возникновения течи при условии, что начальное значение мощности реактора соответствует номинальному значению с учетом положительной погрешности (104% Nном).
При проведении расчета учтена работа следующих систем, подающих охлаждающую воду в первый контур.
Пассивная система САОЗ: в работе два канала этой системы с подачей воды от одной емкости в НКР и от другой — в СКР.
Активная система САОЗ: в работе один канал системы аварийного охлаждения активной зоны реактора высокого давления и один канал системы аварийного охлаждения активной зоны реактора низкого давления. Подача борного раствора от насоса аварийного охлаждения активной зоны реактора высокого давления осуществляется в холодную нитку второй петли. Подача от насоса аварийного охлаждения активной зоны реактора низкого давления осуществляется в горячую и холодную нитки той же второй петли.
Температура подаваемого борного раствора принята 20 °C из баков САОЗ, 55 °C из емкостей САОЗ.
Работа систем нормальной эксплуатации не учитывалась в связи с принятым допущением об обесточивании АЭС.
Рис. 3.73. Течь диаметром 80 мм
1 - давление на входе в активную зону; 2 - давление на выходе из активной зоны; 3 - давление в компенсаторе давления
Рис. 3.74. Течь диаметром 80 мм
1 - расход теплоносителя в течь; 2 - суммарный расход подпитки от САОЗ
Рис. 3.75. Течь диаметром 80 мм
1-4- расходы теплоносителя на выходе из петель 1-4
Рис. 3.76. Течь диаметром 80 мм
1-5 - температура теплоносителя в расчетных элементах опускного участка и НКР
Рис. 3.77. Течь диаметром 80 мм
1—4 - температура теплоносителя на выходе из петель 1-4
Результаты расчета представлены на рис. 3.73—3.77.
Течь диаметром 80 мм вызывает снижение давления теплоносителя первого контура, что на 40 с аварийного процесса приводит к вскипанию теплоносителя в сборной камере реактора, появлению уровня в ней и последующему опорожнению на 490 с. На 64 с переходного процесса начинается подача борного раствора в первый контур насосом аварийного охлаждения активной зоны реактора высокого давления, а с 300 с аварийного процесса при снижении давления в первом контуре менее 5,9 МПа начинается подача борного раствора от емкостей САОЗ. На 800 с начинается подача борного раствора от насоса аварийного охлаждения активной зоны низкого давления. Работа активных и пассивных частей САОЗ приводит к превышению расхода подпитки над расходом в течь, и на 2500 с аварийного процесса начинается заполнение КД, а с 2850 с - заполнение СКР.
После окончания выбега ГЦН и прекращения пульсаций расхода теплоносителя, связанных с работой емкостей САОЗ, на 3200 с переходного процесса в холодных нитках циркуляционных петель на входе в реактор устанавливается следующее состояние.
В первой петле расход отсутствует вследствие стагнации потока теплоносителя.
Во второй петле также происходит стагнация потока, а расход на выходе из петли равен расходу от насоса аварийного впрыска бора, поток воды от которого образует холодный язык на опускном участке корпуса реактора (что хорошо видно на рис. 3.77).
В третьей петле устанавливается естественная циркуляция теплоносителя с расходом ~90 кг/с.
В четвертой (аварийной) петле расход отрицательный и равен расходу теплоносителя в течь.
После 3000 с аварийного процесса давление теплоносителя первого контура стабилизируется и составляет 1,5 МПа.
