4.3.4.2. Разгерметизация касательного канала гэк-4 диаметром 150 мм.

ГЭК-4 расположен по высоте активной зоны выше всех остальных ГЭКов. В случае его разгерметизации оголится часть активной зоны высотой 21 см (0,36 высоты зоны), а в воде останется 37 см, т.е. твэлы оголятся меньше, чем в случае разгерметизации радиальных ГЭКов.

Охлаждение оголенной части твэлов будет осуществляться посредством автоматически включаемого душирования зоны. В случае отказа системы охлаждение оголенной части твэлов будет происходить за счет теплоотдачи к потоку пара, образующегося на погруженной части, а также за счет теплопередачи вдоль оси к погруженной части и излучения. Температура оголенных частей твэлов не превысит 100÷120ºС.

Случай разгерметизации касательного канала ГЭК-1 диаметром 150 мм, с наложением отказа системы душирования и разрушением подпорной емкости, рассмотрен в разделе запроектных аварий п.4.4.

5. Разрывы трубопроводов первого контура системы теплоотвода от реактора

Схема первого контура системы теплоотвода от реактора с указанием высотных отметок различных элементов, длин и диамет­ров трубопроводов представлена на рис.51. На ней показаны места разрывов, которые рассматриваются ниже (обозначены буквами).

Для всасывающего трубопровода рассмотрены полные дву­сторонние разрывы:

- после задерживающей емкости в точке "А" (столб воды над разрывом максимален);

- по выходе из биологической защиты реактора в точке "Б" (сопротивление тракта истечения минимально).

Для напорного трубопровода рассмотрен полный двусторонний

разрыв в нижней точке "В" между теплообменниками и реактором (поток воды, вытекающий из бассейна самотеком, максимален).

Кроме того, рассмотрен разрыв трубопровода между одним из насосов и напорным коллектором (в точке "Г").

Очевидно, что все остальные возможные случаи разрывов трубопроводов будут аналогичны какому-либо из перечисленных, но характеризоваться более легкими условиями.

4.3.5.1. Разрыв всасывающего трубопровода после задерживающей емкости.

При разрыве всасывающего трубопровода в любой точке реактор будет остановлен аварийной защитой по сигналу снижения уровня.

Всас насосов отделится от бассейна и сообщится с атмосфе­рой. Подача воды насосами в бассейн прекратится. По сигналу сни­жения уровня произойдет (кроме автоматической остановки реактора) выключение основных насосов первого контура, а через 2,5 мину­ты будет выключен насос аварийного охлаждения и обесточены муфты клапанов естественной циркуляции, что вызовет открытие этих клапанов под действием пружин.

Будет происходить истечение воды из бассейна самотеком через зону и участок всасывающего трубопровода до разрыва. Истечение через напорный трубопровод, теплообменники и насосы не будет происходить, так как на пути находятся обратные клапаны.

Вода, движущаяся через зону сверху вниз самотеком, будет обеспечивать принудительное охлаждение зоны, пока уровень в бассейне не упадет до отметки вывода из бассейна всасывающего трубопровода. Благодаря наличию воздушника в верхней части трубопровода в бассейне, произойдет "срыв сифона" и вытекание воды из бассейна, а значит и ее принудительное движение через зону прекратится. Затем установится естественная циркуляция воды по замкнутому контуру внутри бассейна, причем вода, про­шедшая зону снизу вверх, будет возвращаться к ее нижнему торцу через отражатель и клапаны естественной циркуляции. Естествен­ная циркуляция будет обеспечивать дальнейшее охлаждение актив­ной зоны.

В случае разрыва трубопровода в точке "А" тракт истечения включает зону с отражателем, подреакторное пространство, вход во всасывающий трубопровод, участок этого трубопровода длиной ~ 12 м, задерживающую емкость и короткий участок трубопровода после нее, заканчивающийся разрывом. Отношение потерь напора к квадрату объемного расхода для этого тракта В = 69 с²/м⁵ .

Время снижения уровня и другие полученные расчетом пара­метры, характеризующие истечение для данного случая, представ­лены в таблице 20.

Из таблицы видно, что в начале процесса истечения расход составит 0,375 м³/с (1350 м³/ч), т.е. после разрыва трубопро­вода расход через реактор увеличится скачком от 900 м³ /ч (нормальное значение) до 1350 м³ /ч. Далее, по мере снижения уровня, будет происходить уменьшение расхода по линейному закону. Через 2,0 минуты после разрыва произойдет "срыв сифона" и сток прекратится. При этом расход скачком упадет от значения 0,25 м³/с (900 м³ /ч) до нуля, а затем начнется естественная циркуляция. При этом возврат воды к нижнему торцу зоны будет происходить сначала только через отражатель, а через 0,5 минуты - и через клапаны.

Срабатывание АЗ по сигналу снижения уровня произойдет через 5,6с после разрыва.

Изменение параметров теплового режима в наиболее теплонапряженной ячейке зоны, вычисленное на компьютере с помощью программы BEREZA [16], показано на рис. 54. Видно, что максимальное значение температуры стенки твэла, достигаемое после переворота циркуляции, составляет 75 °С. Поскольку температура насыщения при давлении 1,6 бар составляет 113°С, то поверхност­ное кипение не наступит. Изменение мощности после срабатывания АЗ, принимавшееся в расчете, показано на рис. 55.

В случае отказа 2-х каналов аварийной защиты по снижению уровня реактор будет остановлен аварийной защитой по сигналу снижения давления в первом контуре (примерно через такое же время) или (при отказе и этого канала) - по сигналу снижения расхода в кон­туре (через ~ 30 с после разрыва - время

Таблица 20.	Время снижения уровня в бассейне при разрыве всасывающего трубопровода в точке «А»	Время снижения уровня	мин	-	0,1	1,9	2,0
			с	-	5,6	1,5	121
		Площадь горизонталь-ного сечения участка, м2		-	7,0	7,0	Суммарное время
		Расход истечения, м3/с		0,375	0,369	0,250
		Высота столба воды над выходом, м		9,68	9,38	4,305
		Высотная отметка, м		+7,4	+7,1	+2,025
		Горизонтальное сечение		Нормальный уровень	Уровень срабатывания АЗ	Нижняя образующая выходной трубы

опорожнения внешней за­держивающей емкости). При отказе каналов АЗ по снижению уровня отключения насосов первого контура и открытия клапанов естественной циркуляции не произойдет. После прекращения принудительного движения воды через зону (самотеком) естественная циркуля­ция будет в этом случае замыкаться только через отражатель. Тепловой режим зоны аналогичен вышеописанному.