ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
«Опытное конструкторское бюро машиностроения
им. И. И. Африкантова»
УТВЕРЖДАЮ
Главный конструктор РУ БН
Б.А. Васильев
РЕАКТОР С ОБОРУДОВАНИЕМ КОНТУРА И КОМПЛЕКСОМ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕГРУЗКИ Расчет эффективности и уставок СКЭ ОТВС УН–4 00 РР1
Начальник отделения НТО
М.А. Большухин
Заместитель главного конструктора РУ БН
Ю.Л. Каманин
Содержание
1 Введение 3
2 Краткое описание СКЭ ОТВС 5
3 Методы и коды расчета 8
3.1 Код ORIGEN2 8
3.2 Коды DORT и TORT 8
4 Источники излучения 12
4.1 Теплоноситель первого контура 12
4.2 ОТВС 12
5 Расчетные модели 20
5.1 Выбор методов и приближения расчета 20
5.2 Описание 3-d расчетной модели 20
5.3 Описание 2-d расчетных моделей 22
6 Результаты расчетов 24
7 Определение уставки предупредительной сигнализации 38
8 Заключение 42
1Введение
1.1 В данном документе представлен расчет эффективности и уставок СКЭ ОТВС реактора с оборудованием I контура и комплексом механизмов перегрузки УН-4 00СП (далее – реактор БН-800).
1.2 Целью данного расчета является:
получение расчетных оценок мощностей доз, а также спектров гамма-излучения в месте расположения ИГК СКЭ ОТВС реактора БН-800 от сборок активной зоны и от фоновой составляющей, обусловленной, в основном, собственной активностью теплоносителя первого контура;
определение уставки срабатывания предупредительной сигнализации СКЭ ОТВС в случае ошибочной выгрузки из реактора ТВС с высоким энерговыделением.
1.3 СКЭ ОТВС предназначена для предотвращения извлечения ТВС с высоким энерговыделением из реактора в перегрузочный бокс и возможной последующей разгерметизации твэл в таких ТВС при их длительном нахождении в газовой среде в случае аварийного зависания. Критерием высокого энерговыделения является остаточное энерговыделение на момент выгрузки из реактора, при котором возможно превышение установленного предела безопасной эксплуатации по максимальной температуре оболочки твэл, что может привести к разгерметизации оболочек твэл.
К ТВС с высоким энерговыделением в режиме штатных перегрузок реактора БН-800 предварительно можно отнести все ТВС активной зоны, не прошедшие выдержку в ВРХ, а также отдельные ТВС БЗВ (на момент времени до 10-15 сут после останова реактора). Среднее время останова реактора на ППР и перегрузку составляет около одного месяца. Минимальное возможное время до выгрузки ТВС из реактора после его останова составляет 3 сут и определяется временем проведения технологических операций по подготовке к перегрузке транспортно-технологического оборудования.
1.4 Контроль энерговыделения выгружаемых ТВС проводится по мощности дозы гамма-излучения. Основная задача СКЭ ОТВС заключается в надежной идентификации ТВС с высоким энерговыделением. Идентификация выгружаемой ТВС осуществляется по величине прироста мощности дозы гамма-излучения от ТВС над фоновым уровнем, обусловленным гамма-излучением натрия первого контура и металлоконструкций реактора. Основной компонентой фонового излучения является Na24 с периодом полураспада 14.96 ч.
1.5 В расчете представлено краткое описание СКЭ ОТВС, методов и кодов расчета мощностей доз, расчетных моделей. Приводятся данные по источникам фонового гамма-излучения и гамма-излучения ОТВС, результаты расчета мощностей доз и спектров гамма-излучения в месте расположения ИГК.
На базе полученных зависимостей мощностей доз гамма-излучения от остаточного энерговыделения ТВС различного типа выбрана предварительная уставка срабатывания предупредительной сигнализации. Окончательное значение уставки срабатывания предупредительной сигнализации СКЭ ОТВС подлежит уточнению при испытаниях системы на стадии энергетического пуска и опытно-промышленной эксплуатации реактора БН-800.
2Краткое описание скэ отвс
2.1 СКЭ ОТВС включает:
подвеску ИГК;
аппаратуру обработки и передачи данных;
линии связи подвески ИГК с аппаратурой обработки;
локальный пульт.
2.2 Схема размещения подвески ИГК в элеваторе выгрузке показана на рисунках 2.1 и 2.2. При перегрузке реактора ИГК может находиться в диапазоне высотных отметок от минус 3,900 до минус 4,300 м (рабочее положение). Гильза элеватора с ОТВС при измерениях мощности дозы находится в верхнем положении.
-1,500
Рисунок 2.1 – Схема размещения ИГК в элеваторе выгрузки
Рисунок 2.2 – Схема размещения подвески ИГК в разделительном чехле
2.3 Минимальное расстояние от центра рабочего объема ИГК до центра АЧ ТВС реализуется при нахождении ИГК на отметке минус 4,130 м. В этом положении расстояние от центра ИГК до центра АЧ ТВС составляет около 310 мм.
После завершения перегрузки подвеска ИГК перемещается в верхнее положение (отметка ИГК – минус 1,500 м) или извлекается из реактора.
2.4 Защита в направлении между центрами АЧ ТВС и ИГК включает 27.5 мм коррозионностойкой стали (чехол ТВС, гильза элеватора, направляющая элеватора выгрузки, разделительный чехол и подвеска ИГК) и 228 мм натрия.