3.10.3 Системы и оборудование для ограничения последствий аварии
В современных проектах применен эволюционный подход к проектированию, т.е. в основном применяются оборудование и процессы, которые показали свою работоспособность на действующих АЭС.
Вместе с тем, применение усовершенствованного оборудования и дополнительных пассивных систем безопасности направлено на достижение более высокого уровня безопасности.
Для предотвращения перехода запроектных аварий в тяжелую стадию, характеризующуюся сверхпроектным повреждением активной зоны вплоть до ее расплавления, предусматриваются новые пассивные системы безопасности. Ниже в качестве примера рассматривается эффект от использования дополнительной системы пассивного залива активной зоны (гидроемкости второй ступени) и системы пассивного отвода тепла (СПОТ) в запроектных авариях для РУ ВВЭР- 1000/392.
Гидроемкости второй ступени предназначены для пассивной подачи раствора борной кислоты в активную зону реактора с целью длительного (до 24 ч) охлаждения топлива при авариях с потерей теплоносителя первого контура, сопровождающихся отказом активной части системы аварийного охлаждения активной зоны (например, при полной потере источников переменного тока, включая дизель- генераторы).
Система состоит из четырех трупп (четырех каналов) гидроаккумулирующих емкостей с раствором борной кислоты концентрацией 16—20 г/кг, находящихся под атмосферным давлением. Принципиальная схема одного канала системы представлена на рис. 3.92.
Рис. 3.92. Принципиальная схема одного канала ГЕ-1 и ГЕ-2
1 - гидроемкость первой ступени; 2- гидроемкость второй ступени; 3 - реактор
В верхней части гидроемкости второй ступени через специальные клапаны подключены к холодным ниткам главных циркуляционных трубопроводов в зоне их непосредственной близости к коллекторам ПГ (на вертикальных участках). Клапаны настроены на открытие при снижении давления до 1,5 МПа, после чего давление в гидроемкостях возрастает до давления в первом контуре и вода под действием гидростатического напора стекает в реактор.
Временное профилирование расхода борного раствора из гидроемкостей, используемое для обеспечения необходимой подачи в соответствии со снижающейся мощностью остаточных тепловыделений, осуществляется за счет подбора ограничительных шайб, расположенных на линиях слива.
Система пассивного отвода тепла предназначена для длительного отвода остаточных тепловыделений реактора в запроектных авариях с потерей всех средств подачи воды в парогенераторы при плотном первом контуре (например, при полной потере источников электроснабжения переменного тока, включая дизель-генераторы). Система также может способствовать отводу остаточного тепла при определенных сценариях аварий с течами из первого контура. Принципиальная схема одного канала системы представлена на рис. 3.93.
Система состоит из четырех независимых контуров естественной циркуляции по одному на каждую циркуляционную петлю. Каждый контур включает в себя три теплообменных модуля, трубопроводы пароконденсатного тракта с арматурой, тракт воздуховодов (коробов), подводящих и отводящих воздух, с регуляторами. На входе и выходе из теплообменных модулей установлены по две запорные арматуры, предназначенные для отсечения неплотных теплообменников и ремонта в них.
Рис. 3.93. Принципиальная схема одного канала СПОТ 1-реактор; 2 - ГЦН; 3 - парогенератор; 4 - воздушный теплообменник
При наиболее неблагоприятных внешних условиях (температура наружного воздуха +50 °C) мощность теплоотвода через три канала составляет не менее 2% номинальной мощности реактора (отвод тепла более 2% на начальной стадии аварии производится за счет частичного испарения воды из парогенераторов в атмосферу через БРУ-А).
Ниже приведено краткое изложение концепций локализации расплава активной зоны.
Одна концепция состоит в удержании расплава кориума в корпусе реактора при пассивном охлаждении наружной поверхности корпуса с обеспечением докризисного режима кипения охлаждающей воды. Эта концепция реализуется на АЭС средней мощности, в том числе на АЭС с ВВЭР-440 («Ловииза»), в проектах АР-600 и АЭС с ВВЭР-640.
Для проекта Тяньваньской АЭС с ВВЭР-1000 разработана другая концепция локализации и захолаживания расплава кориума в подреакторном пространстве бетонной шахты реактора. Фундаментная плита и стены бетонной шахты защищены теплообменником, охлаждаемая поверхность которого локализует поступающий из реактора расплав. Вода в теплообменник и на верхнюю поверхность расплава подается самотеком из емкостей, содержащих запас, достаточный для 24-часового периода работы системы без подпитки. Предварительное размещение в зоне локализации жертвенного материала обеспечивает оптимальную структуру и свойства формирующейся ванны расплава и его последующую кристаллизацию.
