Циркуляцию теплоносителя

Все современные ЯЭУ снабжены системами аварийного охлаждения активной зоны реактора (САОЗ), которые обеспечивают отвод теплоты из активной зоны в случае аварии с потерей теплоносителя из циркуляционного контура. САОЗ реактора ВВЭР-1000 включает в себя насосы низкого (ННД) 30 и высокого (НВД) 31 давления, гидроаккумуляторы 32, в которых вода находится под давлением азота, и баки запаса воды и раствора борной кислоты 28, 29. Когда потеря теплоносителя происходит с небольшой скоростью, включаются НВД. При большой разгерметизации, вплоть до полного мгновенного обрыва циркуляционного трубопровода (диаметр трубопровода в ВВЭР-1000 составляет 850 мм), вначале вода подается из гидроаккумулятора, затем включается НВД и, если их подачи не хватает для поддержания давления в контуре, в работу вступают ННД.

лапами 1. Насос устанавливается лапами на фундаменте подвижно на шаровых опорах, что позволяет ему перемещаться, следуя за температурными деформациями циркуляционного трубопровода, в пределах до 80 мм. Бак насоса 14 с гидравлической частью опущен под биологическую защиту, а выемная часть и электродвигатель 3 размещены внутри бокса, доступного для периодического кратковременного наблюдения за ГЦН во время работы реактора на мощности.

Из табл. 6.7 следует, что основой для развития атомной энергетики СССР являются энергоблоки с ВВЭР-1000. Для локализации и ликвидации аварий на АЭС с ВВЭР-1000 кроме защитной оболочки (см. поз. 3 на 6.2) для реакторного цеха существует специальная система обеспечения безопасности (СОБ), рассчитанная на так называемую максимальную проектную аварию (МПА). Под этой аварией подразумевают поперечный разрыв главного циркуляционного трубопровода теплоносителя, т. е. трубопровода максимального диаметра. Такая авария могла бы привести к обезвоживанию и оплавлению активной зоны с выходом разрушающегося топлива за пределы реакторного контура. Назначение СОБ ( 6.8) — обеспечение подачи воды даже в случае МПА, хотя она практически невозможна по крайней мере по двум причинам. Во-первых, поперечное сечение, с точки зрения сопротивления материалов, в два

При этом по радиационным последствиям определяющими являются аварии, связанные с потерей теплоносителя. Для ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 в качестве МП А рассматривается мгновенный поперечный разрыв главного циркуляционного трубопровода в наиболее опасном сечении в сочетании с режимом полного обесточивания АЭС.

Предусмотрены дополнительные возможности выброса водорода, если бы он скопился под крышкой реактора и в коллекторах парогенераторов, и дренирования U-образного участка в подводящей линии главного циркуляционного трубопровода.

Можно выделить две группы исходных событий для функционирования подсистем активного впрыска: разрыв главного циркуляционного трубопровода и разрыв трубопровода от реактора до обратного клапана на линии реактор — гидроаккумулятор. В первом случае разрыв трубопровода не влияет на возможный отказ элементов САОЗ, а в соответствии с принципом единичного отказа необходимо рассматривать отказ одного из активных устройств подсистемы пассивного впрыска. Если система состоит из двух каналов, каждый из которых выполняет ее функции в объеме 100%, то при отказе одного из них обеспечивается полное выполнение системой своих функций. То же самое происходит, если система пассивного впрыска состоит из трех каналов с 50%-ной производительностью.

САОЗ имеет своей целью исключить перегрев активной зоны при возникновении течи в ГЦК (в том числе и при мгновенном разрыве главного циркуляционного трубопровода). Пассивная часть САОЗ включает в себя емкости аварийного запаса воды с подачей ее в реактор за счет давления газовых подушек; активная часть САОЗ имеет высоко- и низконапорные насосы аварийной подачи борного раствора в реактор.

после разрыва главного циркуляционного трубопровода ДУ-500 и для ВВЭР-440 расход теплоносителя через оба конца составляет около 30 т/с; он полностью вытекает из реактора примерно за 25 с. Вслед за разрывом трубопровода возникает волна разрушений, распространяющаяся в обе стороны от разрыва со скоростью звука. Вследствие разницы в расстояниях, проходимых волной, на активной зоне реактора возникает перепад давлений, во много раз превышающий обычный эксплуатационный. В результате внутрикорпусные устройства, а через места их крепления и корпус реактора оказываются подверженными вначале ударным, а затем и колебательным (из-за возникновения отраженных волн) воздействиям. Резкое понижение давления в контуре приводит к вскипанию теплоносителя, возникают условия для кризисных явлений теплообмена в активной зоне, повышения уровня температурных воздействий на внутрикорпусные устройства и корпус реактора. Задача моделирования теплогидравлических процессов в этом случае чрезвычайно усложняется вследствие двухфазное™ потока теплоносителя. Для решения уравнений (3.26)-(3.34) необходимо располагать данными о паросодержании потока, тегшофизических свойствах теплоносителя и др. [24]. Методы решения могут быть теми же, что и для однофазных сред, включая рассмотренные выше.

6.1. Схема главного циркуляционного трубопровода с оборудованием первого контура АЭС

динамики и напряженных состояний главного циркуляционного трубопровода АЭС. Анализ нагруженности трубопровода, построение расчетной схемы контура и основных соотношений МКЭ выполнены в соответствии с § 3 и 4 гл. 3.

Главный циркуляционный контур (ГЦК) АЭС с ВВЭР440 включает в себя собственно реактор и шесть петель главного циркуляционного трубопровода (ГЦТ) (у ВВЭР-1000 таких петель четыре), каждая из которых состоит из парогенератора с подвесками и опорами, главного циркуляционного насоса (ГЦН) и двух главных запорных задвижек (ГЗЗ) на "холодной" и "горячей" ветках с соответствующими элементами крепления ( 6.1).

На 2.5 приведена принципиальная схема энергоблока АЭС с реактором типа ВВЭР-1000. Схема является двухконтур-ной. Для обеспечения питания парогенераторов в случае отключения с. н. на АЭС предусмотрены аварийные ПЭН, присоединенные к системе надежного питания. Главные циркуляционные насосы (ГЦН) обладают большими маховыми массами, обеспечивающими надежное охлаждение активной зоны реактора и переход на естественную циркуляцию теплоносителя в первом контуре в режиме аварийного расхолаживания.

Насосы обеспечивают циркуляцию теплоносителя в реакторе (первый контур), парогенераторах (второй контур) и вспомогательных контурах. Надежность эксплуатации реактора, его работоспособность в нормальных, переходных и аварийных режимах, работоспособность вспомогательного охлаждаемого оборудования

Потери на охлаждение машины (вентиляционные потери) определяются мощностью, которая расходуется на циркуляцию теплоносителя в машине. Она зависит от количества воздуха, водорода или жидкости, отводящих тепло из машины, и от КПД вентиляторов или насосов.

Число циркуляционных (реакторных) контуров зависит от типа реактора. Реактор ВВЭР-1000 имеет четыре главных циркуляционных контура (на 5.38 показан один контур) и столько же ГЦН. Надежная работа реакторного контура обеспечивает надежность и безопасность работы АЭС. ГЦН должны обеспечивать циркуляцию теплоносителя во время нормальной эксплуатации и в аварийных режимах.

Потери на охлаждение представляют собой мощность, которая расходуется на приведение в движение вентиляторов или насосов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя в системе охлаждения. Эта мощность пропорциональна требуемому расходу теплоносителя, т. е. его количеству, проходящему через систему охлаждения в единицу времени, Q и напору, развиваемому вентилятором или насосом, Н. Эта мощность получается тем большей, чем меньше КПД вентилятора или насоса цв.

арматура с приводом установлена на всасывающей линии насоса, а на линии нагнетания монтируется обратный клапан. Последний автоматически срабатывает (закрывается), как только остановится насос и появится обратный поток, после чего задвижка или другое запорное устройство может быть закрыто практически без перепада давлений на затворе. Обратные клапаны, устанавливаемые на главных трубопроводах, должны, как правило, в закрытом положении допускать естественную циркуляцию теплоносителя для съема остаточного тепловыделения в реакторе и для поддержания в контуре температуры, равной температуре в обслуживаемой установке. С этой целью в некоторых конструкциях полное закрытие обратного клапана может происходить только при об-

Разницу между движущим напором, который образуется за счет разности плотностей в разных частях контура, и сопротивлением подъемного участка называют полезным напором. Полезный напор затрачивается па преодоление сопротивлений в опускной системе. Расход в контуре определяется из решения уравнения циркуляции. Поскольку давление теплоносителя обычно выше давления рабочего тела, циркуляцию теплоносителя осуществляют в трубах, а рабочего тела в межтрубном пространстве.

Насосы обеспечивают циркуляцию теплоносителя в реакторе (первый контур), парогенераторах (второй контур) и вспомогательных контурах. Надежность эксплуатации реактора, его работоспособность в нормальных, переходных и аварийных режимах, работоспособность вспомогательного охлаждаемого оборудования непосредственно зависят от наличия циркуляции теплоносителя

Главные циркуляционные насосы для зарубежных реакторов типа BWR. Фирма General Electric специализируется на разработке и производстве реакторов BWR с установкой внутри корпуса реактора вокруг активной зоны системы струйных насосов, •которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя. Для непрерывной подачи к струйным насосам рабочей воды с напором 126—

Еще более ответственны функции вспомогательных рабочих машин на АЭС, например главных циркуляционных насосов или газодувок, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя через активную зону реактора, насосов технического водоснабжения, а также системы технологического контроля реактора, его управления и защиты.

Число ГЦН зависит от типа реакторов: для реакторов типа ВВЭР число ГЦН соответствует числу петель (4 петли у ВВЭР-1000), для реакторов типа РБМК-1000 предусмотрено по 4 ГЦН на каждую половину, т. е. всего 8, причем все ГЦН каждой половины работают с общими всасывающими и напорными коллекторами. Ответственность этих машин весьма велика: они должны обеспечить непрерывную циркуляцию теплоносителя через активную зону реактора не только в нормальном режиме, но и в режиме аварийного расхолаживания.