4.4.5. Анализ последствий аварийной ситуации, вызванной самопроизвольным извлечением стержня автоматического регулирования при полном отказе аварийной защиты.

Наибольшая скорость введения реактивности при самоходе одного из стержней СУЗ имеет место когда извлекается стержень автоматического регулирования (АР) и соответствует введению избыточной положительной реактивности со скоростью 0,053 _эф/с. Поэтому была рассмотрена аварийная ситуация, возникающая при самопроизвольном извлечении стержня АР, причём учитывался полный отказ стержней АЗ (реактора заглушался за счёт медленного введения КС). Расчёт был выполнен при следующих начальных данных:

Мощность реактора..............…………..................6 МВт,

Температура теплоносителя на входе в зону........45°с,

Расход через реактор...........................……………900 т/ч,

Эффективность АР..........................…………….....0.35 к/к,

Время извлечения АР........................……………...8.4 с,

Эффективность КС вводимых по сигналу АЗ.......-3% к/к,

Время ввода КС..............................………………..16 с.

При расчёте принималось, что сигнал на введение КС поступает, когда мощность реактора превышает 7,2 МВт (120% от первоначальной мощности). Поскольку имеются три канала защиты по уровню мощности и сигнал на сброс АЗ вырабатывается при срабатывании любых двух из трех, то отказ одного из них не помешает срабатыванию системы. Результаты расчёта проиллюстрированы на рис. 64 и 65, где соответственно приведены мощность, и максимальная температура оболочки в наиболее напряжённом канале как функции времени. Из рисунков видно, что эта аварийная ситуация даже при полном отказе стержней АЗ опасности не представляет, поскольку в ходе её развития мощность реактора не поднимается выше 8,1 МВт, а максимальная по зоне температура оболочки не превышает 90С.

4.4.6. Анализ последствий запроектной аварии, вызванной незапланированным вводом положительной реактивности при проведении перегрузочных работ.

Данная ситуация также была рассмотрена в Отчете, п.4.3.3. Она может возникнуть в результате наложения нескольких отказов и ошибок персонала при проведении перегрузочных работ. Сценарий подобной аварийной ситуации следующий: в момент перегрузки ТВС оператор неправильно определил подкритичность реактора, и реактор находится в критическом состоянии. При загрузке ТВС происходит расцепление сборки со штангой, и сборка падает в ячейку, где её эффективность максимальна. Согласно ТОБ, наибольшая эффективность ТВС в рабочей загрузке у восьмитрубной ТВС, размещённой в ячейке 5-3, и составляет 2,4% к/к. Примем, что время падения ТВС такое же, как у стержней АЗ и составляет 0,5 с. Кроме того предположим, что происходит полный отказ стержней АЗ, а реактор по сигналу АЗ приводится в подкритическое состояние медленным введением КС (аналогично п.5, будем считать, что отказ одного из каналов защиты по уровню мощности не препятствует срабатыванию системы). При расчёте были использованы следующие исходные данные:

Начальная мощность.......................……………........6 кВт,

Температура окружающей среды....………...............20С,

Уставка АЗ по превышению уровня мощности........16 кВт,

Эффективность вводимых КС..................…………...-3% к/к,

Время ввода КС.......…………………..........................16 с.

Результаты расчёта показаны на рис. 66 и 67, где дано изменение во времени мощности реактора и максимальной температуры оболочки. За нулевой момент принято время расцепления штанги и сборки. Как видно из рис. 66, вначале мощность очень быстро (за время ~ 0,3 с) возрастает с фоновых значений до величины 1000 МВт, а затем под действием отрицательных эффектов реактивности быстро спадает до величины ~ 1 МВт. После того, как образовавшаяся паровая фракция либо сконденсировалась, либо поднялась в верхнюю часть активной зоны, где её влияние на реактивность существенно меньше, а реактивность от КС ещё не успела ввестись, начинается новое увеличение мощности. Это увеличение мощности приводит к дальнейшему росту температуры оболочки, её плавлению и дальнейшему разогреву. Пологое плато на рис. 67 объясняется плавлением оболочки, когда подводимое к оболочке тепло идёт на изменение её агрегатного состояния. Проведение расчёта с плавлением элементов зоны в рамках методики, реализованной в программе REMOL, некорректно. Данная методика позволяет лишь оценить долю активной зоны, подвергшуюся плавлению. Для данной аварии эта доля составила 1,2% от объёма всех твэлов. Ввиду того, что масса расплавленного топлива существенно меньше, чем при плавлении сборки, возникающем при перекрытии через неё расхода, то следует ожидать, что и радиационные последствия от такой аварии не превысят последствий от аварии с плавлением целой сборки (сборка составляет ~5% зоны).