Расчетное обоснование безопасной эксплуатации РУ ВВЭР-1000 в режиме с обесточиванием одного из четырех ГЦН при работе на номинальной мощности

25.03.2019 2019 - №01 Aтомные электростанции

И.А. Никулин В.И. Белозеров А.В. Соболев

https://doi.org/10.26583/npe.2019.1.02

Представлены результаты расчетного анализа процесса с нарушением работы реакторной установки типа ВВЭР-1000, вызванного обесточиванием одного из четырех ГЦН-195. Расчеты выполнены с помощью программного комплекса КОРСАР/ГП, разработанного НИТИ им. Александрова. Комплекс является контурным кодом, позволяющим выполнять расчеты аварийных ситуаций с учетом работы различных систем, в том числе систем безопасности. КОРСАР/ГП аттестован и верифицирован для установок с водоводяными реакторами, в том числе и ВВЭР-1000.

Анализ выполнен с помощью разработанной расчетной схемы, включающей в себя основную геометрию главного циркуляционного контура и его четырехпетлевую конструкцию. Расчетная (нодализационная) схема учитывает наличие в одной из петель компенсатора давления, граничные условия, имитирующие второй контур, динамику ядерного реактора с обратными связями, работу систем автоматики. Разработанная нодализационная схема первого контура ВВЭР-1000 позволяет добавлять или исключать действие защитных систем безопасности, а также может быть использована для расчетного анализа последствий других нарушений нормальной эксплуатации. В рамках разработанной расчетной модели учитываются обратные связи реакторной установки по температуре топлива и температуре теплоносителя, пустотный эффект реактивности.

При проведении расчетов использовался принцип умеренного консерватизма расчетных оценок. В данном случае это обусловлено выбором таких значений параметров активной зоны, которые обеспечивают получение консервативных результатов с точки зрения значений технологических параметров, определяющих режим безопасной эксплуатации реакторной установки (температура топлива, запас до кипения и т.п.).

Результаты расчетов включают в себя оценки динамики изменения подогрева теплоносителя в активной зоне, изменения коэффициента неравномерности энерговыделения по активной зоне, средней температуры теплоносителя на выходе из активной зоны, температуры топлива, изменения мощности реакторной установки. Анализ полученных результатов показал, что при обесточивании одного из четырех ГЦН при работе реактора на номинальной мощности обеспечивается выполнение критериев, характеризующих безопасность установки. Основной вклад в обеспечение пределов безопасной эксплуатации реакторной установки вносит имитация работы системы автоматического регулирования. Ощутимый, но менее значимый в абсолютном значении, вклад для «удержания» установки в пределах безопасной эксплуатации вносят внутренние обратные связи (эффекты реактивности).

Ссылки

1. Иванов В.А. Эксплуатация АЭС. – СПб.: Энергоатомиздат, 1994. – 384 с.
2. Волков Ю.В. Надежность и безопасность ЯЭУ: учеб. пособие. – Обнинск: ИАТЭ, 1997. – 102 c.
3. Нигматулин И.Н., Нигматулин Б.И. Ядерные энергетические установки. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 168 с.
4. Баклушин Р.П. Эксплуатация АЭС. Ч. I. Работа АЭС в энергосистемах. Ч. II. Обращение с радиоактивными отходами: учеб. пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2011. –304 с.
5. Аминов Р.З., Хрусталев В.А., Духовенский А.С., Осадчий А.И. АЭС с ВВЭР: Режимы, характеристики, эффективность. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 264 с.
6. Выговский С.Б., Рябов Н.О., Семенов А.А., Чернов Е.В., Богачек Л.Н. Физические и конструкционные особенности ядерных энергетических установок с ВВЭР: учеб. пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 376 с.
7. Букринский А.М. Аварийные переходные процессы на АЭС с ВВЭР. – М.: Энергоиздат, 1982. – 142 с.
8. Афров А.М., Андрушечко С.А., Украинцев В.Ф. и др. ВВЭР-1000: Физические основы эксплуатации, ядерное топливо, безопасность. – М.: Университетская книга, Логос, 2006. – 488 с.
9. Лескин С.Т., Шелегов А.С., Слободчук В.И. Физические особенности и конструкция реактора ВВЭР-1000: учеб. пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 116 с.
10. РК КОРСАР/В3 Руководство пользователя. – Федеральное агентство по атомной энергии. ФГУП «Научно-исследовательский технологический институт им. А.П. Александрова». Инв. № Т-1426 . – 273 с.
11. RELAP5/MOD3 Code Manual. Code Structure, System Models, and Solution Methods. – Idaho: National Engineering Laboratory, 1995. – 418 p.
12. Беликов В.В., Беликова Г.В., Мосунова Н.А. и др. Теплогидравлический код HYDRA. Руководство пользователя. – М.: ИБРАЭ РАН, 2010. – 127 с.
13. MELCOR Computer Code Manuals. Электронный ресурс: https://www.osti.gov/ biblio/50939 (дата доступа 15.05.2018).
14. Белозеров В.И., Жук М.М. Физика реактора ВВЭР-1000 и эксплуатационные режимы. – Минск: Дом прессы, 2012. – 144 с.
15. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: учеб. для вузов. – М.: ИздАТ, 1994.– 296 с.
16. Программный комплекс КОРСАР/ГП. Аттестационный паспорт программного средства № 263 от 23.09.2009. – М.: НТЦ ЯРБ, 2009.
17. Мигров Ю.А. и др. Совершенствование и модернизация РК КОРСАР/ГП в обеспечение расчетных анализов безопасности РУ ВВЭР. / Сб. докл. VIII Международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». – Подольск: АО ОКБ «ГИДРОПРЕСС», 2013.

обесточивание ГЦН безопасность ВВЭР-1000 контурный код нештатная ситуация

Ссылка для цитирования статьи: Никулин И.А., Белозеров В.И., Соболев А.В. Расчетное обоснование безопасной эксплуатации РУ ВВЭР-1000 в режиме с обесточиванием одного из четырех ГЦН при работе на номинальной мощности. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2019. – № 1. – С. 19-29. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.1.02 .