Водородная взрывобезопасность в условиях запроектной аварии для реактора ЭГП-6 Билибинской АЭС

14.12.2022 2022 - №04 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

А.А. Казанцев О.В. Супотницкая Е.А. Иванова И.В. Московченко Р.И. Мухамадеев В.Ф. Тимофеев Н.Э. Астахова

https://doi.org/10.26583/npe.2022.4.06

Представлены результаты моделирования запроектной аварии с точки зрения транспорта радиолитического водорода и анализа водородной взрывобезопасности в реакторном пространстве и центральном зале реактора Билибинской АЭС. В качестве расчетного средства для обоснования водородной взрывобезопасности используется программа для ЭВМ КУПОЛ-М версии 1.10а. Прототипом запроектной аварии служит авария, исходным событием которой является самоход двух пар стержней автоматического регулирования (АР) и отказ системы аварийной защиты реактора. Авария приводит к максимальному высвобождению положительной реактивности, массовому разрушению тепловыделяющих элементов и выходу радиолитического водорода в составе газовой смеси в реакторное пространство. Ранее растворенный в теплоносителе радиолизный водород при вскипании воды выходит в газопаровую смесь. Водород образуется от реакции пара и магниевой матрицы топлива и добавляется в газопаровую смесь. Практически отсутствует выход водорода от паростальной реакции в условиях этой запроектной аварии. Общий массовый расход водорода задается как исходные входные данные для кода КУПОЛ-М. Пароводородная смесь поступает в центральный зал (ЦЗ) и после разрушения стекол в окнах выходит в атмосферу. Результаты расчетных исследований демонстрируют отсутствие образования взрывоопасных концентраций водорода в реакторном пространстве и в центральном зале АЭС. Следовательно, водородная взрывобезопасность обеспечивается на всем протяжении запроектной аварии для блока Билибинской АЭС с реактором ЭГП-6.

Ссылки

1. НП-040-02. Правила обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции. – М.: Госатомнадзор России, 2002. – 10 c. Электронный ресурс: https://docs.cntd.ru/document/1200034921?ysclid=l5hteiyuyk105526523 (дата доступа 12.07.2022).
2. Shapiro Z.M., Moffette T.R. Hydrogen Flammability Data and Application to PWR Loss-of-Coolant Accident, WAPD-SC-545, Westinghouse Electric Corp. – Bettis Plant, Pittsburgh, 1957. Электронный ресурс: https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1024816/m2/1/high_res_d/4327402.pdf (дата доступа 12.07.2022).
3. Кириллов И.А., Харитонова Н.Л., Шарафутдинов Р.Б., Хренников Н.Н. Обеспечение водородной безопасности на атомных электростанциях с водоохлаждаемыми реакторными установками. Современное состояние проблемы. // Ядерная и радиационная безопасность. – 2017. – № 2 (84). – С. 26-37. –Электронный ресурс: https://elibrary.ru/item.asp?id=29680571 (дата доступа 12.07.2022).
4. КУПОЛ-М версия 1.10а. Аттестационный паспорт программного средства № 397 от 27.02.2018. – М.: НТЦ ЯРБ, 2018. Электронный ресурс: https://www.secnrs.ru/expertise/software-review/База_аттестационных паспортов_декабрь__2021.pdf (дата доступа 12.07.2022).
5. Каширин В.И., Дрягин Д.О., Афанасьев В.А. Некоторые вопросы анализа безопасности РУ ЭГП-6 с позиции стресс-тестов (ОАО «Ижорские заводы»). / Труды научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» ОКБ Гидропресс 2013 г. Электронный ресурс: http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/kms2013/documents/kms2013-022.pdf (дата доступа 12.07.2022).
6. Парафило Л.М., Мухамадеев Р.И., Баранаев Ю.Д., Суворов А.П. Анализ тяжелой запроектной аварии реакторной 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
7. Воронин Л.М., Проценко А.Н., Столяревский А.Я. и др. Атомная наука и техника СССР/ Под общ. ред. А.М. Петросьянца. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 312 с. (глава 1.9 Опыт эксплуатации Билибинской АТЭЦ, с 66-75) Электронный ресурс http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-nauka-i-tehnika-sssr_1987/go,66/ (дата доступа 12.07.2022).
8. Долгов В.В. Билибинская АЭС – тридцать лет работы в экстремальных условиях крайнего северо-востока России «История атомной энергетики Советского Союза и России. Вып. 5 История малой атомной энергетики». – 2004 г. Электронный ресурс. http://elib.biblioatom.ru/text/istoriya-atomnoy-energetiki_v5_2004/go,118/ (дата доступа 12.07.2022).
9. Баранаев Ю.Д., Викторов А.Н., Долгов В.В., Мосеев Л.И. Исследование выхода продуктов деления из топлива реакторов Билибинской АЭС в условиях, моделирующих тяжелую аварию. // Атомная энергия. – 1993. – Т. 74. – Вып. 5. – С. 416-421. Электронный ресурс: http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t74-5_1993/go,19/ (дата доступа 12.07.2022).
10. Казанцев А.А., Супотницкая О.В., Иванова Е.А., Московченко И.В., Мухамадеев Р.И., Тимофеев В.Ф., Астахова Н.Э. Радиолиз теплоносителя в реакторе ЭГП-6 Билибинской АЭС. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2022. – № 3. – С. 76-83. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2022.3.07 .
11. Мухамадеев Р.И., Баранаев Ю.Д. Методический подход к анализу последствий запроектных аварий РУ ЭГП-6 для населения. Препринт ФЭИ-3285. – Обнинск: ГНЦ РФ – ФЭИ, 2019. – 24 с. Электронный ресурс: https://ippe.ru/images/publications/preprints/2019/3285.pdf (дата доступа 12.07.2022).
12. RELAP5/MOD3.2. Аттестационный паспорт программного средства № 317 от 09.10.2012. – М.: НТЦ ЯРБ, 2012. – Электронный ресурс: https://www.secnrs.ru/expertise/software-review/База_аттестационныхпаспортов_декабрь__2021.pdf (дата доступа 12.07.2022).

кипящий реактор продукты радиолиза радиолитический водород Билибинская АЭС ЭГП-6 (энергетический гетерогенный петлевой реактор с шестью петлями циркуляции теплоносителя) водородная взрывобезопасность запроектная авария код КУПОЛ-М обоснование безопасности

Ссылка для цитирования статьи: Казанцев А.А., Супотницкая О.В., Иванова Е.А., Московченко И.В., Мухамадеев Р.И., Тимофеев В.Ф., Астахова Н.Э. Водородная взрывобезопасность в условиях запроектной аварии для реактора ЭГП-6 Билибинской АЭС. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2022. – № 4. – С. 67-77. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2022.4.06 .