Добавил:
okley
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Курсовой проект 5 кафедра (спецы 4 курс) / 177_Атомные электростанции с реакторами типа ВВЭР_PWR
.pdf
Глава 2. АЭС с реакторными установками ВВЭР поколения III+
210
Режим перегрузки топлива
При перегрузках топлива система обеспечивает температуру теплоноси-
теля на выходе из реактора не более 60 °С в течение неограниченного време-
ни при температуре на входе в реактор не более 45 °С.
При полной выгрузке активной зоны в бассейн выдержки требуемая
проектная температура воды в бассейне выдержки (до 45 °С) обеспечивает-
ся совместной работой одного канала системы JMN и одного канала систе-
мы JNA.
Функционирование системы при нарушениях нормальной эксплуатации
При нарушениях нормальной эксплуатации система выполняет функ-
цию отвода остаточных тепловыделений и расхолаживания реакторной
установки.
В режиме обесточивания после запуска дизельгенераторов по программе
ступенчатого пуска автоматически включаются в работу все насосы систе-
мы на линию рециркуляции. Насос, который до обесточивания выполнял
функцию охлаждения бассейна выдержки, продолжает выполнять данную
функцию. Остальные насосы работают по линиям рециркуляции. Если
в результате обесточивания принимается решение о расхолаживании энер-
гоблока, то на втором этапе расхолаживания при P
I
<1,96 МПа, T <150 °C
два канала системы осуществляют функцию расхолаживания.
Функционирование системы при проектных авариях
1. При авариях с большой течью (разрыв трубопровода диаметром более
100 мм, включая разрыв главного циркуляционного трубопровода Ду 850)
на начальной стадии охлаждение активной зоны и сохранение необходи-
мого запаса теплоносителя в реакторе обеспечивается за счет пассивного
срабатывания емкостей САОЗ. На последующей стадии отвод тепла от ак-
тивной зоны и поддержание необходимого запаса теплоносителя в реак-
торе обеспечиваются за счет непрерывной циркуляции борного раствора
с помощью насосов аварийного и планового расхолаживания низкого давле-
ния, которые запускаются автоматически по технологическим параметрам,
характеризующим течь первого контура и продолжают работать в течение
всего требующего работы системы периода времени. При отказе обоих на-
сосов низкого давления выполнение функции безопасности обеспечивается
за счет совместной работы насоса аварийного впрыска высокого давления,
гидроемкостей второй ступени, систем отвода тепла через второй контур
(СПОТ, САР ПГ).
В начальный момент аварии подача насосами борного раствора в ре-
актор осуществляется из бассейна выдержки. Через некоторое время после
начала аварии уровень воды в бассейне выдержки снижается до такого ми-
2.4. Проект В-509. АЭС «Аккую»
211
нимального значения, при котором происходит автоматическое переклю-
чение насосов JNA на работу из приямка гермооболочки. К этому моменту
в приямке гермооболочки за счет истечения из первого контура (включая
запас воды гидроемкостей систем пассивного залива активной зоны) обра-
зуется достаточный запас борного раствора, необходимого для обеспечения
бескавитационной работы насосов JNA.
После переключения с бассейна выдержки на приямок система JNA
обеспечивает непрерывный отвод остаточных тепловыделений по контуру
(приямок гермооболочки — теплообменник аварийного и планового рас-
холаживания первого контура и охлаждения бассейна выдержки — насосы
системы JNA — ГЦК — приямок). Отвод тепла от теплообменников систе-
мы JNA осуществляется системой промконтура ответственных потребите-
лей реакторного здания.
2. При авариях с «малой» течью теплоносителя первого контура подача
воды в реактор при давлении в диапазоне от 8,6 до 1,96 МПа в режиме рабо-
ты САОЗ высокого давления обеспечивается насосом аварийного впрыска
высокого давления.
При снижении давления ниже 1,96 МПа в каждом канале подключается
насос аварийного и планового расхолаживания низкого давления. При от-
казе обоих насосов аварийного впрыска высокого давления выполнение
функции безопасности обеспечивается на первом этапе за счет совместной
работы емкостей САОЗ (поддержание запаса теплоносителя в реакторе)
и систем отвода тепла через второй контур (обеспечение быстрого расхола-
живания РУ и снижения параметров в первом контуре). После снижения
давления в первом контуре подключаются насосы аварийного и планового
расхолаживания низкого давления и/или гидроемкости второй ступени, обе-
спечивая подпитку реактора.
В каждом канале системы JNA предусмотрен трубопровод Ду 50 для
подачи воды на подпитку бассейна выдержки в аварийных режимах, когда
охлаждение топлива в бассейне выдержки по принятой для нормальной экс-
плуатации схеме невозможно. Отвод тепла от топлива в бассейне выдержки
при этом осуществляется в испарительном режиме, насос аварийного рас-
холаживания низкого давления обеспечивает подпитку бассейна выдержки
борным раствором из приямка гермооболочки расходом 20 м
3
/ч для компен-
сации выпариваемой воды.
Функционирование системы при запроектных авариях
При запроектных авариях система может быть использована как сред-
ство управления запроектными авариями. Специально спроектированные
трубопроводы позволяют при запроектной аварии с отказом насосов систе-
мы JMN (выполняющих в данном проекте функцию спринклерных насосов)
подать воду от насосов системы САОЗ НД к спринклерным коллекторам.
Глава 2. АЭС с реакторными установками ВВЭР поколения III+
212
Всасывающие трубопроводы системы JNA из приямка и бассейна вы-
держки при запроектных авариях, вызванных экстремальными внеш-
ними воздействиями (полная потеря всех источников переменного тока
и/или проектного отвода тепла к конечному поглотителю), подают воду
в спринклерную систему JMN, обеспечивающую охлаждение топлива в ре-
акторе, бассейне выдержки и снижение давления внутри гермооболочки.
Отличия от проекта В-392М
Потехнологическойчасти
• В проектах АЭС «Аккую» и НВАЭС-2 отличаются места соединений
системы аварийного и планового расхолаживания (JNA) к первому
контуру.
• В технологической схеме системы JNA проекта АЭС «Аккую» изме-
нена маркировка оборудования и элементов системы JNA. Изменена
номенклатура используемых насосов. При этом основные характери-
стики подачи рабочей среды во всех предусмотренных режимах либо
соответствуют референтному аналогу, либо превосходят его (расши-
рен рабочий диапазон давлений насосов аварийного расхолаживания
высокого давления).
• В проекте АЭС «Аккую» функции штатной системы отвода остаточно-
го тепла от бассейна выдержки выполняет спринклерная система JMN,
по своему составу и характеристикам являющаяся суммарным анало-
гом систем JNA (система аварийного и планового расхолаживания
и отвода тепла от бассейна выдержки) и FAK10-20 (система охлажде-
ния бассейна выдержки) в проекте НВАЭС-2.
• В проекте АЭС «Аккую» отсутствуют эжекторы (водоструйные насо-
сы) на линиях аварийного впрыска высокого давления, а в проекте
НВАЭС-2 используются водоструйные насосы, которые установлены
на напоре высоконапорных насосов.
• В проекте АЭС «Аккую» конечным поглотителем тепла является
Средиземное море, брызгальные бассейны не предусмотрены.
• В проекте системы JNA НВАЭС-2 ремонтное расхолаживание пред-
усмотрено обеими нитками канала. В проекте АЭС «Аккую» функция
ремонтного расхолаживания выполняется нитками канала с насосами
низкого давления.
Вчастиоборудования
• В проекте АЭС «Аккую» расширен рабочий диапазон давлений насо-
сов аварийного расхолаживания высокого давления.
• В проекте НВАЭС-2 используются водоструйные насосы, которые
установлены на напоре высоконапорных насосов. В проекте АЭС
«Аккую» данный тип насоса не используется.
• В проекте АЭС «Аккую» снижено количество воды бассейна выдерж-
ки, доступное в начальный период аварийного расхолаживания для
2.4. Проект В-509. АЭС «Аккую»
213
подачи в реактор (с 750 м
3
до 650 м
3
). Это обусловлено изменением
конструкции бассейна выдержки (уменьшены габариты).
ПассивнаячастьСАОЗ
Пассивная часть САОЗ (рис. 2.59) включает в себя систему гидроемко-
стей 1 ступени и систему пассивного залива активной зоны (ГЕ 2 ступени), а
также систему гидроемкостей САОЗ третьей ступени (ГЕ-3).
Система гидроемкостей САОЗ первой ступени.
Система гидроемкостей САОЗ первой ступени предназначена для по-
дачи в реактор раствора борной кислоты при давлении в первом контуре
менее 5,9 МПа в количестве, достаточном для охлаждения активной зоны
реактора до подключения насосов системы аварийного и планового расхо-
лаживания и охлаждения бассейна выдержки или подачи борного раствора
от системы гидроемкостей второй ступени в авариях с потерей теплоноси-
теля.
Система состоит из четырех каналов, идентичных по входящему в них
оборудованию и функционально независимых один от другого (JNG50, 60,
70, 80).
В состав каждого канала входят:
• емкость САОЗ в сборе (включая элементы крепления и детали заклад-
ные);
• трубопроводы САОЗ в сборе (включая элементы крепления, детали
закладные и арматуру);
• ИПУ САОЗ.
Параметры ГЕ САОЗ (значение давления, при котором происходит сра-
батывание ГЕ САОЗ, а также объема емкостей) выбраны из условий обеспе-
чения надежного охлаждения активной зоны при максимальной проектной
аварии (разрыв Ду 850) таким образом, чтобы обеспечивался залив и охлаж-
дение активной зоны до момента начала подачи борного раствора от актив-
ной части САОЗ.
Система гидроемкостей второй и третьей ступени.
Система гидроемкостей второй и третьей ступени (пассивная часть си-
стемы аварийного охлаждения зоны) JNG10-40, состоящая из двух подси-
стем — гидроемкостей второй ступени и гидроемкостей третьей ступени,
предназначена для выполнения следующих функций (см. рис. 2.59):
• подача борного раствора от гидроемкостей второй ступени для под-
держания уровня теплоносителя в активной зоне при авариях с по-
терей теплоносителя, при падении давления в первом контуре
ниже 1,5 МПа;
• подача борного раствора от гидроемкостей третьей ступени для под-
держания уровня теплоносителя в активной зоне при запроектных
авариях с течами первого контура и отказом активных систем безо-
Глава 2. АЭС с реакторными установками ВВЭР поколения III+
214
еакто
р
П
е
т
л
я №
1
т
л
я
№
2
етля
№
4
етля
№
3
арогенератор
Парогенерато
р
т систем
ы
дпитки–
ду
в
ки
© Яуров С.В.
Герметичная о
б
олочка
– т
р
акт ГЕ-
3
– т
р
акт
ГЕ
-
2
т
р
акт
ГЕ
-1
двойной об
р
атный клапан (ДОК)
об
р
атный клапа
н
т систем
ы
дпитки
–
ду
в
ки
т систем
ы
п
о
дпитки–
п
ро
ду
в
ки
т системы
дпитки
–
ду
в
ки
Пристройка
реакторного здания
Пристройка
реакторного здания
ГЕ-3 ГЕ-3 ГЕ-3
ГЕ-3 ГЕ-3 ГЕ-3
ГЕ-3 ГЕ-3 ГЕ-3
ГЕ-3 ГЕ-3 ГЕ-3
ГЕ-2 ГЕ-2 ГЕ-2 ГЕ-2
ГЕ-2 ГЕ-2ГЕ-2 ГЕ-2
ГЕ-1 ГЕ-1 ГЕ-1 ГЕ-1
. 2.59. Упрощенная схема пассивной части САОЗ, проект В-509 (АЭС «Аккую»)
2.4. Проект В-509. АЭС «Аккую»
215
пасности после исчерпания запаса борного раствора в гидроемкостях
второй ступени;
• подача борного раствора для подпитки бассейна выдержки при запро-
ектных авариях с полной потерей всех источников переменного тока и
(или) проектного отвода тепла к конечному поглотителю;
• хранение запаса раствора борной кислоты для заполнения отсеков
бассейна перегрузки на остановленном блоке в период перегрузки то-
плива.
В проектных авариях подсистема гидроемкостей второй ступени обе-
спечивает выполнение функции безопасности (подпитка активной зоны
в напорную и сборную камеру реактора и отвод тепла) в составе комплек-
са систем безопасности, в который входят система аварийного и планового
расхолаживания первого контура и охлаждения бассейна выдержки (JNA),
система пассивного отвода тепла (JNB50), система аварийного расхолажи-
вания парогенераторов (JNB10), а также обеспечивающие системы (для ак-
тивных СБ).
При запроектных авариях выполнение функции безопасности обеспе-
чивается работой гидроемкостей второй и третьей ступени совместно с си-
стемой пассивного отвода тепла (JNB50).
Каждая группа подсистемы гидроемкостей второй ступени имеет в своем
составе две емкости объемом 120 м
3
каждая (общее количество – 8 гидроемко-
стей в подсистеме, общий запасенный объем борного раствора 960 м
3
). Запаса
воды в гидроемкостях второй ступени при работе СПОТ достаточно для съема
остаточных тепловыделений в течение не менее 24 часов. Гидроемкости вто-
рой ступени подключаются к первому контуру пассивным образом при сни-
жении давления в нем до 1,5 МПа, обеспечивая подачу в реактор раствора
борной кислоты за счет гидростатического столба жидкости.
Функционирование подсистемы гидроемкостей третьей ступени требу-
ется только при запроектных авариях с полным отказом активной части СБ
после исчерпания запаса борного раствора в гидроемкостях второй ступени
для обеспечения охлаждения активной зоны реактора пассивным образом
на интервале времени от 24 до 72 ч с момента возникновения исходно-
го события. Подключение гидроемкостей третьей ступени осуществляет-
ся оператором после окончания работы гидроемкостей второй ступени.
Гидроемкости третьей ступени устанавливаются в здании UKA (пристройка
реакторного здания) на отметке плюс 24,000 м (рис. 2.60).
Каждая группа подсистемы гидроемкостей третьей ступени имеет в сво-
ем составе три емкости объемом 60 м
3
каждая (общее количество — 12,
общий запасенный объем борного раствора — 720 м
3
). Запаса воды в гидро-
емкостях третьей ступени при работе СПОТ достаточно для съема остаточ-
ных тепловыделений в течение не менее 48 часов (после окончания работы
гидроемкостей второй ступени).
Глава 2. АЭС с реакторными установками ВВЭР поколения III+
216
Подсистема гидроемкостей третьей ступени является средством для прео-
доления ЗПА и используется при авариях с полным отказом активной части СБ.
Технологические схемы системы гидроемкостей второй и третьей сту-
пени (пассивная часть системы аварийного охлаждения зоны) приведены
на рис. 2.59.
Двойной обратный клапан
Двойной обратный клапан является элементом системы JNG10-40
и устанавливается внутри герметичной оболочки на уравнительных тру-
бопроводах, соединяющих верхнюю часть гидроемкостей второй ступени
с первым контуром.
Специальный двойной обратный клапан предназначен для:
• отсечения системы JNG10-40 от первого контура при повышении дав-
лении в первом контуре более 3,3 МПа во всех режимах работы энер-
гоблока, включая проектные и запроектные аварии;
• пассивного выполнения функции подключения системы JNG10-40
при давлении в первом контуре Р ≤1,5 МПа во всех режимах работы
энергоблока.
Двойной обратный клапан состоит из двух последовательно установлен-
ных запорных органов, закрывающихся и открывающихся одновременно
одним приводом.
. 2.60. Размещение ГЕ-3 САОЗ, проект В-509 (АЭС «Аккую»)
2.4. Проект В-509. АЭС «Аккую»
217
Принцип срабатывания клапана (открытие/закрытие) — пассивный,
от воздействия рабочей среды.
Отличия от проекта В-392М
• В проекте АЭС «Аккую» (РУ В-509) патрубки трубопроводов, которые
соединяют гидроемкости 1 ступени с корпусом реактора, имеют диа-
метр 150 мм в отличие от 300 мм для РУ В-392М.
• ТЭН в ГЕ САОЗ первой ступени проекта В-509 отсутствуют.
• Вследствие различных высотных отметок расположения ГЕ 1 ступени
для проекта В-392М и В-509 трубопроводы соединения ГЕ 1 ступени
с реактором имеют различную трассировку.
• Для проекта В-509 концентрация раствора борной кислоты в гидро-
емкостях всех ступеней повышена с 16 г/кг (проект В-392М) до 17–
25 г/кг.
• В проект В-509 АЭС «Аккую» включена система гидроемкостей тре-
тьей ступени, которая отсутствует в проекте В-392М НВАЭС-2.
СистемааварийногорасхолаживанияПГ
Система аварийного расхолаживания парогенераторов (JNB10) предна-
значена для выполнения следующих функций:
• отвода остаточных тепловыделений активной зоны реактора и расхо-
лаживания реакторной установки в аварийных ситуациях, связанных
с обесточиванием или потерей;
• возможности нормального отвода тепла по второму контуру, включая
течи паропроводов и питательных трубопроводов ПГ;
• отвода остаточных тепловыделений активной зоны реактора и расхо-
лаживания реакторной установки в аварийных ситуациях, связанных
с разуплотнением первого контура, включая разрыв трубопрово-
да ГЦК и течь из первого контура во второй;
• поддержание давления в ПГ 6,8 МПа при возникновении аварии с по-
вышением давления в ПГ до 9 МПа.
Во всех режимах, требующих работы системы, отвод тепла к конечно-
му поглотителю (Средиземное море) осуществляется по цепочке: реактор –
парогенератор — система JNB10 — система промконтура ответственных
потребителей реакторного здания КАА — система охлаждающей воды от-
ветственных потребителей РЕ — Средиземное море.
САР ПГ является активной частью системы аварийного отвода теп-
ла через парогенераторы как при плотном первом и втором контуре, так
и при возникновении течей в первом или во втором контуре.
В режимах нормальной эксплуатации система не функционирует и на-
ходится в состоянии ожидания, проходя периодические проверки.
Глава 2. АЭС с реакторными установками ВВЭР поколения III+
218
В режимах с нарушением нормальной эксплуатации, система не функ-
ционирует, но находится в режиме ожидания, за исключением режима обе-
сточивания шин надежного питания.
В аварийных режимах, связанных с потерей возможности нормального
отвода тепла по второму контуру, система обеспечивает отвод тепла в разме-
ре 2% от тепловой мощности реактора при номинальных параметрах реак-
торной установки.
В аварийных режимах, связанных с разуплотнением первого контура,
включая разрыв трубопровода ГЦК, система обеспечивает расхолаживание
парогенераторов и отвод остаточных тепловыделений активной зоны реак-
тора для расхолаживания первого контура и для ограничения роста давления
в защитной оболочке за счет уменьшения выхода энергии в объем защитной
оболочки из горячих парогенераторов.
Система аварийного расхолаживания парогенераторов состоит из двух
каналов, каждый из которых подключен к двум парогенераторам (рис. 2.61).
Каждый канал системы включает в себя трубопроводы связи с паропро-
водами двух парогенераторов, теплообменник аварийного расхолаживания
(технологический конденсатор), насосы аварийного расхолаживания и тру-
бопроводы возврата конденсата в два парогенератора.
Отличия от проекта В-392М
• В проекте В-509 применено по 1 насосу на каждый канал САР ПГ,
в проекте В-392М — по 2 насоса на каждый канал.
• В проекте В-509 незначительно повышены технологические параме-
тры оборудования САРПГ.
–
регулятор
–
быстродействующий запорно-отсечной клапан
(
БЗОК
)
–
н
асос
–
теплоо
б
менник САР ПГ
ГЕ
-1
ГЕ
-
1
ГЕ
-1
ГЕ
-1
–
тракт системы
С
АР ПГ
© Яуров С.В.
1 канал 2 канал
ГЦН ГЦН
ГЦН ГЦН
Петля
№ 2
Петля
№ 3
Петля № 1 Петля № 4
Парогенератор
Парогенератор
Парогене-
ратор
Парогене-
ратор
БЗОК
БЗОК
Пар на
турбину
Пар на
турбину
Пар на
турбину
Пар на
турбину
БЗОК
БЗОК
Герметичная оболочка
. 2.61. Система аварийного расхолаживания ПГ, проект В-509 (АЭС «Аккую»)
2.4. Проект В-509. АЭС «Аккую»
219
Системапассивногоотводатепла(СПОТ)
СПОТ — защитная система безопасности, основанная на пассивном
принципе действия, обеспечивающая отвод остаточных тепловыделений
от активной зоны реактора через второй контур.
СПОТ является пассивной частью системы аварийного отвода теп-
ла через парогенераторы как при плотном первом и втором контуре, так
и при возникновении течей в первом контуре. Активной частью является
система аварийного расхолаживания (САР ПГ).
В соответствии со структурой построения защитных систем безопасно-
сти СПОТ имеет четыре независимых контура циркуляции. Каждый контур
включает в себя два теплообменных модуля, трубопроводы пароконден-
сатного тракта с арматурой, тракт воздуховодов, подводящих и отводящих
воздух. До и после каждого теплообменного модуля по ходу движения воз-
душного потока предусмотрены воздушные затворы (рис. 2.62).
Регулирующее устройство, установленное после теплообменника (над
ним), предназначено для регулирования расхода воздуха в режиме работы
системы.
Р
еакто
р
Г
ерметичная о
б
олочк
а
–
обратный клапан
П
етля № 1
Петля №
2
ГЦН
–
теплоо
б
менник СПО
Т
ГЦН
ГЕ
-
1
ГЕ
-1
ГЕ
-1
ГЕ
-1
П
етля
№
4
П
етля №
3
ГЦН
ГЦН
© Яуров С.В.
*
врезка в паропровод LBA, отводящего тру
б
опровода СПОТ
осуществляется в вертикальный участок как можно ближе к ПГ
1 канал
2 канал
3 канал
4 канал
Пар на
турбину
Пар на
турбину
Пар на
турбину
Пар на
турбину
Парогенератор
Парогенератор
Парогенератор
Парогенератор
. 2.62. Система пассивного отвода тепла JNB50-80. Проект В-509 (АЭС «Аккую»)
Соседние файлы в папке Курсовой проект 5 кафедра (спецы 4 курс)