Белозеров В.И., Жук М.М., Гераскин Н.И. Аварийные и переходные режимы на АЭС с реактором ВВЭР-1000
.pdf
В результате обесточивания АЭС происходит выбег ГЦН, отключаются ТПН и, не работают впрыск в КД, ТЭН и система под- питки-продувки. Осуществляется запуск систем безопасности. Интервал времени, в течение которого происходит заклинивание или разрыв вала ГЦН, принят равным 0,01 с.
В табл. 3.1.1 приведена хронологическая последовательность событий в режиме заклинивания или разрыва вала ГЦН с уровня мощности 104 % от номинальной при наложении обесточивания АЭС (вариант 1). При проведении расчетного анализа принимается отказ на открытие БРУ-А на парогенераторе первой петли и отказ одного АПЭН на подключение подачи питательной воды в парогенератор второй петли.
Таблица 3.1.1
Последовательность событий режима заклинивания (разрыва) вала одного ГЦН на уровне мощности 104 % от номинальной. Вариант 1
Время, с |
Последовательность событий |
0В исходном состоянии работают четыре ГЦН. Установка работает на мощности 104 % от номинальной. Начинается заклинивание (разрыв вала) одного ГЦН на второй петле. В этот же момент времени происходит обесточивание АЭС, вследствие чего не работают впрыск в КД, подпитка первого контура, ПВД, ТЭН и БРУ-К. Отключаются ТПН и происходит запуск систем безопасности. Отключаются все ГЦН
0,01 Частота вращения ротора ГЦН на петле, где происходит заклинивание или разрыв вала, становится равным нулю. Происходит резкое снижение расхода теплоносителя через реактор и достижение сигнала на срабатывание АЗ по снижению перепада на ГЦН менее 0,245 МПа
0,7 Достижение кризиса теплообмена для наиболее теплонапряженных твэлов
1,7 Срабатывает АЗ по сигналуобесточивания АЭС 3,0 Максимальная температура оболочек твэлов достигает значения 680°С 5,7 ПС СУЗ полностью опущены 6,7 Происходит закрытие стопорных клапанов турбины
15Начало открытия БРУ-А. Происходит отказ на открытие БРУ-А на парогенераторе первой петли
120АПЭН начинают подавать воду в ПГ. Принимается отказ на подачу питательной воды от АПЭН во вторую петлю
800Наступление практически полной стабилизации параметров, кроме уровня в ПГ второй петли, где отсутствует подача питательной воды от АПЭН. Остаточные тепловыделения реактора снимаются за счет работы трех АПЭН
1800 Окончание расчета
80
В табл. 3.1.2 приведена хронологическая последовательность событий в режиме заклинивания или разрыва вала одного ГЦН с начального уровня мощности равного 54 % от номинальной (вариант 2). В этом режиме происходит наибольшее относительное снижение расхода теплоносителя через активную зону. С другой стороны, максимальная линейная нагрузка на твэл в исходном состоянии в этом случае значительно ниже, чем на уровне мощности 104 % от номинальной.
Таблица 3.1.2
Последовательность событий режима заклинивания (разрыва) вала одного ГЦН на уровне мощности 54 % от номинальной. Вариант 2
Время, с |
Последовательность событий |
0В исходном состоянии работают 2 ГЦН. Установка работает на мощности 54 % от номинальной. Начинается заклинивание одного ГЦН на первой петле. В этот же момент времени происходит обесточивание АЭС, вследствие чего не работают впрыск в КД, подпитка первого контура, ПВД, ТЭН и БРУ-К. Отключаются ТПН и происходит запуск систем безопасности. Отключаются все ГЦН
0,01 Частота вращения ротора ГЦН на петле, где происходит заклинивание или разрыв вала становится равной нулю. Происходит резкое снижение расхода теплоносителя через реактор и достижение сигнала на срабатывание АЗ по снижению перепада на ГЦН менее 0,245 МПа
1,4 Достижение кризиса теплообмена в наиболее теплонапряженных твэлах
1,7 Срабатывает АЗ по сигналуобесточивания АЭС
3,0 Максимальная температура оболочек твэлов достигает значения
550 С
5,7 ПС СУЗ полностью опущены
6,7 Происходит закрытие стопорных клапанов турбины
15Начало открытия БРУ-А. Происходит отказ на открытие БРУ-А на парогенераторе первой петли
120 АПЭН начинают подавать водув ПГ
800 Наступление практически полной стабилизации параметров
1800 Окончание расчета
При превышении энтальпии топлива 586 Дж/г или достижения кризиса теплообмена принимается возможность повреждения твэлов в активной зоне и определяется их количество. Отсутствие кризиса теплообмена в ТВС принимается в случае, если запас до кризиса теплообмена не менее 1,0 с доверительной вероятностью не менее 95 %.
81
Результаты расчётного моделирования. На рис. 3.1.1–3.1.15
представлены результаты расчета режима заклинивания (разрыва вала) одного ГЦН при мощности реактора в исходном состоянии 104 % от номинальной с наложением обесточивания АЭС (вариант 1).
N, отн. ед.
t, с
Рис. 3.1.1. Относительная мощность тепловыделений и тепловой поток
вактивной зоне (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН
сналожением обесточивания АЭС
Заклинивание или разрыв вала одного ГЦН на уровне мощности 104 % от номинальной с наложением обесточивания АЭС в момент аварии (вариант 1) приводит к резкому снижению расхода через активную зону. Уменьшение расхода теплоносителя приводит к возникновению кризиса теплообмена через 0,7 с с момента начала аварии и повышению давления и температуры первого контура. Отказ одного БРУ-А на парогенераторе с неаварийной петлей приводит к дополнительному подогреву теплоносителя из-за ухудшения отвода тепла через второй контур. В результате обесточивания блока происходит отключение неповрежденных ГЦН, прекращение
82
подачи питательной воды от основных питательных насосов во все парогенераторы, закрытие стопорных клапанов ТГ, не работают впрыск в КД и ТЭН. По факту снижения перепада на поврежденном ГЦН менее 0,245 МПа формируется сигнал на срабатывание АЗ, который консервативно не учитывается. Срабатывание АЗ принято через 1,7 с с момента начала аварии по фактору обесточивания АЭС. Рост давления в парогенераторах приводит к срабатыванию БРУ-А. После срабатывания АЗ все параметры реакторной установки начинают снижаться до безопасных значений.
P, 107 Па
t, 102 с
Рис. 3.1.2. Давление на входе и выходе активной зоны и в КД (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
83
n, отн. ед.
t, 10–1
с
Рис. 3.1.3. Минимальный запас до крисиса теплообмена (вариант 1)
T, 102 С
t, с
Рис. 3.1.4. Температуры топлива и оболочек (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
84
G, 104 кг/с
t, 102 с
Рис. 3.1.5. Расходы теплоносителя (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
H, м
t, 102 с
Рис. 3.1.6. Уровень в КД(вариант 1)
85
P, 105 Па
t, 101 с
Рис. 3.1.7. Давление в парогенераторах (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
H, м
t, 102 с
Рис. 3.1.8. Уровень в парогенераторах(вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обеточивания АЭС
86
G, 102 кг/с
t, 102 с
Рис. 3.1.9. Расходы питательной воды (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
G, 102 кг/с
t, 102 с
Рис. 3.1.10. Расходы пара через БРУ-А (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
87
G, 102 кг/с
t, с
Рис. 3.1.11. Расход пара на турбину(вариант 1)
G, 102 кг/с
t, с
Рис. 3.1.12. Расходы теплоносителя в петлях (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
88
T, 102 С
t, 102 с
Рис. 3.1.13. Температура насыщения втрубопроводах (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
T, 102 С
t, 102 с
Рис. 3.1.14. Температура теплоносителя на входе-выходе актиной зоны (вариант 1). Заклинивание вала ГЦН с наложением обесточивания АЭС
89