Слободчук В.И., Шелегов А.С., Лескин С.Т. Учебное пособие по курсу АЭС

-обеспечить возможность работы насоса аварийного ввода бора высокого давления от бака-приямка при авариях, связанных с потерей теплоносителя в течение времени, необходимого для расхолаживания реактора и отвода остаточных тепловыделений,

-она должна допускать возможность поканального опробования при работе блока на мощности и при этом не терять своих функциональных свойств,

-в аварийной ситуации она должна обеспечить подачу борного раствора в

первый контур не позднее, чем через 35-40 секунд с момента достижения давления в первом контуре 8,8 МПа (90 кгс/см2).

Система аварийного впрыска бора высокого давления должна удовлетворять следующим требованиям:

-обеспечить подачу в первый контур раствора борной кислоты с концентрацией 40 г/кг с расходом 6 м3/час при давлении в первом контуре 0 – 15,7 МПа (0 – 160 кгс/см2),

-она должна допускать возможность поканального опробования при работе блока на мощности и при этом не терять своих функциональных свойств,

-в аварийной ситуации она должна обеспечить подачу борного раствора в

первый контур не позднее, чем через 5 минут.

Принципиальная схема одного канала системы аварийного ввода бора представлена на рис. 6. 12. Каждый канал включает в себя следующее основное технологическое оборудование. Система аварийного ввода бора высокого давления:

-бак аварийного запаса концентрированного раствора борной кислоты объемом 15 м3 с концентрацией борной кислоты 40 г/кг,

-насосный агрегат аварийного ввода бора высокого давления (тип ЦН 150110),

-трубопроводы, арматуру, КИП.

Система аварийного впрыска бора высокого давления:

91

-бак аварийного запаса концентрированного раствора борной кислоты объемом 15 м3 с концентрацией борной кислоты 40 г/кг,

-насосный агрегат аварийного ввода бора высокого давления (тип ПТ 160/6-С),

-трубопроводы, арматуру, КИП.

На напорном трубопроводе насоса аварийного ввода бора высокого давления установлена дроссельная шайба для обеспечения надежной работы насоса при снижении давления в первом контуре ниже 3,9 МПа (40 кгс/см2). Эта шайба обеспечивает работу насоса в рабочей части характеристики при любых противодавлениях в первом контуре, вплоть до 0,1 МПа (1 кгс/см2), что позволяет использовать насос и в аварийных ситуациях при давлении в первом контуре менее 1,4 МПа (15 кгс/см2).

Имеется линия рециркуляции на бак аварийного запаса концентрированного раствора бора, обеспечивающая опробование насоса и его работу в режиме ступенчатого пуска, когда отсутствуют технологические условия на подачу борного раствора в первый контур. Арматура на линии рециркуляции управляется автоматически, обеспечивая работу насоса в рабочей части характеристики.

Обратные клапаны, баки аварийного запаса раствора борной кислоты и оперативная арматура находятся в гермооболочке, остальное оборудования системы располагается за пределами гермооболочки.

В системе аварийного впрыска бора высокого давления также имеется линия рециркуляции на бак аварийного запаса раствора бора. Обратные клапаны и оперативная арматура находятся в гермооболочке, остальное оборудование – за ее пределами.

Напорные трубопроводы системы аварийного ввода бора высокого давления объединяются с трубопроводами аварийного впрыска бора высокого давления и врезаются в холодные нитки петель № 1,3,4. Врезка напорных трубопроводов аварийного ввода бора Ду150 всех трех каналов в холодные нитки петель первого контура выполнена с установкой сужающих устройств,

93

ограничивающих утечку теплоносителя из первого контура в случае разрыва напорных трубопроводов.

Каналы системы аварийного ввода бора высокого давления обеспечивают подачу в реактор раствора борной кислоты вначале с концентрацией 40 г/кг из баков аварийного запаса раствора бора объемом 15 м3, а затем после их опорожнения – раствора борной кислоты с концентрацией 16 г/кг из бакаприямка.

Каналы аварийного впрыска бора высокого давления обеспечивают подачу в первый контур раствора борной кислоты с концентрацией 40 г/кг из соответствующих баков аварийного запаса раствора бора.

Перед выводом реактора на МКУ должны быть работоспособны все три канала системы аварийного ввода бора. При работе реакторной установки на мощности допускается вывод в ремонт одного канала на срок не более трех суток с момента появления дефекта по согласованной заявке и письменному разрешению главного инженера станции при условии подтверждения работоспособности двух других каналов. При неисправности двух и более каналов реакторная установка должна быть переведена в «холодное» состояние. При работе энергоблока на мощности система аварийного ввода бора находится в состоянии готовности к выполнению своих функций в случае возникновения аварийной ситуации.

При аварии основным видом управления для насосов аварийного ввода бора высокого давления является автоматическое управление по командам защит САОЗ. Включение системы аварийного ввода бора высокого давления автоматически происходит по тем же сигналам, что и для системы аварийного и планового расхолаживания, т.е.

-обесточивание, т.е. снижение напряжения на секциях надежного питания 6 кВ до 0,25 номинального напряжения,

-разрывная защита первого контура РГО 1,3 кгс/см2, когда давление в гермооболочке повышается до 1,3 кгс/см2,

94

-разрывная защита первого контура tS10, когда разность температуры насыщения первого контура и температуры теплоносителя горячей нитки петли первого контура меньше 100С,

-разрывная защита второго контура tS 75, когда при уменьшении давления в паропроводе до 4,9 МПа (50 кгс/см2) и ниже разность температуры насыщения первого контура и температуры насыщения второго контура

увеличивается до 750С и более, и температура первого контура более

2000С.

При срабатывании любой из этих защит автоматически включаются насосы аварийного ввода бора, открывается напорная арматура, и если давление в первом контуре из-за течи упадет ниже 10,8 МПа (110 кгс/см2), то начнется поступление борированной воды в первый контур. В случае исчерпания запаса раствора борной кислоты в баках аварийного запаса раствора бора предусмотрена работа насосов аварийного ввода бора высокого давления от бака-приямка с открытием соответствующей арматуры на всасе насоса.

Что же касается системы аварийного впрыска бора высокого давления, то автоматическое включение ее в работу происходит по сигналу обесточивания. При срабатывании разрывных защит первого и второго контуров автоматического включения насосов аварийного впрыска бора не предусмотрено. Они должны быть включены оператором дистанционно с БЩУ. Подача раствора борной кислоты происходит из баков аварийного запаса раствора бора.

6.10. Система локализации аварий и спринклерная система.

При авариях с разрывом трубопроводов первого контура на атомной станции может происходить выброс радиоактивных веществ во внутреннее пространство технологических помещений. Для того, чтобы удержать среду с высоким давлением и температурой, которая выходит из места разрыва, используется защитная оболочка. Защитная герметичная оболочка (гермооболочка) энергоблока с реактором ВВЭР-1000 выполнена в виде

95

цилиндра внутренним диаметром 45 метров, соединенного с плоским днищем и куполообразным верхом. Верхняя отметка гермооболочки – 66,55м. Сопряжение цилиндра с куполом выполнено в виде кольца. Цилиндр с днищем соединен жестко. С внутренней стороны зона соединения усилена утолщением. Радиус кривизны купола в 1,5 раза больше радиуса кривизны цилиндра, т.к.. при таком соотношении радиусов вертикальные усилия в цилиндрической части оболочки и усилия, возникающие при внутреннем давлении в куполе, могут быть восприняты предварительно напряженной арматурой одного сечения.

Толщина стен цилиндрической части гермооболочки равна 1,2 м, толщина стены купола 1,1 м. Для обеспечения герметичности внутренняя поверхность оболочки покрыта металлической облицовкой толщиной 8 мм, выполненной из углеродистой стали. В защитной оболочке размещены системы, оборудование и трубопроводы с высокопотенциальным радиоактивным теплоносителем первого контура:

-реакторная установка, в состав которой входят реактор, парогенераторы, ГЦН, трубопроводы главного циркуляционного контура, компенсатор давления, гидроемкости САОЗ, трубопроводы связи,

-система байпасной очистки теплоносителя первого контура,

-система подпитки-продувки первого контура,

-система организованных протечек первого контура,

-бассейн выдержки для хранения отработанного топлива.

Схематично основные элементы гермооболочки показаны на рис. 6.13. Для размещения арматурных пучков –тросов в цилиндрической и купольной частях гермооболочки на этапе строительства устанавливаются специальные гибкие каналообразователи, изготовленные из полиэтиленовых труб диаметром 225 мм. Напрягаемая арматура из высопрочной проволоки в виде пучков диаметром 135-150 мм расположена в цилиндре по спирали, а в куполе – в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В цилиндрической части пучки арматуры идут навстречу друг другу, обеспечивая создание необходимого обжатия в двух

96

направлениях. В цилиндрической части предусмотрено 96 пучков, в куполе – 36 пучков.

Объем гермооболочки ВВЭР-1000 равен 67000 м3. По проекту она рассчитана на внутреннее давление до 0,49 МПа (5 кгс/см2), образующееся при разрыве первого контура с полным выходом теплоносителя под гермооболочку. При этом в качестве допустимой величины утечки устанавливается 0,3% объема гермооболочки в сутки. Для того, чтобы при авариях с разрывом трубопроводов первого контура не происходила утечка радиоактивности в окружающую среду, все пересекающие стены гермооболочки коммуникации должны быть отсечены. Для этого стены и перктрытия герметичной оболочки в местах персечения с трубопроводами или электрическим кабелем оборудуются герметичными проходками, предотвращающими распространение радиоактивности за пределы герметичного объема.

При возникновении аварии с разрывом трубопроводов первого контура желательным является снижение давления в защитной оболочке для уменьщения утечки радиоактивных веществ в окружающую среду. В целях смягчения эффекта выделения большого количества пара при аварии с разрывом трубопроводов первого контура предусмотрена специальная система безопасности – спринклерная система.

Спринклерная система предназначена для:

-понижения давления в гермооболочке при разгерметизации первого или второго контуров,

-связывания радиоактивных изотопов,

-аварийного заполнения бассейна выдержки в режимах, при которых нарушен доступ охлаждающей воды к нему.

Спринклерная система состоит из трех независимых идентичных каналов, каждый из которых способен выполнить функции, возлагаемые на всю систему в целом. Принципиальная схема одного канала представлена на рис. 6.14. В состав каждого канала входят: спринклерный насос, бак спринклерного

97

раствора, водоструйный насос, распылитеоьные форсунки (20 штук на каждый канал), трубопроводы, арматура, КИП.

Рис. 6.13. Схема гермооболочки ВВЭР-1000.

1 – армокаркас, 2 – опалубка (необходима при возведении гермооболочки), 3 – каналообразователь цилиндрической части, 4 – каналообразователь купола.

98

каждого канала снабжен двадцатью форсунками-распылителями, обеспечивающими равномерное распыление подаваемого раствора на значительную площадь. Перепад давления на форсунках составляет 0,98 МПа (1 кгс/см2). На напорной магистрали от спринклерных насосов к форсункам установлены параллельно две нормально закрытые задвижки с электроприводом. Они открываются на орошение гермообъема по сигналам повышения давления под гермооболчкой.

Предусматривается одновременная работа спринклерного насоса и насоса аварийного и планового расхолаживания, имеющих общий теплообменник и всасывающий трубопровод Ду600. Линия связи с бассейном выдержки выполнена для аварийной подпитки бассейна выдержки в случае возникновения течи из него. Автоматического включения спринклерной системы по сигналу снижения уровня в бассейне выдержки не предусмотрено. В этом случае включение спринклерного насоса и открытие соответствующей арматуры должны осуществляться оператором с БЩУ.

Основные технические характеристики спринклерной системы представлены в таблице 6.8.

Таблица 6.8. Основные технические характеристики спринклерной системы ВВЭР-1000.

100