link693 link694 link695 link696 link697 link698 link699 link700 link701 link702 link703 link704 link705 link706 link707 link708 link709 link710 link711 link712 link713 link714 link715 link716 link717 link718 link719 link720 link721 link722 link723 link724 link725 link726 link727 link728 link729 link730 link731 link732 link733 link734 link735 link736 link737 link738 link739 link740 link741 link742 link743 link744 link745 link746 link747 link748 link749 link750 link751 link752 link753 link754 link755 link756 link757 link758 link759 link760 link761 link762 link763 link764 link765 link766 link767 link768 link769 link770 link771 link772 link773 link774 link775 link776 link777 link778 link779 link780 link781 link782 link783 link784 link785 link786 link787 link788 link789 link790 link791

Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Атомная энергетика. Ядерные реакторы АЭС. Атомный флот. Ядерное оружие

Атомные станции
Реактор БН-800
ВВЭР-1000
РБМК-1000
Ледоколы
Подлодки
Флот
Гражданский суда
Ядерное оружие
Ядерная физика
Плавучие АЭС
Авиация

 

Реализация принципа естественной безопасности в проекте БН-1200

Основные параметры реактора БН-1200 приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры РУ БН-1200

Параметр

Значение

Тепловая мощность реактора, МВт

2800

Средняя температура натрия первого контура на входе/выходе активной зоны, °С

410/550

Температура натрия второго контура (нерадиоактивный) на входе/выходе парогенератора, °С

527/355

Температура острого пара, °С

510

 

Внутренняя самозащищенность и естественная безопасность

Свойства внутренней самозащищенности реактора БН-1200 (таблица 2) определяются положительными качествами натрия, а также конструктивным исполнением реактора и активной зоны [1, 2]. 

Из перечисленных в таблице 2 свойств внутренней самозащищенности новым по сравнению с проектами БН-600 и БН-800 является размещение всех систем с радиоактивными средами в корпусе реактора. В реакторах БН-600 и БН-800 имеются вынесенные из корпуса реактора система очистки натрия и система контроля его качества.

Таблица 2. Свойства внутренней самозащищенности РУ БН-1200

Характеристика

Достигаемый эффект

Большая теплоемкость реактора интегрального типа (все оборудование первого контура находится в баке реактора)

Низкая скорость роста температуры натрия в первом контуре (20°С в час) при полном прекращении теплоотвода после срабатывания аварийной защиты, что упрощает решение задачи аварийного отвода тепла от реактора

Размещение всех систем с радиоактивным натрием в пределах корпуса реактора

Исключение возможности выхода радиоактивного натрия в помещения РУ из внешних коммуникаций

Низкое коррозионно-эрозионное воздействие натрия на конструкционные материалы

Исключение опасности перегрева твэлов вследствие забивания проходного сечения ТВС и нарушения целостности корпуса реактора в связи с коррозией

Достаточно высокая температура кипения натрия: 883°С при атмосферном давлении

Низкое, около 0,15 МПа, абсолютное давление в газовой полости реактора (температура кипения натрия — 930°С); отсутствие фазовых переходов теплоносителя при разгерметизации первого контура с сохранением надежного охлаждения активной зоны

Эффективное удержание изотопов йода и цезия натрием (подтверждено опытом эксплуатации БН-600)

Практически полное исключение выхода наиболее опасных изотопов газоаэрозольной фракции продуктов деления в окружающую среду при нормальной эксплуатации и авариях

Устойчивый отрицательный коэффициент реактивности по мощности реактора (dK/dN = -2,6*10-6 МВт-1) и температуре материалов активной зоны (dK/dT = -2,3*10-5 °С-1)

Ограничение роста мощности реактора при несанкционированном вводе положительной реактивности, снижение уровня мощности при нерегламентном разогреве реактора

Ввод отрицательной реактивности в случае закипания натрия благодаря наличию в ТВС верхней натриевой полости

Снижение мощности реактора в аварии с перегревом активной зоны до температуры кипения натрия

Построение системы управления рабочими органами системы управления и защиты (РО СУЗ), исключающее одновременное извлечение из активной зоны более одного РО СУЗ

Исключение несанкционированного ввода большой положительной реактивности и опасного увеличения мощности реактора

 

В дополнение к свойствам внутренней самозащищенности для повышения уровня безопасности в проекте РУ БН-1200 предусмотрен ряд средств на основе пассивных принципов действия (таблица 3), часть которых использована также в проектах реакторных установок БН-600 и БН-800 [3].

Таблица 3. Характеристика пассивных средств обеспечения безопасности РУ БН-1200

Пассивное средство

Выполняемая функция и принципы действия

Гидравлически взвешенные поглощающие стержни (ПАЗ-Г)

Переводят реактор в подкритическое состояние, опускаясь в активную зону под собственным весом, при снижении расхода натрия ниже 50% от номинального без превышения пределов безопасной эксплуатации

Поглощающие стержни с  температурным принципом действия (ПАЗ-Т)

Переводят реактор в подкритическое состояние при повышении температуры натрия на выходе из активной зоны до установленного предела с исключением возможности тяжелого повреждения активной зоны

Система аварийного отвода тепла (САОТ)

Функционирует в соответствии с пассивным  принципом действия при естественной циркуляции натрия через встроенные в бак реактора теплообменники (первый и промежуточный контуры) и при самотяге воздуха через теплообменники «натрий-воздух» (ВТО)

Герметичное надреакторное помещение

При авариях с существенным повышением температуры и давления в реакторе радиоактивный газ и аэрозоли сбрасываются из газовой системы в это помещение, где происходит конденсация аэрозолей

Страховочный корпус реактора

Окружает основной корпус реактора для исключения выхода радиоактивного натрия в шахту реактора и его взаимодействия с воздухом; герметичность основного и страховочного корпусов постоянно контролируется

Поддон из тугоплавкого металла в нижней части корпуса реактора

Обеспечивает надежную локализацию и охлаждение кориума внутри реактора при постулируемой аварии с плавлением активной зоны

 

Среди пассивных средств безопасности реактора БН-1200 новым по отношению к РУ БН-800 являются поглощающие стержни для аварийной остановки реактора с температурным принципом срабатывания, более эффективная и действующая пассивным образом система аварийного отвода тепла, а также герметичное надреакторное помещение для удержания радиоактивных продуктов при авариях.

Повышение безопасности при обращении с ОТВС

В соответствии со Стратегией развития атомной энергетики России в первой половине XXI века, одним из основных требований принципа естественной безопасности является распространение свойств внутренней самозащищенности на весь топливный цикл. В пределах реакторной установки это относится, в первую очередь, к системе выгрузки отработавших ТВС.

Для исключения возможности аварий с выходом радиоактивности при выгрузке отработавших ТВС в проекте предусмотрен ряд мер. Благодаря снижению энергонапряженности активной зоны и длительной  выдержке отработавших ТВС во внутриреакторном хранилище (два года вместо полугода в проектах БН-600 и БН-800), их остаточное энерговыделение существенно уменьшается. Удельное энерговыделение в топливе снижено с ~6 до 2 Вт/см3. Такое снижение остаточного энерговыделения обеспечило возможность безопасной транспортировки и отмывки ОТВС перед их установкой  в бассейн выдержки. При этом из состава РУ удалось исключить барабан отработавших сборок как источник возможных аварий с радиоактивным натрием.

Конструктивные решения по исключению или ограничению течей натрия

Как следует из вышеизложенного, принятые в проекте БН-1200 технические решения позволяют исключить течи радиоактивного натрия в помещения реакторной установки, и, соответственно, исключить возможность натриевых пожаров с образованием радиоактивных аэрозолей.

Для повышения технической безопасности установки в проекте БН-1200 приняты также меры по сведению к минимуму возможности течей нерадиоактивного натрия. Это обеспечено за счет существенного (примерно в 2,8 раза по сравнению с БН-800) снижения протяженности трубопроводов второго контура благодаря переходу на парогенераторы корпусного типа, применению сильфонных компенсаторов и полному окожухованию трубопроводов.

Оценка эффективности технических решений, соответствующих принципу естественной безопасности

В проектах РУ БН-600 и БН-800 рассматриваются следующие аварии с тяжелыми последствиями:

обесточивание энергоблока и отказ системы аварийного отвода тепла (САОТ) от реактора;

обесточивание энергоблока и отказ систем остановки реактора.

В РУ БН-1200 авария с отказом САОТ возможна лишь в случае, если во всех ее четырех каналах не открылись шиберы (заслонки) воздушных теплообменников. Для обеспечения функционирования САОТ в полностью пассивном режиме прорабатывается вариант открытия шиберов без применения источников электроснабжения. Дополнительно рассматривается возможность работы САОТ с приоткрытыми шиберами при нормальной эксплуатации РУ с протечкой воздуха через воздушный теплообменник, минимально необходимой для исключения нарушения целостности корпуса реактора и тяжелого повреждения активной зоны. Реализация указанных решений позволит исключить аварию с полным отказом САОТ из числа технически возможных для РУ БН-1200.

Что касается аварии с полным обесточиванием энергоблока и отказом активных систем остановки реактора, то наличие в проекте дополнительно двух пассивных систем остановки, основанных на различных принципах действия, исключает возможность тяжелого повреждения активной зоны при указанном выше наложении на исходное событие сопутствующих отказов систем и элементов РУ.

Развитые свойства внутренней самозащищенности и наличие в проекте БН-1200 различных пассивных средств позволяют исключить необходимость эвакуации населения за пределами промплощадки при любых технически возможных авариях. Тем самым обеспечивается соответствие РУ БН-1200 принципу естественной безопасности.

7271f726
На главную