Слободчук В.И., Лескин С.Т., Шелегов А.С., Кашин Д.Ю. Основные системы энергоблока с реактором ВВЭР-1000

новке систем разогрева для поддержания температуры борного раствора в ГЕ САОЗ на уровне не ниже 55 °C, что вызвано необходимостью защиты корпуса реактора в аварийных режимах от недопустимо высоких перепадов температуры (рис. 5.2).

Конструкция ГЕ САОЗ представлена на рис. 5.3. ГЕ САОЗ представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами, установленный на цилиндрической опоре и заполненный борированной водой под давлением, создаваемым азотной подушкой. Внутренняя поверхность ГЕ плакирована антикоррозионным слоем толщиной не менее 7 мм. Для осмотра и контроля внутренней поверхности имеется люк Dy 450. В ГЕ предусмотрены стационарные площадки для внутреннего осмотра емкостей.

Конструкция ГЕ САОЗ и способ ее закрепления позволяет обеспечить нормальное функционирование при одновременном воздействии нагрузок, вызванных землетрясением 9 баллов, и нагрузок, вызванных разрывом трубопровода Dy 300 полным сечением. Конструктивно это выполнено путем установки опорного узла и закладных деталей под опору ГЕ.

При нормальной эксплуатации РУ (работа на мощности) система пассивной части САОЗ находится в состоянии готовности. ГЕ должны быть заполнены раствором борной кислоты концентрацией 16 г/кг от системы подпитки. В ГЕ созданы номинальный уровень и номинальное давление 5,9 МПа.

32

ГЕ САОЗ подключаются к реактору в режиме разогрева и подъема давления в первом контуре путем открытия задвижек при повышении давления в первом контуре более 6,4 МПа. Кроме того, указанная операция производится, если есть совпадение следующих условий: давление в первом контуре больше 6,9 МПа, давление в ГЕ более 5,5 МПа и отсутствует запрет открытия этой арматуры из-за понижения уровня в ГЕ САОЗ менее 1200 мм.

Для исключения срабатывания системы на первый контур в результате понижения давления в режиме планового расхолаживания, задвижки закрываются дистанционно с блочного щита управления (БЩУ) при снижении давления в реакторе до 7,85 МПа

(80 кгс/см2).

6. Система аварийного и планового расхолаживания

Как уже было отмечено, для обеспечения безопасной работы РУ в составе АС должны быть предусмотрены системы, направленные на предотвращение проектных аварий и ограничение их последствий. В соответствии с этим требованием на АЭС с реактором ВВЭР-1000 имеется система аварийного и планового расхолаживания низкого давления (называемая также активной частью САОЗ). Ее назначение заключается в следующем:

•аварийное охлаждение а.з. и последующий отвод остаточных тепловыделений при авариях, связанных с разуплотнением первого контура;

•плановое расхолаживание во время останова РУ и отвод остаточного тепла а.з. при проведении перегрузки;

•отвод остаточного тепла при проведении ремонтных работ на оборудовании РУ со снижением уровня теплоносителя в реакторе до оси патрубков «холодных» ниток петель без выгрузки зоны.

В основу проекта системы аварийного и планового расхолаживания а.з. положены следующие основные критерии:

•обеспечить подачу в первый контур раствора борной кислоты

срасходом 250–300 м3/ч при давлении в первом контуре 2 МПа (21 кгс/см2) и 700–750 м3/ч при давлении в первом контуре 0,1 МПа (1 кгс/см2) с температурой ≥ 20 °С;

35

•обеспечить подачу в первый контур раствора борной кислоты

сконцентрацией не менее 16 г/кг в начальный момент;

•обеспечить подачу раствора борной кислоты в аварийных си-

туациях не позднее, чем через 40–45 с с момента достижения в первом контуре давления 2 МПа (21 кгс/см2);

•должна допускаться возможность поканального опробования при работе блока на мощности и при этом не должны теряться свои функциональные свойства;

•система должна работать как во время аварии, так и в послеаварийный период;

•система должна допускать возможность кратковременного вывода в ремонт ее элементов в составе одного канала при работе реактора на мощности.

Система САОЗ совмещает функции защитного устройства и устройства нормальной эксплуатации. Как защитная система безопасности она обеспечивает отвод тепла от а.з. в аварийных режимах. Как система нормальной эксплуатации она обеспечивает отвод тепла от а.з. в режимах планового и ремонтного расхолаживания.

В соответствии с требованиями принципа единичного отказа и возможности вывода в ремонт оборудования одного канала система аварийного и планового расхолаживания сделана трехканальной. Каждый из каналов может выполнить функцию всей системы. Все три канала подсоединены к баку аварийного запаса раствора борной кислоты. Принципиальная технологическая схема одного канала системы аварийного и планового расхолаживания показана на рис. 6.1.

Один канал включает:

•насос аварийного и планового расхолаживания;

•теплообменник аварийного и планового расхолаживания;

•трубопровод Dy 600, связывающий бак аварийного запаса раствора бора, теплообменник аварийного и планового расхолаживания и насос аварийного и планового расхолаживания;

•трубопровод Dy 300, связывающий насос аварийного и планового расхолаживания с первым контуром;

•трубопровод Dy 300 отбора воды из первого контура;

•вспомогательные трубопроводы и арматуру.

36

Все три канала системы обеспечивают подачу борного раствора в реактор. Два канала подключены к трубопроводам связи «ГЕ САОЗ – реактор» в рассечку между обратными клапанами, а третий канал – к «горячей» и «холодной» ниткам петли № 1. Установленные на напорной линии последовательно обратные клапаны и задвижки с дренажем обеспечивают отсечение части высокого давления от части низкого давления. Для защиты оборудования и всасывающих трубопроводов системы вне гермооболочки от превышения давления на линии планового расхолаживания в гермооболочке установлены предохранительные клапаны.

Насос аварийного и планового расхолаживания имеет две линии рециркуляции. Одна линия рециркуляции Dy 150 с дроссельной шайбой и арматурой обеспечивает опробование насоса на бак аварийного запаса раствора бора с расходом до 250 м3/ч. Другая линия рециркуляции Dy 50 с дроссельной шайбой обеспечивает кратковременное опробование насоса, так как рассчитана на расход 15 м3/ч, а насос при таком расходе работает вне зоны рабочей характеристики с повышенной вибрацией. На напоре насоса аварийного и планового расхолаживания установлена дроссельная шайба, поддерживающая устойчивую работу насоса при полностью разуплотненном первом контуре.

38

Перед выводом реактора на минимально контролируемый уровень (МКУ) мощности должны быть работоспособны все три канала системы аварийного и планового расхолаживания. При работе РУ на мощности допускается вывод в ремонт одного канала на срок не более трех суток с момента появления дефекта по разрешенной главным инженером станции заявке, при условии работоспособности оставшихся каналов.

При работе энергоблока на мощности система аварийного и планового расхолаживания находится в режиме ожидания (дежурства). При аварии основным видом управления является автоматическое управление по командам защит. Включение системы аварийного и планового расхолаживания автоматически происходит по следующим сигналам:

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

•разрывная защита первого контура РГО > 0,13 МПа, когда давление в гермооболочке повышается до 0,13 МПа;

•разрывная защита первого контура tS = 10, когда разность температуры насыщения первого контура и температуры теплоносителя горячей нитки петли первого контура меньше 10 °С;

•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 75 °С и более, и температура первого контура более 200 °С.

При этом автоматически включается насос аварийного и планового расхолаживания, открывается соответствующая арматура, и если давление из-за течи первого контура упадет ниже 2,25 МПа

39

(23 кгс/см2), то начнется циркуляция раствора борной кислоты по схеме:

Кроме автоматического управления, предусмотрено индивидуальное управление насосами и арматурой с БЩУ и РЩУ – резервного щита управления.

Плановое расхолаживание энергоблока проводится в два этапа. Сначала расхолаживание проводится сбросом пара из парогенератора в конденсатор турбины через быстродействующие редукционные установки (БРУ-К). Затем расхолаживание продолжается через систему аварийного и планового расхолаживания при достижении температуры первого контура 150 °С и давления ниже

1,64 МПа (18 кгс/см2).

Перед включением системы аварийного и планового расхолаживания в работу ее необходимо прогреть так, чтобы разность температуры оборудования системы и первого контура не превышала

60 °С.

После разогрева и подготовки системы к работе расхолаживание первого контура происходит по следующей схеме (рис. 6.2,а): «горячая» нитка петли первого контура (петля 4), теплообменник аварийного и планового расхолаживания, насос аварийного и планового расхолаживания, «холодная» нитка петли первого контура (петля 1).

Для обеспечения заданной скорости расхолаживания первого контура на трубопроводе перед теплообменником САОЗ и на байпасе теплообменника установлены два регулирующих клапана 5

(см. рис. 6.1).

Есть еще схема ремонтного расхолаживания (рис. 6.2,б), когда теплоноситель забирается из «холодной» нитки петли первого контура и после охлаждения в теплообменнике возвращается в «горячую» нитку петли первого контура. Эта схема используется при проведении технического обслуживания реакторной установки во время холодного останова, т.е. когда температура первого контура ниже 70 °С. В ряде случаев (ремонт выемной части ГЦН, коллекторов ПГ и т.д.) приходится дренировать «горячие» нитки главного циркуляционного контура. В этом случае для отвода остаточных

40