диплом - копия

Система компенсации объёма 1 контура состоит из:

1)компенсатора объёма с электрическими нагревателями;

2)барботажного бака;

3)трубопроводов обвязки 4КО;

4)КИП, средств автоматики и управления.

Компенсатор объёма предназначен для компенсации изменений объема теплоносителя 1 контура (при изменении температуры), а также поддержания давления в 1 контуре в допустимых пределах в режимах нормальной эксплуатации, в переходных и аварийных режимах работы РУ.

Система защиты первого контура от превышения давления состоит из двух импульсно-предохранительных устройств.

В состав каждого ИПУ входят два последовательно соединённых предохранительных клапана главный и защитный, управляющие (импульсные)

клапаны и автоматическая система управления ИПУ.

В таблице 1.1. представлены основные характеристики реакторной установки ВВЭР-440 4 блока на номинальном уровне мощности.

Таблица 1.1. Основные характеристики реакторной установки.

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ БЕЗОПАСНОСТИ,

ЗАЛОЖЕННЫЕ В ОСНОВУ ИСХОДНОГО ПРОЕКТА

Атомная станция удовлетворяет требованиям безопасности, если ее

радиационное воздействие на персонал, население и окружающую среду при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии, не приводит к превышению установленных доз облучения персонала и населения, нормативов по выбросам и сбросам, содержанию радиоактивных веществ в окружающей среде, а также ограничивается при запроектных авариях.

Безопасность атомной станции должна обеспечиваться за счет последовательной реализации концепции глубоко эшелонированной защиты,

основанной на применении системы физических барьеров на пути распространения ионизирующего излучения и радиоактивных веществ в окружающую среду, а также системы технических и организационных мер по защите барьеров и сохранению их эффективности, защите персонала, населения и окружающей среды.

Система физических барьеров включает в себя:

а) топливную матрицу, т.е. выбор материалов ядерного топлива,

способных при нормальных условиях, аварийных ситуациях и проектных авариях ограничивать выход продуктов деления под оболочку ТВЭЛ, и обеспечивать минимально-допустимое радиоактивное загрязнение теплоносителя при прямом контакте топлива с теплоносителем;

б) оболочку ТВЭЛ; конструкционные свойства оболочки ТВЭЛ должны обеспечивать непревышение (ограничение) влияния ионизирующих излучений и радиоактивных продуктов на персонал, население и окружающую среду;

в) границу контура теплоносителя реактора; конструкция контура, система диагностики и прочие технические и организационные меры должны обеспечить

целостность контура в условиях действия возникающих напряжений и нагрузок,

температурных воздействий;

г) герметичное ограждение реакторной установки; этот барьер на пути распространения радиоактивных продуктов предназначен для предотвращения или ограничения распространения выделяющихся при аварии на блоке радиоактивных веществ и излучений за установленные проектом границы и выхода их в окружающую среду;

д) биологическую защиту; барьер для предотвращения или ограничения радиационного воздействия на персонал при нормальной эксплуатации,

нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии (рис. 2.1.).

Проект второй очереди Нововоронежской АЭС (энергоблоки 3 и 4)

разрабатывался в 60-х годах.

Разработка проекта была основана на концепции, предполагающей, что за счет обеспечения высокого качества оборудования и других компонентов реакторной установки, качества эксплуатации (контроля за состоянием металла и сварных швов оборудования и трубопроводов), можно избежать значительного их повреждения, исключив тем самым возможность серьезной аварии.

Вследствие этого, в качестве максимальной проектной аварии рассматривалась течь из первого контура с эквивалентным сечением разрыва Дy32.

Система локализации аварий энергоблока включает рассчитанные на избыточное давление герметичные помещения, в которых размещается реактор и контур радиоактивного теплоносителя. Герметичные помещения оборудованы спринклерной системой, предназначенной для конденсации пара и отвода тепла при авариях. Для предотвращения повреждения гермоограждения РУ при увеличении давления в герметичных помещениях были предусмотрены грузовые предохранительные устройства, сбрасывающие парогазовую смесь в атмосферу.

Реактор ВВЭР-440/179 имеет небольшую, компактную активную зону,

которая практически не подвержена ксеноновым колебаниям. Отсутствует

необходимость локального регулирования нейтронного потока, реактор устойчив и обладает мощными отрицательными обратными связями, что создает благоприятные условия для работы оператора в переходных режимах.

Рис. 2.1. Физические барьеры безопасности

Высокая эффективность аварийной защиты реактора, реализованная большим количеством ОР СУЗ механической системы регулирования (73 шт.),

достаточна для предотвращения выхода в повторную критичность в авариях с быстрым захолаживанием теплоносителя первого контура с учетом отказа наиболее эффективного ОР СУЗ.

Энергонапряженность активной зоны достаточно низкая, что обеспечивает значительные запасы до кризиса теплообмена на твэлах при различных переходных процессах. Конструкция топливных таблеток с центральным отверстием уменьшает максимальную температуру топлива. Это обеспечивает высокую степень удержания в топливной матрице радиоактивных продуктов деления.

Большой объем теплоносителя первого контура и большой запас воды второго контура в парогенераторах дает возможность осуществлять пассивное охлаждение активной зоны реактора в течение длительного времени. При этом создаются благоприятные условия для управления аварией.

3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОДЛЕНИЮ СРОКА

ЭКСПЛУАТАЦИИ 4 БЛОКА НВАЭС

Цели:

1.Повышение надежности работы блока.

2.Повышение уровня безопасности путем расширения спектра проектных аварий вплоть до разрыва ГЦТ Ду500 мм.

Эти цели достигаются за счет модернизации в соответствии с требованиями действующих нормативных документов в области использования атомной энергии. При этом предлагаются следующие технические решения:

модернизация САОЗ для обеспечения охлаждения активной зоны реактора при разрывах трубопроводов 1 контура с условным диаметром > 100мм (МПА):

внедрение пассивной системы охлаждения активной зоны (гидроемкости САОЗ);

внедрение активной системы охлаждения активной зоны низкого давления

(насосы аварийной подпитки 1 контура низкого давления);

гермоограждения РУ (ГО) для обеспечения его целостности при указанной выше МПА и обеспечения не превышения установленных критериев по радиологическим последствиям;

модернизация системы впрыска в КО.

Оценка последствий внедрения дополнительных САОЗ показывает, что протекание аварии с гильотинным разрывом ГЦТ приведет к превышению максимального проектного давления в ГО. Решением данной проблемы может быть увеличение объема герметичных помещений за счет объединения ГО 3 и 4

блоков с использованием двух СВК.

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОДЛЕНИЮ СРОКА

ЭКПЛУАТАЦИИ 4-ГО БЛОКА НВАЭС

4.1.Модернизация системы впрыска в компенсатор объема блока 4

4.1.1. Недостатки существующей системы впрыска в компенсатор объема

Существующая на блоке 4 НВАЭС схема впрыска приведена на рис. 4.1.

Впрыск в КО осуществляется с напора ГЦН из «холодной» нитки циркуляционной петли 1 при открытии вентиля 4Р-3. Управление вентилем осуществляется по сигналам от систем автоматики при следующих условиях:

-при повышении давления в КО до 12,75 Мпа (130 кгс/см2) подается сигнал на открытие 4Р-3;

-при понижении давления в КО до 12,56 (128 кгс/см2) подается сигнал

на закрытие 4Р-3.

При закрытом положении вентиля 4Р-3 схемой предусмотрен постоянный впрыск в КО по байпасу вентиля 4Р-3 трубопроводом 18×2,5 мм с запорной арматурой 4Р-3а (Ду 15).

Постоянный впрыск в КО выполняет следующие функции:

-термостатирование трубопроводов впрыска во избежание термических нагрузок при открытии вентиля 4Р-3;

-обеспечение выравнивания показателей качества теплоносителя и

текущей концентрации борной кислоты в КО и ГЦК при работе РУ на мощности.

Анализ схемных решений и режимов работы существующей системы впрыска в КО показывает, что система не вполне удовлетворяет требованиям действующих нормативных документов:

-использование в качестве регулирующей арматуры регулирующего вентиля, не отвечающего требованиям действующих НД, затрудняет

проведение режима расхолаживания и в отдельных случаях

приводит к нарушениям эксплуатационного предела по скорости

расхолаживания оборудования первого контура;

Рис.4.1. Существующая принципиальная гидравлическая схема впрыска в КО на 4 блоке НВАЭС

-отсутствие второй (резервной) линии впрыска может привести к отказу системы впрыска в КО (и нарушению работоспособности энергоблока в целом) при единичном отказе вентиля 4Р-3 по любой причине; при невозможности восстановления работоспособности вентиля 4Р-3 возникает необходимость проведения непроектного расхолаживания.

4.1.2.Описание объема модернизации систем впрыска в компенсатор объема блока №4

Система впрыска в КО является составной частью системы поддержания давления в первом контуре и предназначена для:

ограничения роста давления в первом контуре до эксплуатационного предела по давлению на выходе из реактора (равного 13,04 МПа (133 кгс/см2)),

при условии проектной работы других систем регулирования, в переходных режимах, связанных с увеличением температуры и/или объема теплоносителя первого контура;

снижения давления в первом контуре и расхолаживания оборудования системы поддержания давления в первом контуре при проведении режима планового расхолаживания РУ;

снижения температуры в КО на заключительных этапах расхолаживания,

когда в КО азотная подушка;

обеспечения выравнивания текущей концентрации борной кислоты и показателей качества теплоносителя в КО и ГЦК при работе РУ на мощности и в режимах планового разогрева/расхолаживания.

На рис. 4.2. приведена принципиальная гидравлическая схема модернизированной системы впрыска в КО для 4 блока НВАЭС, соответственно,

с указанием границ модернизации.

На трубопроводе впрыска 108х9 мм из «холодной» нитки петли ГЦК предусмотрены две полностью идентичные линии впрыска (с резервированием

активных элементов схемы в целях повышения надежности работы системы) и одна линия расхолаживания 89х8 мм, используемая также для оптимизации протекания режимов с небольшими возмущениями давления первого контура (на

0,2-0,39 МПа (2-4 кгс/см') выше номинального). На каждой из линий впрыска устанавливаются: клапан впрыска 4КВ-l (3,4КВ-2) с обеспечением автоматического и дистанционного управления, запорные клапаны с электроприводом 4Р-22/1 (4Р-22/2), выполняющие функцию отсечного клапана (запорные клапаны также имеют автоматическое и дистанционное управление). На линии расхолаживания установлены: регулирующий клапан 4Р-3, с обеспечением автоматического и дистанционного управления, и запорный клапан 4Р-22, также с обеспечением автоматического и дистанционного управления.

Постоянный расход впрыска в КО обеспечивается по специально предусмотренным байпасным линиям 18х2,5 мм клапанов впрыска с установкой на них дроссельных устройств (каждое дроссельное устройство состоит из четырех дроссельных шайб). Термостатирование линии расхолаживания осуществляется за счет организованной протечки регулирующего клапана 4Р-3.

Модернизация системы впрыска в КО направлена на:

повышение надежности их работы и на повышение безопасности блока № 4 НВАЭС;

устранение отступлений, имеющих место в существующих системах впрыска в КО, от требований нормативной документации;

замену морально и физически устаревших режимов.