Анализ тяжелой запроектной аварии ректорной установки ЭГП-6 Билибинской АЭС. Формирование источника выброса

23.03.2018 2018 - №01 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

Л.М. Парафило Р.И. Мухамадеев Ю.Д. Баранаев А.П. Суворов

https://doi.org/10.26583/npe.2018.1.10

Выполнен анализ протекания динамической фазы тяжелой запроектной аварии, обусловленной неконтролируемым вводом положительной реактивности в реактор ЭГП-6 в условиях отказа системы аварийной защиты. Исходное событие приводит к быстрому росту мощности реактора до 450% от номинальной и сопровождается ростом температуры топлива, ростом температуры и давления теплоносителя. Эти факторы приводят к вскипанию теплоносителя в отдельных ТВС, что вызывает кризис теплообмена, повреждение топлива в этих ОТВС и истечение пароводяной среды в кладку реактора. Рост давления в кладке вызывает повреждение кожуха реактора, истечение пароводяной среды в надреакторное пространство и дальнейший транспорт пароводяной среды по коммуникациям: в реакторный зал, систему вентиляции надреакторного пространства и далее – в окружающую среду. Расчеты динамических процессов были выполнены с использованием кода RELAP5/Mod3.2. Рассмотрены стадии процесса повреждения топлива и оценена динамика количества и степени повреждения топлива в ТВС. Оценка величины выхода продуктов деления из поврежденных ТВС проводилась на основании экспериментальных данных, полученных в ГНЦ РФ-ФЭИ для ТВС Билибинской АЭС (трубчатые твэлы в стальной оболочке, топливная композиция – крупка диоксида урана в магниевой матрице), для условий запроектной тяжелой аварии. Транспорт продуктов деления с водой и паром оценивался на основании экспериментальных данных о пропускании продуктов деления графитовой кладкой в условиях тяжелой аварии, также полученных в ГНЦ РФ-ФЭИ. Оценка величины аварийного выброса в атмосферу проводилась с учетом динамики выхода продуктов деления и использования двух подходов к способу реализации выброса – консервативного и наиболее вероятного. Были отмечены хорошие свойства самозащищенности установки ЭГП-6 в условиях тяжелой запроектной аварии.

Ссылки

1. Билибинская АЭС. Блок 4. Отчет по углубленной оценке безопасности. ОАО «Концерн Росэнергоатом», АО «ГНЦ РФ-ФЭИ», АО «Атомэнергопроект», АО «Ижорские заводы». – 2016. – 4971 с.
2. НП-001-2015. Общие положения обеспечения безопасности АС. – М.: Ростехнадзор, 2015.
3. РБ-001-05. Рекомендации к содержанию отчета по углубленной оценке безопасности действующих энергоблоков атомных станций (ОУОБ АС). – М.: Ростехнадзор, 2005.
4. Deterministic Safety Analysis for Nuclear Power Plants. IAEA Safety Standards Series No. SSG-2, STI/PUB/1428. – IAEA, Vienna, 2009. – 84 p.
5. Fletcher С.D, Schultz R.R. RELAP5/MOD3.2 Code Manual. NUREG/CR-5535, INEL-95/0174. – Vol. 2. – 293 p.
6. Аттестационный паспорт RELAP5/MOD3.2 применительно к расчетам для реактора ЭГП-6. № 317 от 9.10.2012. – М.: Ростехнадзор, 2012.
7. Самойлов А.Г., Каштанов А.И., Волкова В.С. Дисперсионные твэлы. Т. 1. Материалы и технология. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 224 с.
8. Самойлов А.Г., Каштанов А.И., Волкова В.С. Дисперсионные твэлы. Т. 2. Конструкция и работоспособность. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 256 с.
9. Самойлов А.Г., Волков В.С., Солонин М.И. Тепловыделяющие элементы ядерных реакторов. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – 400 с.
10. Review of Fuel Failures in Water Cooled Reactors. Technical Reports Series No. 388, STI/ DOC/010/388; (ISBN:92-0-102298-0). – IAEA, Vienna, 1998. – 167 p.
11. Fuel Failure in Water Reactors: Causes and Mitigation (Proceedings of Technical Meeting Bratislava, 2002). IAEA-TECDOC-1345. – IAEA, Vienna, 2003. – 165 p.
12. Structural Behaviour of Fuel Assemblies for Water Cooled Reactors (Proc. Tech. Mtg Cadarache, France, 2004). IAEA-TECDOC-1454. – IAEA, Vienna, 2005. – 324 p.
13. Review of fuel failures in water cooled reactors. NF-T-2.1, STI/PUB/1445. (ISBN:978-92-0-102610-1). – IAEA, Vienna, 2010. – 178 p.
14. НП-082-07. Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций. – М.: Ростехнадзор, 2007
15. Баранаев Ю.Д., Долгов В.В., Мосеев Л.И. Выход продуктов деления из дисперсионного ядерного горючего в условиях аварии атомных ледоколов и Билибинской АЭС / XV Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Обнинский симпозиум. Рефераты докладов в 2-х томах. – Т. 2. – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1993. – С. 58.
16. Баранаев Ю.Д., Мосеев Л.И., Викторов А.Н, Долгов В.В. Экспериментальное определение выхода продуктов деления из топлива реакторов Билибинской АЭС в условиях, моделирующих тяжелые аварии // Атомная энергия. – 1993. – Т. 74. – Вып. 5. – С. 416-421.
17. Долгов В.В., Ильин Ю.В., Рябов В.В. Результаты испытаний твэлов Билибинской АЭС в условиях, имитирующих аварию с полной потерей теплоносителя и отказом всех активных каналов расхолаживания / IV Межотраслевая конференция по реакторному материаловедению, 15-19 мая Димитровград, 1995 г. Сб. докл. в 2-х томах. – Т. 1. «Топливо и твэлы энергетических реакторов». – Димитровград, НИИАР, 1996. – С. 165-177.
18. Suvorov A.P., Baranaev Yu.D., Moseev L.I., Kozmenkov Ya. K. Experimental and Calculational Investigations of Fission Product Release from Fuel of Water Cooled Reactors on Initial Stage of Severe Accident / Report on TCM «Design measures for prevention and mitigation of severe accident at advanced water cooled reactors», 21-25 October, Vienna, 1996. – IAEA-TECDOC-1020. – IAEA, Vienna, 1998. – PP. 27-37.
19. Croff A.G. ORIGEN-2: A Versatile Computer Code for Calculating the Nuclide Compositions and Characteristics of Nuclear Materials // Nuclear Technology. – 1983. – Vol. 62. – PP. 335-352.
20. WIMS, MultiGroup Reactor Lattice Calculation for Thermal Reactor and Fast Reactor, NEA-0329 WIMS-D/4. Электронный ресурс: http://www.oecd-nea.org/tools/abstract/detail/nea-0329 (дата доступа 21.09.2017).
21. Шарапов В.Н. Нейтронно-физические основы водографитовых реакторов с трубчатми твэлами. Докт. дисс. по спец. 05.14.03. – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1997. – 75 с.

тяжелая запроектная авария кризис теплообмена динамика повреждения топлива выход продуктов деления выброс

Ссылка для цитирования статьи: Парафило Л.М., Мухамадеев Р.И., Баранаев Ю.Д., Суворов А.П. Анализ тяжелой запроектной аварии ректорной установки ЭГП-6 Билибинской АЭС. Формирование источника выброса. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 1. – С. 99-111. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2018.1.10 .