- •1.1. Международная шкала ядерных событий
- •1.1.1 Примеры событий на ядерных установках, классифицируемые Международной шкалой [3 - 12]
- •1.3.1 Проектные аварии
- •1.3.2 Запроектные аварии
- •1.3.2.1 Управление запроектными авариями
- •1.4 Краткая характеристика радиационных аварий
- •1.5 Риски радиационных воздействий при авариях на АЭС
- •1.5.1 Общие положения
- •1.5.2 Риск радиационных воздействий при нормальной эксплуатации АЭС
- •1.5.3 Риск радиационных воздействий при МПА
- •1.5.4 Риск радиационных воздействий при ЗПА
- •1.5.5 Риск радиационных воздействий при тяжелых авариях на АЭС
- •1.5.6 Меры по уменьшению риска радиационного воздействия при проектных и запроектных авариях на АЭС
- •Список литературы, которая была использована при составлении первого раздела.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •2.2.1 Общие требования
- •2.2.2 Требования к защитным системам безопасности
- •2.2.3 Требования к локализующим системам безопасности
- •2.2.4 Требования к управляющим системам безопасности
- •2.2.5 Требования к обеспечивающим системам безопасности
- •2.3.1.1 Система управления и защиты
- •2.3.1.2 Борное регулирование
- •2.3.1.10 Система дренажей и воздушников
- •2.3.1.13 Система расхолаживания бассейна выдержки и перегрузки отработавшего ядерного топлива
- •2.3.1.14 Система азота и газовы сдувок
- •2.3.2 Локализующие системы безопасности
- •2.3.2.1 Система герметичного ограждения
- •Система герметичного ограждения выполняет следующие основные функции:
- •Конструкции СГО рассчитаны на воздействие воздушной ударной волны давлением во фронте 0,3 кгс/см2 (0,03 МПа) с продолжительностью фазы сжатия до 1 секунды.
- •Стальной лист ячеек, выполняющий совместно со стержневой арматурой роль арматуры, используется в качестве опалубки при бетонировании и имеет антикоррозийное покрытие в зависимости от условий работы помещений.
- •В качестве бетона и арматуры применены: тяжелый бетон М-400, ненапрягаемая арматура горячекатаная сталь класса А3.
- •Полы в гермообъеме имеют уклоны в направлении трапов спецканализации для организации направленного отвода жидкостей.
- •Герметичная часть реакторного отделения представляет собой систему помещений, в центре которых расположена шахта реактора с массивными ограждающими конструкциями.
- •В условиях нормальной эксплуатации, при нарушении этих условий и в аварийных ситуациях, герметичные проходки выполняют функцию пассивного элемента, обеспечивающего локализацию аварии и изоляцию герметичного объема.
- •2.3.2.2 Спринклерная система
- •Спринклерная система удовлетворяет следующим основным требованиям, предъявляемым к этой системе:
- •Состав спринклерной системы.
- •2.3.2.3 Система контроля концентрации водорода в гермооболочке
- •Через 10 дней работоспособный комплект газоанализатора выводится в резерв, а резервный включается в работу.
- •2.3.2.4 Система контроля концентрации и аварийного удаления водорода из гермооболочки
- •2.3.4 Управляющие системы безопасности
- •2.3.5 Пассивные системы безопасности
- •2.4 Состояние защищенности АЭС с реакторами нового поколения ВВЭР-1000, ВВЭР-1200 в случае возникновения чрезвычайных ситуаций
- •Вопросы для самоконтроля
Система вентиляции и кондиционирования обеспечивает поддержание в помещениях управляющих систем безопасности заданных параметров воздуха (температуру, влажность), необходимых для нормальной работы элементов указанных систем.
Для управления пневмоприводной арматурой используется система сжатого воздуха. В состав системы входят компрессоры, баллоны запаса воздуха, трубопроводы, фильтры, арматура. Баллоны запаса воздуха обеспечивают поддержание давления в системе при отказе компрессора на период его ремонта.
Одно из требований к системе состоит в поддержании необходимой чистоты воздуха, поскольку попадание в него влаги, механических частиц может привести к отказу пневмораспределителей.
Вкачестве источника энергии для пассивного впрыска воды гидроаккумуляторов, а также для аварийного ввода бора применяется , азот находящийся под давлением.
Впожароопасных помещениях (кабельные коридоры и .) др предусматриваются средства пожаротушения.
Система надежного электропитания
По условиям допустимости перерыва в электропитании все потребители электроэнергии на собственные нужды разделены на четыре группы. Первая группа не допускает перерыва в электропитании(в том числе и при проектных авариях) более чем на доли секунд. К числу этих потребителей относятся приводы СУЗ, управляющие системы безопасности, аварийное освещение. Вторая группа допускает перерыв в электропитании на десятки секунд, но
требует |
обязательного питания |
после |
срабатыванияA3 реактора. К |
ней |
|||||
относятся насосы САОЗ, аварийные питательные насосы и другие потребители. |
|||||||||
Третья |
группа допускает |
перерывы |
электропитания |
на время дейс |
|||||
автоматики |
ввода |
резерва |
и |
не |
требует |
обязательного |
питания |
||
срабатывания |
A3. |
Четвертая |
группа — |
все остальные потребители, не |
|||||
предъявляющие особых требований к электропитанию. |
|
|
|
||||||
К |
числу |
обеспечивающих |
|
систем |
безопасности |
относится |
комплекс |
устройств, подающих электропитание потребителям первой и второй категории при обесточивании трансформаторов собственных нужд. Питание потребителей, важных для безопасности, предусматривается от сети собственных нужд. В качестве аварийных источников электропитания используются аккумуляторные батареи, обеспечивающие потребителей первой группы, и автоматизированные
дизель-генераторы |
с |
быстродействующим |
запуском, обеспечивающие |
потребителей первой |
и |
второй групп. Отметим, что |
емкость аккумуляторной |
батареи выбирается из условия электропитания потребителей первой группы после сброса A3 в течение нескольких десятков минут. Время запуска дизельгенератора (ДГ) составляет 20—40 с.
|
2.3.4 Управляющие системы безопасности |
|
|
||||
Управляющие |
|
системы |
безопасности(УСБ) |
предназначены |
для |
||
автоматического |
и |
дистанционного |
приведения |
в |
действие |
, защи |
97
локализующих и обеспечивающих систем, управления ими в процессе выполнения заданных функций и осуществления контроля.
Отметим, что контроль необходим не только за эффективностью функционирования систем безопасности (положение рабочих органов A3 после срабатывания, расход и напор охлаждающей воды, напряжение на щитах надежного электропитания и др.), но и за готовностью систем к выполнению требуемых функций (положение арматуры, уровень воды в баке, концентрация поглотителя и т. п.).
УСБ содержат все электрические и механические устройства и оборудование, включая кабельные связи от датчиков до пусковых устройств исполнительных механизмов систем безопасности, органы и посты управления.
Под пусковым устройством следует понимать элемент, который непосредственно контролирует поступление энергии, приводящей в действие исполнительные механизмы. Такими элементами могут быть выключатели, реле
и |
пускатели, |
которые |
управляют |
распределением |
и |
использовани |
|
электроэнергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Управляющие системы по виду управляющей среды можно разделить на |
||||||
электрические, |
гидравлические, пневматические |
и комбинированные, т. е. |
|||||
использующие несколько видов энергии. |
|
|
|
|
|||
|
Наиболее |
эффективны |
комбинированные |
управляющие |
системы, |
||
использующие |
несколько |
видов энергии. Они |
обеспечивают реализацию |
сложных алгоритмов управления и развитых логических и вычислительных функций. Для получения командных сигналов в таких системах применяются пневматические и электронные элементы автоматики. Силовыми элементами, как правило, являются электрические, гидравлические и пневматические. Цепь сигнализации - электрическая.
Следует отметить, что электрические управляющие системы безопасности позволяют реализовать сложные законы управления, с высокой точностью
контролировать |
параметры |
различной |
физической |
природы(давление, |
||
температуру, |
расход |
и . тп.) |
или совокупность параметров, управляющие |
|||
воздействия от которых формируются путем вычислений(в простейшем случае |
||||||
— разность температур, давлений). |
|
|
||||
Отказ в |
датчике |
или |
во вторичных |
приборах |
приводит к ложно |
подключению системы безопасности, что, в свою очередь, нарушает процесс нормальной эксплуатации ЯЭУ. Поэтому УСБ должна быть защищена не только от функциональных отказов (отсутствие прохождения аварийного сигнала), но и от ложных срабатываний.
Указанные требования в известной мере противоречат друг другу, но это противоречие может быть снято введением в систему мажоритирован сигналов. Примером построения УСБ с элементом мажоритирования является случай, когда аварийный сигнал от системы формируется при поступлении аварийных сигналов по меньшей мере от двух комплектов вторичных приборов. Наряду со схемой«2 из 3» широкое распространение получили схемы формирования сигналов по принципу «2 из 4».
Физическое разделение не может обеспечить полной независимости каналов УСБ, поскольку не исключает потенциально возможных отказов по общей
98
причине вследствие общности конструкции, ошибок проектирования. Защита от указанных отказов достигается разнообразием каналов . РазличаютУСБ функциональное разнообразие и разнообразие оборудования. Функциональное разнообразие достигается использованием в УСБ параметров разной физической природы. При этом могут быть скомпенсированы ошибки, связанные с неправильным прогнозированием изменений одного из параметров в аварийной
ситуации. Разнообразие |
оборудования |
достигается |
путем |
использовани |
устройств разного типа, разного принципа |
действия. Для полного разнообразия |
необходимы устройства разного типа, спроектированные и изготовленные разными предприятиями, обслуживаемые в процессе эксплуатации разными специалистами.
2.3.5 Пассивные системы безопасности
Одним из путей совершенствования систем безопасности АЭС является уменьшение доли энергозависимых(активных) систем безопасности в пользу пассивных систем.
Повышение надежности достигается при этом не только благодаря тому, что пассивные системы, как правило, проще по конструкции, а следовательно, и
более надежны по сравнению с активными системами, |
главным образом |
потому, что отпадает необходимость в разветвленных управляющих |
обеспечивающих системах (система электроснабжения, система вентиляции и кондиционирования и .),др т.е. во вспомогательных системах, которые сопутствуют активным системам. Наряду с разветвленностью и сложностью управляющих систем они также подвержены различным видам внешне воздействия, наиболее опасными из которых являются пожар, затопление, ошибочные действия персонала при проверках, ремонте систем, в процессе
управления. |
Действие |
пассивных |
систем |
безопасности |
не |
зависит |
квалификации |
персонала |
и внешних обстоятельств, а подчиняется |
лишь |
|||
фундаментальным законам природы. |
|
|
|
|
Примерами использования естественных процессов в системах безопасности являются: введение рабочих органов СУЗ в активную зону под действием силы тяжести, естественная циркуляция теплоносителя в системе аварийного отвода тепла, срабатывание обратного или электромагнитного клапана под действием пружины при снижении давления в результате образования течи и сняти питания с электромагнита в случае обесточивания.
К пассивным системам и устройствам безопасности реакторов типа ВВЭР1000 относятся: защитная оболочка, обратные клапана, предохранительные клапана прямого действия, гидроемкости системы САОЗ.
В новых проектах АЭС с реакторами типа ВВЭР(АЭС-2006, ВВЭР-ТОИ) используются новые пассивные системы безопасности: система гидроемкостей второй ступени (ГЕ-2), система пассивного отвода тепла от парогенераторов (СПОТ) и устройство локализации расплава (УЛР) (Рис.2.11).
99
Рис. 2.11. Пассивные системы безопасности АЭС-2006
Система гидроемкостей второй ступени(Рис.2.12) предназначена для пассивной подачи раствора борной кислоты в активную зону реактора при снижении давления в первом контуре до1,5 МПа и менее. Срабатывание ГЕ-2 происходит вследствие открытия обратных клапанов на линиях, соединяющих верхние части гидроемкостей с холодными трубопроводами циркуляционных петель (при этом выравнивается давление между гидроемкостями и первым контуром), и последующего стекания воды в реактор под дейст гидростатического напора.
Система ГЕ-2 обеспечивает подачу воды в первый контур с изменяемым во времени расходом в течение не менее 24 часов.
Рис.2.12. Схема системы гидроемкостей второй ступени
100
Система пассивного отвода тепла – СПОТ – (Рис.2.13) обеспечивает отвод
остаточного тепловыделения |
(до 2% номинальной мощности) от активной зоны |
реактора через второй |
контур к теплообенникам, охлаждающей средой в |
которых является движущийся за счет естественнойконвенции атмосферный воздух. Пароконденсатные контуры СПОТ(четыре независимых контура, по одному на каждую петлю циркуляции) спроектированы по принципу естественной циркуляции и включаются в работу при открытии воздушных затворов (шиберов) теплообменников-конденсаторов СПОТ.
Рис.2.13. Схема системы пасивного отвода тепла от парогенераторов
Устройство |
локализации |
расплава– УЛР – (Рис.2.14) при |
запроектных |
||||
авариях с расплавлением активной зоны удерживает расплав(твердые и жидкие |
|||||||
фрагменты активной зоны, корпуса реактора и внутрикорпусных систем) в |
|||||||
пределах |
подреакторной |
бетонной |
шахты. Наполнитель («жертвенный |
||||
материал»-сталь и окислы |
железа, люминия, кремния) предназначен для |
||||||
уменьшения объемного энерговыделения, увеличения поверхности теплообмена |
|||||||
расплава с корпусом УЛР, поглощения тепловой энергии расплава, обеспечения |
|||||||
подкритичности |
расплава (предотвращения |
возникновения |
неуправляемой |
||||
цепной реакции деления). Охлаждение |
расплава |
происходит |
пассивным |
||||
способом за счет вытекания воды из разрыва, её испарения и выхода в защитную |
|||||||
оболочку, |
конденсации, стекания и т.д (в |
течение 72 |
часов |
без |
внешней |
||
подпитки охлаждающей водой). |
|
|
|
|
|
101