Зеленая энергия - популярно об экологии, химии, технологиях

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Библиотека Безопасность АЭС экология Системы безопасности атомных электростанций (АЭС)

Системы безопасности атомных электростанций (АЭС)

Обеспечение надежности систем безопасности

Системы безопасности предназначены для предупреждения аварий и ограничения их последствий. Различают защитные, локализующие, управляющие и обеспечивающие системы безопасности.

Защитные системы предотвращают или ограничивают повреждение ядерного топлива, оболочек твэлов и первого контура. Основными защитными системами являются системы аварийной остановки реактора и аварийного отвода тепла от него.

Локализующие системы предназначены для предотвращения или ограничения распространения выделяющихся при авариях радиоактивных веществ внутри АС и выхода их в окружающую среду.

Управляющие системы осуществляют приведение в действие систем- безопасности, контроль, и управление ими в процессе выполнения заданных функций.

Обеспечивающие системы снабжают системы безопасности энергией, рабочей средой и создают условия для их функционирования.

Все системы и устройства безопасности должны удовлетворять высоким требованиям по качеству в соответствии с нормами и правилами "конструирования, изготовления, монтажа и эксплуатации объектов ядерной техники. От систем, важных для безопасности, требуется выполнение функций при механических, тепловых, химических воздействиях, возникающих в результате аварий, в том числе при пожаре на АС, воздействиях природных явлений и явлений, связанных с деятельностью человека.

Системы безопасности должны включаться автоматически при возникновении аварийных ситуаций, требующих их действия. При этом необходимы технические меры, препятствующие вмешательству оператора в целях приостановки действия систем безопасности в течение определенного времени, но в то же время обеспечивающие возможность дистанционного включения систем безопасности.

Срабатывание защитных систем безопасности не должно приводить к повреждению оборудования систем нормальной эксплуатации. Необходимо обоснование допустимого за время службы блока АС числа срабатываний защитных систем безопасности с точки зрения воздействия на ресурс работы оборудования.

Системы и устройства безопасности должны проходить прямую и полную проверку на соответствие проектным характеристикам при вводе в эксплуатацию, после монтажа, ремонта или модернизации и периодически в течение всего срока службы. При этом должны быть предусмотрены устройства и методики для:

  • проверки работоспособности устройств и систем (включая устройства, расположенные внутри реактора) и замены оборудования, отработавшего назначенный ресурс;
  • испытаний систем на соответствие проектным показателям;
  • проверки последовательности прохождения сигналов и включения оборудования (включая переход на аварийные источники питания).

Способы обеспечения надежности систем безопасности

Очевидно, что наиболее «надежный элемент» — это тот, которого нет в системе. Поэтому простота структуры системы, алгоритма ее работы является важным требованием надежности. Решение данной задачи осуществляется путем сокращения количества арматуры в системе, протяженности и разветвленности циркуляционных контуров, использования простого по конструкции оборудования, не требующего для своего функционирования многочисленных вспомогательных систем. Рассмотрим подробнее способы достижения высокого уровня надежности систем безопасности.

Использование пассивного принципа действия

Целесообразно использование пассивных устройств, естественных процессов в системах безопасности для повышения их надежности. Повышение надежности при этом, может быть достигнуто не только благодаря тому, что пассивные устройства, как правило, проще по конструкции, а следовательно, и более надежны по сравнению с активными устройствами, а главным образом потому, что отпадает необходимость в разветвленных управляющих и обеспечивающих системах (система электроснабжения, система вентиляции и кондиционирования и др.), т. е. в том «шлейфе» вспомогательных систем, которые сопутствуют активным устройствам. Наряду с разветвленностью, сложностью управляющих систем они подвержены различным видам возмущений, наиболее опасными из которых являются пожар, затопление, ошибочные действия персонала при проверках, ремонте систем, а также в процессе управления.

Примерами использования естественных процессов в системах безопасности являются: введение рабочих органов A3 под действием силы тяжести, естественная циркуляция теплоносителя в системе аварийного отвода тепла, срабатывание пневматического или электромагнитного клапана под действием пружины соответственно при сбросе воздуха и снятии питания с электромагнита.

К пассивным устройствам безопасности относятся: страховочный корпус реакторов типа ACT и БН, защитная оболочка, обратный клапан, предохранительный клапан прямого действия, гидроаккумулятор с запасом воды.

Резервирование

Резервирование, является важной мерой обеспечения надежности систем безопасности за счет применения дополнительных средств и (или) возможностей в целях сохранения работоспособного состояния системы при отказе одного или нескольких ее элементов. Различают структурное, временное и функциональное резервирование.

Структурное резервирование предполагает применение резервных элементов или каналов в структуре системы. Степень резервирования элементов или каналов системы характеризуется кратностью резерва, под которой понимается отношение числа резервных элементов к числу резервируемых. В системах аварийного отвода тепла находят применение схемы с однократным, двухкратным, а иногда и трехкратным резервированием каналов.

Введение избыточности повышает надежность выполнения функции безопасности, т. е. защиту от функциональных отказов. Одновременно увеличивается и опасность ложных срабатываний, характерных главным образом для управляющих систем. Ложные срабатывания нарушают нормальную эксплуатацию установки, приводят к термоциклическим нагрузкам на оборудование. Для защиты от ложных срабатываний используются схемы резервирования типа «2 из 3», «2 из 4», т. е. аварийный сигнал выдается системой в том случае, если он сформируется по крайней мере в двух из соответственно трех или четырех каналов.

Резервирование с применением резервов времени обеспечивается в системах безопасности за счет инерционности процессов в реакторной установке, обусловленной высокой аккумулирующей способностью контуров, наличием большого количества воды над активной зоной и др. Наличие резервов времени позволяет, в частности, обеспечить дублирование управляющих систем действиями персонала при подключении устройств безопасности, а также осуществить восстановление отказавших систем.

Резервирование элементов и каналов

Резервирование с применением функциональных резервов в системах безопасности обусловливается способностью отдельных элементов выполнять ряд дополнительных функций кроме своих основных. Так, например, в некоторых схемах предусматривается использование спринклерных насосов для длительного охлаждения активной зоны при отказе насосов низкого давления.

Резервирование системы эффективно только в том случае, если обеспечена независимость резервируемых элементов и каналов.

Разделение

Защита системы от отказов по общей причине обеспечивается структурно-функциональным и физическим разделением каналов.

Структурно-функциональное разделение каналов исключает общие элементы и связи в схемах, общие управляющие и обеспечивающие (энергоснабжение, вентиляция и др.) системы. При наличии связей в схемах независимость может достигаться введением специальных разделительных устройств, не передающих опасные возмущения от одного канала к другому (например, волоконно-оптические линии связи в управляющих системах).

Физическое разделение. Структурно-функциональное разделение защищает главным образом от внутренних отказов в системах. Для исключения отказов каналов по общей причине вследствие пожара, затопления, воздействия летящих предметов, взрывов газа предусматривается физическое разделение. Физическое разделение достигается разнесением структурно-независимых каналов системы в "пространстве, организацией между ними физических барьеров, размещением каналов системы в независимых помещениях. Примером физического разделения является размещение пультов управления и контроля за состоянием важных для безопасности систем на блочном и резервном щитах управления, каналов управляющих систем в независимых помещениях систем безопасности, прокладка кабельных линий резервных каналов по разным коридорам и т. п.

Разнообразие

Для исключения зависимых отказов, обусловленных общностью конструкции, в том числе ошибками при проектировании, предусматривается разнообразие каналов системы.

Разнообразие достигается, например, использованием управляющих систем, формирующих аварийный сигнал об одном и том же нарушении по параметрам разной физической природы (мощность и давление), с использованием разной элементной базы.

Разнообразие достигается использованием защитных систем разного принципа действия, например электромеханической и борной систем остановки реактора.

Для подключения системы может быть использована разнотипная арматура: клапан с пневматическим и электромагнитным приводом, электроприводная задвижка и т. п. В системах аварийного отвода тепла используются электроприводные насосы -и насосы с турбоприводом.

Повышение безотказности элементов

Повышение безотказности элементов системы является естественным способом повышения надежности системы в целом. Данный способ- предполагает совершенствование конструкции элементов, технологии изготовления и монтажа, облегчение условий работы, совершенствование технического обслуживания в процессе эксплуатации. При заданной конструкции элемента возможности повышения его безотказности весьма ограничены.

Организационно-технические меры

Контроль за состоянием системы и восстановление работоспособности. При подготовке ЯЭУ к пуску для проверки готовности систем безопасности проводятся их испытания. На работающем реакторе контроль обеспечивает своевременное обнаружение отказавших элементов или каналов для проведения восстановительных работ или вывода установки из действия, если нарушены условия безопасной эксплуатации. Указанный контроль предполагает наличие специальной организационно-технической системы обнаружения отказов элементов в условиях, когда система безопасности не работает по своему прямому назначению. Наиболее эффективен постоянный контроль. Однако отказы отдельных элементов могут быть обнаружены только при имитации прохождения аварийного сигнала. Такие отказы (скрытые) обнаруживаются периодическими проверками работоспособности. Приближение эффективности периодического контроля к. постоянному достигается автоматизацией процесса проверки и увеличением Частоты проверок. Для обеспечения восстановления элементов систем безопасности в режиме ожидания или работы к ним предъявляются требования по ремонтопригодности.

Анализ опыта эксплуатации. Важным требованием по обеспечению надежности систем и безопасности АС в целом является требование об организации постоянной системы сбора и оперативного анализа информации о всех отказах и нарушениях в работе и принятия необходимых корректирующих мер.

Системы аварийной остановки реактора. Эффективность и резервирование средств воздействия на реактивность.

Системы аварийной остановки обеспечивают гашение цепной ядерной реакции при неуправляемом росте мощности, генерируемой в активной зоне, снижении интенсивности теплоотвода от нее, других опасных нарушениях условий безопасной эксплуатации, а также поддержание остановленного реактора в подкритическом состоянии с учетом высвобождения реактивности при его расхолаживании и разотравлении. Гашение цепной реакции осуществляется воздействием на реактивность активной зоны. Для этого могут применяться: поглощающие стержни или растворы, подвижные ТВС, детали отражателя нейтронов и другие средства, т. е. допускаются различные проектные решения, учитывающие специфику реакторов.

При этом должны быть предусмотрены по меньшей мере две независимые системы воздействия на реактивность, желательно основанные на различных принципах. К указанным системам предъявляются следующие требования по эффективности. Две системы должны быть способны независимо одна от другой обеспечивать переход из любого состояния нормальной эксплуатации в подкритическое состояние и поддержание этого состояния при рабочей температуре теплоносителя и замедлителя без превышения допустимых для нормальной эксплуатации пределов повреждения твэлов (1-е требование).

По крайней мере одна из предусмотренных систем воздействия на реактивность должна обеспечивать переход из любого состояния нормальной эксплуатации в подкритическое состояние и поддержание этого состояния с учетом возможного высвобождения реактивности при длительном расхолаживании при любых нормальных условиях, учитываемых исходных событиях и дополнительных отказах в соответствии с требованиями нормативных документов (2-е требование).

Чтобы записать эти требования в количественном виде, надо тщательно рассмотреть всю совокупность эффектов изменения реактивности при разогреве от монтажных температур до рабочих и при подъеме мощности с нулевой до номинальной, учтя при этом эффекты отравления, выгорания и возможные эффекты реактивности при аварийных и переходных процессах.

В целях фактического выполнения требования II в процессе эксплуатации необходимо, чтобы в любой момент кампании максимальный запас реактивности активной зоны не превышал эффективности органов управления.

Система аварийной защиты АЭС

Должна быть предусмотрена быстродействующая система аварийной защиты. В перечень параметров A3 входят поток нейтронов, давление, расходы теплоносителя по основным контурам, напряжение в системах электропитания ответственных потребителей и др. Сигнал от датчика после первичной обработки (усиления и унификации) сравнивается с уставкой A3, и при достижении ее формируется сигнал на срабатывание рабочих органов (РО).

Количество, расположение, эффективность и скорость введения рабочих органов A3 должны быть определены и обоснованы в проекте реактора, где должно быть показано, что при любых аварийных режимах органы A3 без одного наиболее эффективного органа обеспечивают:

  1. скорость аварийного снижения мощности реактора, достаточную для предотвращения повреждения твэлов сверх допустимых пределов;
  2. приведение реактора в подкритическое состояние и поддержание его в этом состоянии с учетом возможного увеличения реактивности в течение времени достаточного для введения других, более медленных органов СУЗ;
  3. предотвращение образования локальных критических масс.

Важной характеристикой органов A3 и их приводов является время срабатывания — от момента появления аварийного сигнала до введения отрицательной реактивности. Его стремятся сделать возможно меньшим.

Аварийная защита должна быть спроектирована таким образом, чтобы начавшееся защитное действие доводилось до конца. При появлении аварийного сигнала рабочие органы A3 должны приводиться в действие из любого промежуточного положения.

Для исключения больших термокачек оборудования, неоправданных экономических потерь там, где это допустимо по условиям безопасности, целесообразно использование предупредительной защиты, при которой обеспечивается снижение мощности, давления, температуры до указанного уровня с заданной скоростью.

Резервирование и физическое разделение каналов. Как было показано выше, рабочие органы A3 должны выполнять свои функции при зависании одного наиболее эффективного органа.

Аппаратура A3 реактора должна состоять как минимум из двух независимых комплектов с учетом таких воздействий, как пожар, затопление и др. Для достижения независимости необходимо физическое разделение комплектов. Каждый из комплектов должен удовлетворять принципу единичного отказа и для исключения ложных срабатываний строится по мажоритарной логике. Так например, система A3 ЯЭУ с реактором ВВЭР-440 имеет два комплекта, в каждом из которых сигнал-формируется по принципу «2 из 3».

Разнообразие. Разнообразие в системах A3 реактора достигается использованием систем разного принципа действия, а в рамках одной системы применением каналов формирования аварийного сигнала по параметрам разной физической природы (мощности, давление и др.), использованием различной элементной базы.

Для исключения отказов по общей причине в качестве системы иного принципа действия в водо-водяных реакторах используется система аварийного ввода бора. Подача бора в реактор может быть осуществлена системой активного впрыска высокого давления или, например, потенциальной энергией газа, находящегося под давлением.

Заметим, что для достижения полной независимости формирование сигналов на сброс рабочих органов и подачу бора должно осуществляться системами, построенными на разной элементной базе.

Cистемы аварийного отвода тепла

Отличие ядерного реактора от других источников тепловой энергии состоит в том, что после отключения реактора в активной зоне происходит в течение длительного времени выделение тепла вследствие распада продуктов деления.Поэтому энергетический реактор любого типа, проработавший определенное время, требует организации отвода остаточных тепловыделений до тех пор, пока мощность тепловыделений не сравняется с мощностью рассеивания тепла в окружающую среду.

Указанное требование должно быть выполнено как при нормальной эксплуатации, так и при возникновении аварийных ситуаций. Специфика аварийного отвода тепла состоит в том, что указанный процесс должен осуществляться в условиях внешних и внутренних воздействий, неработоспособного состояния ряда систем нормальной эксплуатации. В связи с этим в комплексе защитных систем должна быть предусмотрена система аварийного отвода тепла от реактора до конечного поглотителя, состоящая из нескольких независимых каналов и обеспечивающая снятие мощности остаточных тепловыделений и расхолаживание остановленного реактора в аварийных ситуациях. При включении и работе систем аварийного отвода тепла должны быть предотвращены выход реактора в критическое состояние и превышение допустимого давления системах первого контура.

Допускается использование систем (каналов) охлаждения, предназначенных для нормальной эксплуатации, в качестве систем (каналов) аварийного отвода тепла от реактора, если они удовлетворяют требованиям, предъявляемым к системам безопасности. Последнее не означает, что в аварийной ситуации не должна использоваться работоспособная система нормального расхолаживания реактора, в первую очередь ее и следует использовать. Однако для каждого учитываемого проектом исходного события должно быть показано, что аварийный отвод тепла может быть осуществлен с использованием систем, отнесенных к категории важных для безопасности.

В дальнейшем будем различать систему аварийного расхолаживания и систему аварийного охлаждения активной зоны, имея в виду, что первая обеспечивает отвод остаточных тепловыделений в условиях герметичного первого контура, а вторая — в авариях с разгерметизацией первого контура и потерей его теплоносителя. Заметим, что данное деление достаточно условно, однако для процесса анализа оно удобно.

Система аварийного охлаждения активной зоны

Система аварийного охлаждения строится с использованием активных и пассивных элементов и состоит из трех подсистем: системы пассивного впрыска с гидроаккумуляторами, системы активного впрыска с насосами низкого давления и системы активного впрыска с насосами высокого давления (рис. 5.8). Первые две системы обеспечивают охлаждение активной зоны при большой разгерметизации первого контура, включая максимальную проектную аварию с разрывом главного циркуляционного трубопровода полным сечением, а последняя — для восполнения потерь теплоносителя первого контура и отвода тепла от активной зоны при относительно малой разгерметизации контура.

Система пассивного впрыска. Предназначена для первоначального залива активной зоны водой в случае большой течи первого контура. Состоит из нескольких гидроемкостей с запасом воды, находящейся под давлением азота и трубопроводов с обратными клапанами, связывающими гидроемкости с реактором. При разгерметизации первого контура и снижении давления до установленного значения обратные клапаны открываются и вода из гидроемкостей под давлением азота подается в реактор. На отечественных реакторах ВВЭР впрыск от гидроаккумуляторов осуществляется непосредственно в реактор: в верхнюю камеру и в опускной канал.

На зарубежных реакторах с водой под давлением гидроемкости подсоединяются к «холодным» участкам главного циркуляционного трубопровода или к корпусу реактора. Необходимость гидроаккумуляторов обусловлена быстротечностью процессов опорожнения первого контура при МПА и, как следствие, необходимостью оперативной подачи большого количества воды в реактор для предотвращения перегрева оболочек твэлов.

Система активного впрыска с насосами низкого давления. Предназначена для заполнения реактора и охлаждения активной зоны при больших течах теплоносителя после опорожнения гидроаккумуляторов. Процесс функционирования системы состоит из двух этапов. На первом этапе подача борированной воды в реактор осуществляется из баков аварийного запаса. После исчерпания запаса раствора бора в баке открывается задвижка на трубопроводе, соединяющем насос с приямком и организуется циркуляция по замкнутому контуру: приямок — теплообменник — насос — реактор — приямок. В таком режиме охлаждение реактора обеспечивается до тех пор, пока не будут созданы условия, позволяющие проводить'выгрузку активной зоны и ремонтно-восстановительные работы.

Система аварийного расхолаживания реактора с водой под давлением

При полном обесточивании станции, прекращении циркуляции питательной воды и в других ситуациях с нарушением теплоот-вода от реактора срабатывает A3 и установка переводится в режим расхолаживания. Расхолаживание реактора может осуществляться с использованием каналов нормального расхолаживания путем сброса пара из парогенераторов в конденсатор турбины с возвратом конденсата через конденсатно-питательную систему в парогенераторы.

Аварийный отвод тепла от реакторов с водой под давлением
осуществляется в два этапа. На первом этапе теплоотвод проис
ходит выпариванием теплоносителя второго контура из паро
генераторов со сбросом пара в атмосферу через быстродействую
щие редукционные установки (БРУ-А) или предохранительные
клапаны. Восполнение потерь теплоносителя второго
контура в парогенераторах осуществляется системой аварийной
подпитки.

На втором этапе процесса расхолаживания при снижении температуры и давления в первом контуре аварийный отвод тепла от реактора осуществляется с использованием теплообменников и насосов системы активного впрыска низкого давления. Теплоноситель первого контура забирается из «горячей» ветки петли контура, проходит через теплообменник, где отдает тепло технической воде, и затем насосом подается в «холодную» ветку.

Системы передачи тепла к конечному поглотителю

Системы аварийного теплоотвода должны обеспечивать передачу тепла вплоть до конечного поглотителя тепла, в качестве которого используются атмосфера, водоем, грунтовые воды по отдельности или в определенных комбинациях. Примеры построения систем передачи тепла к конечному поглотителю показаны на рис. 5.10—5.13.

Необходимо, чтобы поглотитель тепла обладал способностью поглощать остаточные тепловыделения, сохраняя температурные параметры в, допустимых пределах. Эти пределы определяются физическими процессами, связанными с механизмом передачи тепла, или могут устанавливаться на основе экологических требований.

При выборе систем передачи тепла к конечному поглотителю необходимо учитывать характерные для площадки природные явления, события, вызванные деятельностью человека, внутренние события (землетрясение, падение самолета, пожар и др.).

Для каждого исходного события необходимо определить мощность различных источников тепла и ее изменение во времени. Должны быть учтены следующие источники тепла:

  • остаточные тепловыделения в активной зоне;
  • остаточные тепловыделения отработавшего топлива в бассейне выдержки;
  • аккумулированное тепло в активной зоне, теплоносителях и металлоконструкциях контуров;
  • тепло, отводимое от оборудования, важного для безопасности;
  • прочие связанные с аварией источники^ тепла (например, химические реакции).

Тепло, образующееся в результате радиоактивного распада, выделяется в течение длительного времени. Необходимо, чтобы конечный поглотитель обладал способностью поглощать тепло с определенной интенсивностью и в течение требуемого времени. Если теплоемкость конечного поглотителя ограничена, необходимо доказать, что источники, к которым имеется оперативный доступ, имеют теплоемкость, обеспечивающую необходимый резерв времени для их пополнения.

Способы обеспечения надежности систем

Рассмотрим некоторые из используемых способов обеспечения надежности систем аварийного отвода тепла: резервирование, разнообразие, физическое разделение элементов, организация естественной циркуляции теплоносителя.

Примером структурного резервирования и физического разделения каналов САОЗ является схема, используемая в ЯЭУ с ВВЭР-1000. Каждый из трех каналов способен выполнить функцию системы в целом и отделен от других, в том числе и в части обеспечивающих систем (надежное электроснабжение, техническое водоснабжение).

Система удовлетворяет принципу единичного отказа при всех исправных каналах. Однако при выводе одного из каналов в ремонт на длительное время реактор должен быть остановлен, в противном случае при разрыве трубы первого контура в месте подключения канала САОЗ и единичном отказе во втором канале активная зона остается без средств охлаждения. Для исключения остановки-реактора при выводе одного из каналов САОЗ в ремонт используется четырехканальная схема, причем каждый из каналов способен выполнить функции системы в целом.

Широкое распространение получает такая мера обеспечения надежности систем аварийного отвода тепла, как использование естественной циркуляции теплоносителей в контурах при передаче тепла от активной зоны до конечного поглотителя. При этом достигается независимость теплоотвода от многочисленных вспомогательных систем. Уровень ЕЦ зависит от гидравлических характеристик контуров и компоновки ЯЭУ.

Функционирование системы осуществляется при естественной циркуляции теплоносителей по всем трем контурам с выпариванием предусмотренных запасов воды.

Локализующие системы безопасности

Для предотвращения или ограничения распространения внутри АС и выхода в окружающую среду выделяющихся при-авариях радиоактивных веществ в составе ЯЭУ и АС предусматриваются специальные системы локализации аварий (СЛА). Наиболее эффективным средством локализации является 30. Вообще говоря, 30 следует рассматривать как систему. Ее функционирование обеспечивается действием различных подсистем, при этом главными задачами являются:

  • выдерживать повышенное давление, возникающее внутри оболочки при потере теплоносителя первого контура;
  • во взаимодействии с системами охлаждения предотвращать повышение давления внутри оболочки сверх проектных пределов с последующим его снижением;
  • ограничивать выход радионуклидов в окружающую среду;
  • защищать установку от внешних воздействий;
  • предотвращать возникновение взрывоопасных концентраций водорода.

Ограничение давления и выхода радионуклидов

Оболочка должна быть рассчитана на максимальное давление при аварийном процессе. Для АС с водо-водяными реакторами наибольшее распространение получила оболочка из предварительно напряженного железобетона цилиндрической формы с проектным давлением примерно до 0,6 МПа. Наряду с одиночными находят применение двойные защитные оболочки.

Свободный объем оболочки блока мощностью 1ГВт обычно в пределах 50 000—100 000 м3.

Характерной особенностью АС с водо-водяными реакторами является способ снижения давления внутри 30 с помощью распыления в паровоздушной среде охлаждающей воды сприн-клерной системы. При функционировании сприн-клерной системы сначала вода забирается из специального бака, а затем из приямка ЗО, накопившего конденсат. Охлаждение циркулирующей воды осуществляется в теплообменниках САОЗ. Предусматривается несколько независимых каналов отвода тепла. Наряду с функцией снижения давления спринк-лерная система обеспечивает выведение радиоактивных продуктов из атмосферы ЗО.Перспективным направлением является организация функционирования систем снижения давления в ЗО с использованием пассивных элементов.

В проекте АС должна быть обоснована принятая допустимая степень неплотности контура герметизации системы локализации и должны быть указаны способы достижения заданной степени герметичности.

Проектная скорость утечки из 30 должна быть равна примерно 0,1 —1,0% свободного объема в сутки. Необходимой степени герметичности бетонных 30 способствует ее облицовка с внутренней поверхности.

Все пересекающие контур герметизации коммуникации, которые должны перекрываться в момент аварии для предотвращения выхода радиоактивных веществ за пределы 30, должны быть оборудованы резервированными отсекающими органами.

Предотвращение взрывоопасных концентраций водорода

При проектировании ЗО необходимо учитывать образование водорода в результате радиолиза воды, химической коррозии материалов и при потере теплоносителя первого контура вследствие экзотермической реакции Циркониевых оболочек твэлов с паром. Предусматривается контроль за концентрацией водорода в 30. Для уменьшения его концентрации могут быть использованы дожигатели водорода.

Защита от внешних воздействий

Одна из задач 30 — защита реактора, первого контура, важных для безопасности систем от внешних воздействий как при нормальной эксплуатации, так и при авариях. Необходимо учитывать не только природные, но и вызванные деятельностью человека явления, возможные их комбинации. В частности, анализируется способность оболочки выдерживать сейсмические нагрузки, характерные для данного региона, действие урагана, ударной волны, падение самолета. Защита обеспечивается прочностью^ оболочки и (или) ее теневым эффектом при соответствующей компоновке систем безопасности.

Управляющие системы безопасности

Управляющие системы безопасности (УСБ) предназначены для автоматического и дистанционного приведения в действие защитных, локализующих и обеспечивающих систем, управления ими в процессе выполнения заданных функций и осуществления контроля.

Отметим, что контроль необходим не только за эффективностью функционирования систем безопасности (положение рабочих органов A3 после срабатывания, расход и напор охлаждающей воды, напряжение на щитах надежного электропитания и др.), но и за готовностью систем к выполнению требуемых функций (положение арматуры, уровень воды в баке, концентрация поглотителя и т. п.).

УСБ содержат все электрические и механические устройства и оборудование, включая кабельные связи от датчиков до пусковых устройств исполнительных механизмов систем безопасности, органы и посты управления.

Под пусковым устройством следует понимать элемент, который непосредственно контролирует поступление энергии, приводящей в действие исполнительные механизмы; такими элементами могут быть выключатели, реле и пускатели, которые управляют распределением и использованием электроэнергии.

Требования к УСБ

Требования по обеспечению надежности и эффективности УСБ предусматривают:

  • выполнение систем таким образом, чтобы начавшееся защитное действие доводилось до конца. Возвращение УСБ в исходное состояние должно выполняться путем последовательных действий оператора;
  • поступление информации на пульт управления, если способность выполнения функций какой-либо части УСБ потеряна;
  • возможность автоматического и дистанционного приведения в действие систем безопасности. Повреждение в цепи автоматического включения не должно препятствовать дистанционному включению;
  • возможность приведения в действие систем безопасности и получения информации о состоянии реактора с резервного щита управления, если по каким-либо причинам (пожар и т.п.) этого нельзя сделать с блочного щита управления;
  • выполнение системы таким образом, чтобы свести до минимума возможность ошибки со стороны эксплуатационного и обслуживающего персонала;
  • блокирование опасных сигналов из систем управления;
  • организацию защиты от несанкционированного доступа к системам.

Классификация УСБ

Управляющие системы по виду управляющей среды можно разделить на электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные, т. е. использующие несколько видов энергии.

Наиболее эффективны комбинированные управляющие системы, использующие несколько видов энергии. Они обеспечивают реализацию сложных алгоритмов управления и развитых логических и вычислительных функций. Для получения командных сигналов в таких системах применяются пневматические и электронные элементы автоматики. Силовыми элементами, как правило, являются электрические, гидравлические и пневматические.. Цепь сигнализации — электрическая.

Следует отметить, что электрические управляющие системы безопасности позволяют реализовать сложные законы управления, с высокой точностью контролировать параметры различной физической природы (давление, температуру, расход и т. п.) или совокупность параметров, управляющие воздействия от которых формируются путем вычислений (в простейшем случае — разность температур, давлений).

Из-за отказа в датчике или во вторичных приборах приводит к ложному подключению системы безопасности, что, в свою очередь, нарушает процесс нормальной эксплуатации ЯЭУ. Поэтому УСБ должна быть защищена не только от функциональных отказов (непрохождение аварийного сигнала), но и от ложных срабатываний.

Указанные требования в известной мере противоречат друг другу, и это противоречие может быть снято введением в систему мажоритирования сигналов. Пример построения УСБ с элементом мажоритирования, когда аварийный сигнал от системы формируется при поступлении аварийных сигналов по меньшей мере от двух комплектов вторичных приборов. Наряду со схемой «2 из 3» широкое распространение получили схемы формирования сигналов по принципу «2 из 4».

Независимость. Резервирование элементов и каналов эффективно в том случае, если

Разнообразие. Физическое разделение не может обеспечить полной независимости каналов УСБ, поскольку не исключает потенциально возможных отказов по общей причине вследствие общности конструкции, ошибок проектирования. Защита от указанных отказов достигается разнообразием каналов УСБ. Различают функциональное разнообразие и разнообразие оборудования. Функциональное разнообразие достигается использованием в УСБ параметров разной физической природы. При этом могут быть скомпенсированы ошибки, связанные с неправильным прогнозированием изменений одного из параметров в аварийной ситуации. Разнообразие оборудования достигается использованием устройств разного типа, разного принципа действия. Для полного разнообразия необходимы устройства разного типа, спроектированные и изготовленные разными предприятиями, обслуживаемые в процессе эксплуатации разными специалистами.

Обеспечивающие системы безопасности

В составе АС должны быть предусмотрены обеспечивающие системы безопасности, выполняющие функции снабжения систем безопасности рабочей средой, энергией и создающие условия для их функционирования. Обеспечивающие системы должны удовлетворять всем рассмотренным выше требованиям, предъявляемым к системам безопасности. Для питания потребителей электроэнергии в системах безопасности в условиях обесточивания станции предусматривается система надежного электроснабжения. Соответствующие системы осуществляют охлаждение оборудования систем безопасности для обеспечения заданных условий-работы его элементов.

Система вентиляции и кондиционирования обеспечивает поддержание в помещениях управляющих систем безопасности заданных параметров воздуха (температуру, влажность), необходимых для нормальной работы элементов указанных систем.

Для управления пневмоприводной арматурой используется система сжатого воздуха. В состав системы входят компрессоры, баллоны запаса воздуха, трубопроводы, фильтры, арматура. Баллоны запаса воздуха обеспечивают поддержание давления в системе при отказе компрессора на период его ремонта.


Одно из требований к системе состоит в поддержании необходимой чистоты воздуха, поскольку попадание в него влаги, механических частиц может привести к отказу певмораспределителей.

В качестве источника энергии для пассивного впрыска воды из гидроаккумуляторов, а также для аварийного ввода бора применяется азот, находящийся под давлением.

В пожароопасных помещениях (кабельные коридоры и др.) предусматриваются средства пожаротушения.

Система надежного электропитания

По условиям допустимости перерыва в электропитании все потребители электроэнергии на собственные нужды разделены на четыре группы. Первая группа не допускает перерыва в питании (в том числе и при проектных авариях) более чем на доли секунд. К числу этих потребителей относятся приводы СУЗ, управляющие системы безопасности, аварийное освещение. Вторая группа допускает перерыв в питании на десятки секунд, но требует обязательного питания после срабатывания A3 реактора. К ней относятся насосы САОЗ, аварийные питательные насосы и другие потребители.

Третья группа допускает перерывы питания на время действия автоматики ввода резерва и не требует обязательного питания после срабатывания A3. Четвертая группа — все остальные потребители, не предъявляющие особых требований к электропитанию.

К числу обеспечивающих систем безопасности относится комплекс устройств, подающих электропитание на потребители первой и второй категории при обесточивании трансформаторов собственных нужд. Питание потребителей, важных для безопасности, предусматривается от сети собственных нужд. В качестве аварийных источников электропитания используются аккумуляторные батареи, обеспечивающие потребителей первой группы, и автоматизированные дизель-генераторы с быстродействующим запуском, обеспечивающие потребителей первой и второй групп. Отметим, что емкость аккумуляторной батареи выбирается из условия питания потребителей первой группы после сброса A3 в течение нескольких десятков минут. Время запуска дизель-генератора (ДГ) составляет 20—40 с.

 

Интересно знать

Департамент энергетики США отобрал 37 исследовательских проектов в области хранения энергии, энергии биомассы, захвата диоксида углерода и ряда других направлений. Среди них - новые металловоздушные батареи на основе ионных жидкостей с плотностью энергии превышающей в 6-20 раз плотность энергии обычных литиевых аккумуляторов, а так же проект по получению бензина непосредственно из солнечного света и CO2 используя симбиоз двух микроорганизмов.

масло мобил 1 3000 цена Украина купить mobil super 3000 5w 40
 
Направляюча купить запчасть 6L3837432J Skoda Audi Volkswagen Seat
 
btc laundry
 
free music for download