Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя

Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя

Приведен анализ отраслевых научно-технических обоснований эффективности установки дополнительных регуляторов расхода систем аварийного охлаждения реактора серийных энергоблоков с ВВЭР-1000. Показано, что установка дополнительных регуляторов является неэффективной и не повышает надежность управления...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2010
Hauptverfasser: Скалозубов, В.И., Зеленцова, Т.Н., Хадж Фараджаллах Даббах А., Скалозубов, К.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України 2010
Schriftenreihe:Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Schlagworte:
Проблеми безпеки атомних електростанцій
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59003
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя / В.И. Скалозубов, Т.Н. Зеленцова, Хадж Фараджаллах Даббах А., К.В. Скалозубов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 38–45. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-59003
record_format dspace
spelling irk-123456789-590032014-04-05T03:01:19Z Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя Скалозубов, В.И. Зеленцова, Т.Н. Хадж Фараджаллах Даббах А. Скалозубов, К.В. Проблеми безпеки атомних електростанцій Приведен анализ отраслевых научно-технических обоснований эффективности установки дополнительных регуляторов расхода систем аварийного охлаждения реактора серийных энергоблоков с ВВЭР-1000. Показано, что установка дополнительных регуляторов является неэффективной и не повышает надежность управления авариями с течами теплоносителя. Наведено аналіз галузевих науково-технічних обґрунтувань ефективності встановлення додаткових регуляторів витрати систем аварійного охолодження реактора серійних енергоблоків з ВВЕР-1000. Показано, що встановлення додаткових регуляторів є неефективним і не підвищує надійність управління аваріями з течами теплоносія. The analysis of branch scientific and technical substantiations of efficiency of installation of additional regulators of the expense of systems of emergency cooling of a reactor of serial power units with ВВЭР 1000 is resulted. It is shown, that installation of additional regulators is inefficient and does not raise reliability of management of failures with heat-carrier leaks. 2010 Article Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя / В.И. Скалозубов, Т.Н. Зеленцова, Хадж Фараджаллах Даббах А., К.В. Скалозубов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 38–45. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1813-3584 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59003 504.064:621.039 ru Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Проблеми безпеки атомних електростанцій
Проблеми безпеки атомних електростанцій
spellingShingle Проблеми безпеки атомних електростанцій
Проблеми безпеки атомних електростанцій
Скалозубов, В.И.
Зеленцова, Т.Н.
Хадж Фараджаллах Даббах А.
Скалозубов, К.В.
Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
description Приведен анализ отраслевых научно-технических обоснований эффективности установки дополнительных регуляторов расхода систем аварийного охлаждения реактора серийных энергоблоков с ВВЭР-1000. Показано, что установка дополнительных регуляторов является неэффективной и не повышает надежность управления авариями с течами теплоносителя.
format Article
author Скалозубов, В.И.
Зеленцова, Т.Н.
Хадж Фараджаллах Даббах А.
Скалозубов, К.В.
author_facet Скалозубов, В.И.
Зеленцова, Т.Н.
Хадж Фараджаллах Даббах А.
Скалозубов, К.В.
author_sort Скалозубов, В.И.
title Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя
title_short Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя
title_full Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя
title_fullStr Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя
title_full_unstemmed Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя
title_sort анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя
publisher Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
publishDate 2010
topic_facet Проблеми безпеки атомних електростанцій
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59003
citation_txt Анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода системы аварийного охлаждения реактора насосами высокого давления в процессе аварий с течами теплоносителя / В.И. Скалозубов, Т.Н. Зеленцова, Хадж Фараджаллах Даббах А., К.В. Скалозубов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 38–45. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
work_keys_str_mv AT skalozubovvi analizéffektivnostimeropriâtijporegulirovaniûrashodasistemyavarijnogoohlaždeniâreaktoranasosamivysokogodavleniâvprocesseavarijstečamiteplonositelâ
AT zelencovatn analizéffektivnostimeropriâtijporegulirovaniûrashodasistemyavarijnogoohlaždeniâreaktoranasosamivysokogodavleniâvprocesseavarijstečamiteplonositelâ
AT hadžfaradžallahdabbaha analizéffektivnostimeropriâtijporegulirovaniûrashodasistemyavarijnogoohlaždeniâreaktoranasosamivysokogodavleniâvprocesseavarijstečamiteplonositelâ
AT skalozubovkv analizéffektivnostimeropriâtijporegulirovaniûrashodasistemyavarijnogoohlaždeniâreaktoranasosamivysokogodavleniâvprocesseavarijstečamiteplonositelâ
first_indexed 2025-07-05T10:11:08Z
last_indexed 2025-07-05T10:11:08Z
_version_ 1836801347060498432
fulltext 38 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 УДК 504.064:621.039 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ РАСХОДА СИ- СТЕМЫ АВАРИЙНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ РЕАКТОРА НАСОСАМИ ВЫСОКОГО ДАВ- ЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ АВАРИЙ С ТЕЧАМИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ © 2010 г. В. И. Скалозубов, Т. Н. Зеленцова, Хадж Фараджаллах Даббах А.*, К. В. Скалозубов Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, Киев * Одесский национальный политехнический университет Приведен анализ отраслевых научно-технических обоснований эффективности установки до- полнительных регуляторов расхода систем аварийного охлаждения реактора серийных энергоблоков с ВВЭР-1000. Показано, что установка дополнительных регуляторов является неэффективной и не повышает надежность управления авариями с течами теплоносителя. Ключевые слова: водо-водяной энергетический реактор (ВВЭР); система аварийного охлажде- ния зоны (САОЗ) высокого давления (ВД), низкого давления (НД); запорно-регулирующие клапаны (ЗРК); реакторная установка (РУ); подпитка/продувка (“Feed/Bleed”). Актуальность вопроса. В рамках направления повышения эффективности и надеж- ности управления авариями с течами 1-го контура реакторной установки малосерийных ВВЭР-1000/В-302, 338, для которых критичной является работоспособность защитной си- стемы безопасности САОЗ ВД, разработаны технические обоснования [1] о необходимости модернизации этой системы путем регулирования подачи охлаждающей воды в 1-й контур. Основная цель регулирования расхода САОЗ ВД заключается в установке ЗРК для обеспече- ния необходимого запаса температуры теплоносителя до кипения на выходе из активной зо- ны (∆TS) при поддержании допустимого давления (Р) в 1-м контуре. Основные преимуще- ства установки ЗРК САОЗ ВД, которые определены техническими обоснованиями [1], можно обобщенно сформулировать следующими положениями: 1. Сокращается/исключается временной промежуток и количество необходимых ка- налов подключения САОЗ НД при опорожнении баков САОЗ ВД в процессе аварий с течами (фактор 1). 2. Исключаются/смягчаются условия термошока на корпус реактора (темп расхолажи- вания РУ до 60°С/час и ограничивается давление в системе 1-го контура на минимальном уровне) – фактор 2. 3. Повышаются общие показатели безопасности вследствие сокращения числа воз- можных срабатываний проектных систем 1-го и 2-го контуров, обеспечивающих поддержа- ние давления и расхолаживание в процессе аварий с течами (фактор 3). 4. Сокращаются выбросы теплоносителя в гермообъем РУ и окружающую среду при авариях с течами (фактор 4). ОП Запорожской АЭС совместно с научными организациями был также проведен расчетный анализ кодом RELAP5 целесообразности установки ЗРК САОЗ ВД на серийных энергоблоках с ВВЭР-1000 (В-320). Расчеты проводились для аварий с течами 1-го контура и межконтурными течами, в которых критичным является работоспособность САОЗ ВД, для двух вариантов: в проектном режиме и при установке ЗРК. Анализ полученных результатов не позволяет сделать однозначный вывод о целесообразности установки ЗРК САОЗ ВД на ВВЭР 1000 (В-320). Кроме того, факторы по целесообразности установки ЗРК, непосред- ственно влияющие на безопасность, недостаточно проанализированы. Поэтому необходимы дополнительные обоснования целесообразности установки ЗРК. Анализ эффективности установки регуляторов. В режиме ∆Ts регулятор САОЗ ВД поддерживает запас температуры до вскипания теплоносителя. Уставка по запасу температу- ры может принимать фиксированное значение, равное 10, 15 или 20°С [2]. В данном режиме регулятор поддерживает равное нулю рассогласование EPS = PS - P1к - α·H, (1) АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 39 где EPS − рассогласование регулятора; Рs = f(T1к + dТ) − давление насыщения как функция преобразования температуры насыщения; Т1к − температура теплоносителя 1-го контура; dT − уставка по запасу температуры, Р1к − давление теплоносителя 1-го контура; Н − положение ЗРК, %; α − коэффициент. В режиме поддержания давления (РПД) регулятор САОЗ ВД поддерживает равное нулю рассогласование EPS = Pзад - P1к - α·H, (2) где EPS − рассогласование регулятора; Рзад − заданное значение давления; Р1к − давление теплоносителя 1-го контура; Н – положение ЗРК, %; α − коэффициент. По отношению к проектному режиму (без регуляторов) в режиме регулирования мо- гут возникнуть следующие дополнительные отказы/ошибочные действия оператора: 1) ошибочные действия по выводу регулятора из режима ∆TS при отказе автоматики на снятие запрета по закрытию отсечной проектной арматуры (некритичный отказ для вы- полнения функций безопасности); 2) ошибочные действия по открытию байпасируемой арматуры после вывода регуля- тора из РСТ (некритичный отказ для выполнения функций безопасности); 3) ошибочные действия по включению режима РПД с потерей контроля запаса до ки- пения теплоносителя в активной зоне (критический для безопасности отказ); 4) ошибочные действия или отказы автоматики по закрытию байпасируемой армату- ры при работе регулятора в режиме РСТ (критический для безопасности отказ); 5) ошибочные действия по выбору режимов регулирования и/или связанные с потерей контроля регулирования процесса (критические для безопасности отказы). Последовательность развития событий при регулировании в режиме поддержания ∆TS приведена схематично на рис. 1. В случае срабатывания уставок на включение подачи воды от САОЗ ВД в 1-й контур (в том числе и при авариях с течью теплоносителя) оператор должен включить «режим ∆TS» и регулятор осуществляет контроль за выполнением рассогласования (1). В начальные мо- менты происходит увеличение давления (↑Р) и снижение температуры теплоносителя (↓Т1К), что приводит к увеличению запаса до кипения (↑∆TS). При достижении уставки dТ (1) регу- лятор начнет закрываться (↓Н ЗРК), что должно привести к уменьшению общего расхода от насосов САОЗ ВД в 1-й контур (↓GВД), а соответственно, и к снижению давления (↓Р) при прочих равных условиях. В зависимости от условий охлаждения в 1-м и во 2-м контурах (Q1, Q2), а также влияния на температуру теплоносителя непосредственно расхода от САОЗ ВД (Q ВД) возможны два разных состояния: температура теплоносителя увеличивается (↑Т1К) – при определяющем влиянии со- кращения подачи охлаждающей воды от САОЗ ВД; температура теплоносителя уменьшается (↓Т1К ) – при определяющем влиянии усло- вий охлаждения по 1-му и 2-му контуру другими системами. В случае первого состояния дальнейшее регулирование по рассогласованию (1) при- ведет к росту расхода от САОЗ ВД (↑GВД) (см. рис. 1). Таким образом, в этих условиях дей- ствия регулятора приводят к автоколебательному процессу в системе, а работа регулятора неэффективна и снижает общую надежность САОЗ ВД по выполнению проектных функций (отсутствует возможность устойчивого снижения давления в 1-м контуре до уставок вклю- чения насосов САОЗ НД, частые противоположные перемещения рабочего органа ЗРК, цик- лические термодинамические нагрузки на корпус и конструкции реактора и т.п.). Во втором случае (↓Р, ↓Т1К) в дальнейшем процессе также возможны два разных со- стояния: увеличение ∆TS при условии большей скорости снижения температуры теплоносите- ля, чем скорости снижения давления ( ( ) dt PdT dt dT SК 〉1 ); В. И. СКАЛОЗУБОВ, Т. Н. ЗЕЛЕНЦОВА, ХАДЖ ФАРАДЖАЛЛАХ ДАББАХ А., К. В. СКАЛОЗУБОВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 40 уменьшение ∆TS в противном случае. В дальнейшем эти два разных состояния (см. рис. 1) приведут или к автоколебатель- ному процессу (при ↓ ∆TS), или к устойчивому регулированию (при ↑ ∆TS). Рис. 1. Процессы регулирования ЗРК САОЗ ВД. Таким образом, эффективное регулирование ЗРК САОЗ ВД при последовательной схеме подключения возможно только при дополнительных настройках в режиме поддержа- ния ∆TS: ( )KK KS QQ dt dT P dt dH dt dP dt dT 21 1 ,, 〈            , (3) ( )KK KK QQ dt dT dt dH dt dT 2,1 11 〈      , (4) Условия (3), (4) означают, что для эффективного регулирования необходимо не толь- ко текущее положение рабочего органа ЗРК (условие (1)), но и скорость его перемещения, а также условия охлаждения в 1-м и во 2-м контурах (в том числе конфигурации систем, их осуществляющие). В РПД работа регулятора также может приводить к автоколебательному процессу: начальный рост давления (↑Р) приводит к уменьшению рассогласования ∆Р (условие (2)) и закрытию регулятора (↓Н ЗРК) с последующим снижением расхода САОЗ ВД (↓GВД) и сни- жению давления в 1-м контуре. Снижение давления в 1-м контуре при прочих равных усло- виях может привести к последующему увеличению расхода от САОЗ ВД (↑GВД), связанному с уменьшением противодавления. Эффективность регулирования в этом случае будет связа- на с обеспечением дополнительных условий преобладания фактора изменения давления 1-го контура за счет изменения гидравлического сопротивления регулятора перед фактором из- менения противодавления для работы насосов САОЗ ВД. ↑ПА оператор «∆TS» ↑Р(ТS), ↓ТТ ↑∆ТS ∆ТS ≥ dT ↓НЗРК ↓GВД ↓Р (ТS), ?Т1К     −+〈↓ −+〉↑ 2 1 211 211 KKВДK KKВДК QQQприT QQQприТ 1 ↓Р (ТS), ↑Т1К ↓ ∆ТS ∆ТS < dT ↑НЗРК ↑GВД 2 ↓Р (ТS), ↓Т1К       −〈∆↓ −〉∆↑ б dP dT dt dT приТ а dP dT dt dT приТ SK S SK S 2 2 1 1 2а ↑∆Т ↑НЗРК ↓GВД 2б ↓∆Т ∆T<∆TS ↑НЗРК ↑GВД АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 41 Подтверждением возможности возникновения колебаний основных регулируемых па- раметров в процессе аварий с течами 1-го контура, являются известные расчетные обоснова- ния эффективности работы ЗРК САОЗ ВД, полученные ОП ЗАЭС с партнерами для серий- ных энергоблоков с ВВЭР 1000/В-320. Так, для характерного исходного события аварии с малой течью 1-го контура, компенсируемой работой САОЗ ВД (непреднамеренное открытие предохранительного клапана компенсатора давления – ПК КД – с учетом работы ЗРК САОЗ ВД по сигналу запаса температуры теплоносителя до насыщения в горячих петлях – сцена- рий № 11), подтверждаются существенные колебания основных регулируемых параметров а) зависимость давления (Р) от времени (t) б) расход в каналах САОЗ ВД от времени Рис. 2. Поведение режимных параметров в процессе аварии с течью теплоносителя ВВЭР-1000 (В-320) при установке ЗРК. (давления в 1-м контуре Р, минимального запаса до кипения теплоносителя на выходе из ак- тивной зоны ∆ТS, расхода теплоносителя через активную зону и в течь в диапазоне времени В. И. СКАЛОЗУБОВ, Т. Н. ЗЕЛЕНЦОВА, ХАДЖ ФАРАДЖАЛЛАХ ДАББАХ А., К. В. СКАЛОЗУБОВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 42 работы регуляторов от 900 с процесса (открытие оператором ЗРК САОЗ ВД в режиме под- держания запаса до кипения ∆ТS = 20 °С в горячих петлях) до 3000 с (последовательное от- ключение по критерию запаса более 15 °С оператором двух каналов САОЗ ВД с ЗРК) (см., например, рис. 2). Из полученных результатов можно сделать следующие выводы. 1. На начальных этапах аварии работа регулятора не только является неэффективной, но и вредной, так как приводит к дополнительным циклическим динамическим и термиче- ским нагрузкам. Так, например, в процессе колебаний положения штока регулятора, опреде- ляющего динамику поведения параметров теплоносителя в реакторе, амплитуды колебаний температуры теплоносителя достигают десятки градусов при скоростях изменения темпера- туры более 300 - 400 °С/ч. Такие условия способствуют возникновению термошока на кор- пус и внутрикорпусные устройства реактора. Возникновение высокочастотных и высокоам- плитудных колебаний давления теплоносителя в активной зоне приводит к дополнительным высокоцикличным нагрузкам на оболочки твэлов, которые могут привести к недопустимым нарушениям их целостности [6]. 2. В процессе одновременной работы всех трех регуляторов каналов САОЗ ВД может возникнуть асинхронность (или противофазность) движений штоков ЗРК (например, случай- но или при ошибочных действиях оператора), следствием которой может быть возникнове- ние межканальной теплогидродинамической неустойчивости, способствующей развитию не- допустимых автоколебательных процессов в реакторной установке (см., например [6, 7]). 3. Эффективность работы ЗРК САОЗ ВД осуществляется на более поздних стадиях аварии (когда процесс становится стабильным) в отношении «экономного» использования запасов баков САОЗ ВД до подключения САОЗ НД и сокращения расхода в течь. Однако для серийных ВВЭР-1000 (В-320) эти факторы не являются критичными, так как в этих проектах предусмотрено автоматическое переключение насосов САОЗ ВД на приямок гермообъема, а влияние суммарного выброса теплоносителя за весь период аварии в течь на безопасность практически одинаково для проектного режима и при установке ЗРК. 4. В отношении условий возникновения термоудара (термошока) на корпус реактора установка ЗРК САОЗ ВД ВВЭР 1000/В320 также неэффективна, так как наиболее вероятны- ми условиями термоудара являются начальные моменты подачи охлаждающего раствора от САОЗ ВД (максимальные градиенты температур и скорости расхолаживания при относи- тельно высоких давлениях). Подключение же ЗРК осуществляется оператором позднее от- крытия проектной арматуры на напоре САОЗ ВД (в данном случае через 600 с). Кроме того, как следует из результатов расчетного моделирования, на начальных этапах открытия ЗРК возникают существенные колебания теплогидродинамических параметров (см. рис. 2), спо- собствующие возникновению дополнительных циклических динамических и термических нагрузок на корпус реактора и внутрикорпусных устройств, а также условию возникновения термошока (скорость изменения температуры теплоносителя сотни градусов в час). На более поздних стадиях развития аварийного процесса установка ЗРК САОЗ ВД также не исключает возможности возникновения термошока, так как в потенциальной обла- сти возможного возникновения термошока (температура теплоносителя ниже 140°С при дав- лениях 40 – 20 кгс/см2) происходит относительно резкое снижение температуры теплоноси- теля при подключении насосов САОЗ НД со скоростью более 400 °С/ч. 5. При проектных условиях протекания аварии установка ЗРК также не является эф- фективной в отношении сокращения срабатываний систем 1-го и 2-го контуров для расхола- живания и регулирования давления. Кроме того, установка ЗРК предполагает различные действия оператора (идентификация события, выбор режимов регулирования и т.п.), а веро- ятность ошибочных действий персонала в относительно короткий промежуток времени (в данном случае несколько минут) может быть существенно выше вероятности отказов систем в автоматических режимах, что в конечном итоге отразится на показателях надежности и безопасности. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 43 Аналогичные результаты следуют также из дополнительного расчетного моделирова- ния аварии с непреднамеренным открытием ПК КД ВВЭР 1000 (В-320), в которых предпола- гались только действия оператора по включению ЗРК в работу на 900 с при дальнейших дей- ствий по расхолаживанию РУ и при отсутствии воздействий защит САОЗ по снижению запа- са по насыщению менее 10 °С на ЗРК после первого срабатывания (при регулировании по сигналам запаса до насыщения как в горячих нитках, так и на выходе теплоносителя из ак- тивной зоны). Следует также отметить некоторые противоречия результатов расчетных обоснований [1] для малосерийных ВВЭР-1000: 1. Время начала подключения каналов САОЗ ВД не зависит от времени начала регу- лирования, которое осуществляется на более поздних этапах развития аварийных процессов. Однако в полученных расчетах [1] в случае регулирования момент начала подключения ка- налов САОЗ ВД наступает более чем в два раза позже, чем без вмешательства оператора, без достаточных обоснований. 2. В отдельных расчетных обоснованиях установлено отсутствие колебаний давления теплоносителя в реакторе при регулировании расхода от насосов САОЗ ВД вызывает вполне обоснованные сомнения, так как алгоритм регулирования, заложенный в ЗРК САОЗ ВД имеет колебательный характер. Одной из причин полученных результатов может быть недостаточная оптимизиро- ванность нодализационных схем и численных методов моделирования, под которой понима- ется независимость получаемых результатов от пространственно-временных интервалов в процессе численного интегрирования (или в пределах принятых погрешностей). Особенно актуальным вопрос оптимизированности численных методов интегрирования становится в режимах с регулированием, так как в этих случаях на принимаемый временной интервал численного интегрирования накладываются дополнительные ограничения по определенному соотношению с характерным временем перемещения (скоростью перемещения) штока регу- ляторов и характерным временем «отклика» всей системы РУ на перемещение штока регуля- торов. Возможно, что именно неучет этого фактора и повлиял на не вполне обоснованную апериодичность поведения давления теплоносителя на всех этапах регулирования. В технических обоснованиях [1] приведен также расчет течи 1-го контура с эквива- лентным диаметром 30 мм (определена как паровая течь КД), в проектном режиме со скоро- стью расхолаживания 30°С/ч и при регулировании с уставкой ∆ТS = 15°С и скоростью расхо- лаживания 30°С/ч. В результатах этих расчетов поведение давления в 1-м контуре при регу- лировании более реалистичного (сопровождается колебаниями давления, вызванными про- цессом регулирования). При этом установлено, что применение ЗРК САОЗ ВД позволяет со- кратить интегральный расход от САОЗ ВД и время до подключения САОЗ НД. Вместе с тем в результате расчетного моделирования этих режимов установлено, что от момента включе- ния ЗРК САОЗ ВД до подключения САОЗ НД в режиме регулирования имеют место суще- ственные по частоте и амплитуде колебания температуры теплоносителя на входе в актив- ную зону и давления (в отличие от режима без ЗРК САОЗ ВД). Например, амплитуды коле- баний температуры до 80 °С и скорость ее изменения более 300 °С/ч. Таким образом, необ- ходим дополнительный анализ влияния этих колебаний на условия возникновения термоуда- ра на корпус реактора и внутрикорпусных устройств, так как скорости и амплитуды измене- ния теплогидродинамических параметров в процессе этих колебаний значительны. Использованные для оценки условий возникновения термоудара и холодного охруп- чивания корпуса реактора известные методики и диаграммы Westinghouse и ОКБ «Гидро- пресс» учитывают только точечные значения давления и температуры теплоносителя на вхо- де в реактор. Для условий возникновения термоудара и холодного охрупчивания важным фактором является также скорость изменения температуры поверхности корпуса реактора, зависящая не только от давления и температуры теплоносителя на входе, но также и от усло- вий теплообмена, определяемых скоростью изменения теплогидродинамических параметров. В. И. СКАЛОЗУБОВ, Т. Н. ЗЕЛЕНЦОВА, ХАДЖ ФАРАДЖАЛЛАХ ДАББАХ А., К. В. СКАЛОЗУБОВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 44 Поэтому непосредственное использование указанных диаграмм (без оценок скорости изме- нения теплогидродинамических параметров) в общем случае недостаточно обосновано. Кроме того, если основываться на методике Westinghouse оценки условий термоудара, то при регулировании расхода от САОЗ ВД также возникают условия термоудара в диапазоне давления 40 - 20 кг с/см2 и температуры теплоносителя в опускном участке 120 - 80°С при значительных скоростях изменения параметров. 4. Формально, согласно техническим обоснованиям [1], уменьшение суммарной ча- стоты повреждения активной зоны (ЧПАЗ) связано с сокращением количества конечных со- стояний с повреждением активной зоны в результате совместной реализации режима “Feed/Bleed” и работы ЗРК САОЗ ВД. Однако при этом недостаточно обоснованы следую- щие положения: 1) непосредственное влияние ЗРК САРЗ ВД на общие показатели безопасности (без “Feed/Bleed” или невозможность реализации “Feed/Bleed” без ЗРК); 2) включение ЗРК САОЗ ВД требует действий оператора по контролю, идентифика- ции исходного события, переключению/выбору режимов регулирования и т.п., что может снизить общие показатели надежности выполнения функций безопасности САОЗ ВД («чело- веческий фактор»), а соответственно, ухудшить показатели безопасности (ЧПАЗ) по отно- шению к автоматическим режимам без вмешательства персонала. Таким образом, проведенный анализ показывает неэффективность установки регуля- торов САОЗ ВД, а негативными последствиями является возникновение автоколебательных процессов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Концептуальное техрешение № ТР.0.38.01.1656 «О регулировании расхода впрыска в 1-й контур от насосов САОЗ ВД при компенсируемых течах теплоносителя 1-го контура на РУ В-302 и В- 338 энергоблоков № 1 и № 2 ЮУ АЭС» - 2008 г. 2. Программно-технический комплекс системы аварийных регуляторов первой управляющей си- стемы безопасности энергоблока №1 ЮУ АЭС на базе ПТК «Вулкан-М-АР-1/1» - УСБ1.21001.ПБ.01.2-1.М – «Львов ОРГРЭС» - 2009 г. 3. Арматура энергетическая. Клапаны регулирующие типа «Диск» DN 50-700. ТУ У 29.1- 24930577-002-2004. 4. Ровенская АЭС. Энергоблок № 4. Окончательный отчет по анализу безопасности. Глава 15. Ана- лиз проектных аварий. База данных по ЯППУ. 38-223.203.007.БД.01-09. 5. Система автоматического регулирования реакторного отделения РАЭС. Альбом алгоритмов САР УСБ2 бл. № 1 РАЭС. 804.17833618.070481.С1.21.1-1М. ТЕХЭНЕРГО. - 2008 г. 6. Герлига В.А., Хабенский В.Б. Нестабильность потока теплоносителя в энергооборудовании АЭС. - М.: Атомэнергоиздат, 1994. – 288 с. 7. Скалозубов В.И., Коврижкин Ю.Л. Термоакустическая неустойчивость теплоносителя в ВВЭР: Монография. – 2000. – 120 с. АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАХОДУ З РЕГУЛЮВАННЯ ВИТРАТИ СИСТЕМИ АВАРІЙНОГО ОХОЛОДЖЕННЯ РЕАКТОРА НАСОСАМИ ВИСОКОГО ТИСКУ В ПРОЦЕСІ АВАРІЙ З ТЕЧАМИ ТЕПЛОНОСІЯ В. І. Скалозубов, Т. М. Зеленцова, Хадж Фараджаллах Даббах А., К. В. Скалозубов Наведено аналіз галузевих науково-технічних обґрунтувань ефективності встановлення дода- ткових регуляторів витрати систем аварійного охолодження реактора серійних енергоблоків з ВВЕР- 1000. Показано, що встановлення додаткових регуляторів є неефективним і не підвищує надійність управління аваріями з течами теплоносія. Ключові слова: водо-водяний реактор; система аварійного охолодження зони високого тиску, низького тиску; запірно-ругулювальні клапани; реакторна установка, підживлення/піддування. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 45 THE ANALYSIS OF EFFICIENCY OF ACTIONS FOR REGULATIO N OF THE EXPENSE OF SYSTEM OF EMERGENCY COOLING OF A REACTOR BY PUMPS O F A HIGH PRESSURE IN THE COURSE OF FAILURES WITH HEAT-CARRIER LEAKS V. I. Skalozubov, T. М. Zelentsova, Haj Farajallah Dabbach A., K. V. Skalozubov The analysis of branch scientific and technical substantiations of efficiency of installation of addi- tional regulators of the expense of systems of emergency cooling of a reactor of serial power units with ВВЭР 1000 is resulted. It is shown, that installation of additional regulators is inefficient and does not raise reliability of management of failures with heat-carrier leaks. Keywords: water power reactor; system of emergency cooling zone of high pressure, regulating valves; reactor installation, Feed/Bleed. Поступила в редакцию 20.05.10

Ähnliche Einträge