Повышение безопасности реактора ВВЭР-100

Атомная энергетика
Повышение безопасности реактора ВВЭР-1000
Описание реакторной установки ВВЭР-1000
Корпус ядерного реактора
Конструкция шахты внутрикорпусной

Активная зона реактора ВВЭР-1000

Поглощающий стержень системы управления и защиты
Описание первой топливной загрузки 5-го блока Балаковской АЭС
Расчет ТВС реактора ВВЭР-1000
Расчет продолжительности первой топливной кампании
Сценарий аварии
Конструкционный расчет
Технология проведения вибрационных испытаний ТВС РУ ВВЭР-1000
Анализ опасных и вредных производственных факторов, имеющих место при работе цехов по производству ТВС
Оценка максимально-возможной радиационной аварии при производстве ТВС
 
 
 
 
 

Расчет продолжительности первой топливной кампании.

  Мощность в процессе кампании остается постоянной, положение органов регулирования не меняется (группы СУЗ 1-9 находятся на ВКВ, рабочая группа в положении 80% от НКВ).

 Рисунок 2.6- Изменение концентрации борной кислоты в процессе выгорания

Продолжительность кампании, сут

Расчет по программе БИПР

290

Расчет по п/к РАДУГА

303


Моделирование аварийных ситуаций с использованием п/к Радуга.

 Одним из этапов обоснования безопасности является моделирование аварий. Под обоснованием ядерной безопасности мы понимаем моделирование аварий с изменением реактивности.  Одной из них является выброс ОР СУЗ. Он моделирует, прежде всего, скорость ввода реактивности.

При большой скорости ввода реактивности, происходит быстрый рост мощности, который нельзя реализовать нигде, кроме как в ядерном реакторе. При этом конструкционные материалы ведут себя особенным образом. Проявляются такие эффекты, как фрагментация топливо, определенные механизмы разрушение оболочки, возникновение и протекание пароциркониевой реакции. В настоящее время все они ограничиваются одной величиной: критической энтальпией топлива, которую она должна достичь через несколько микросекунд. Она составляет 250-280кал/г в зависимости от выгорания топлива и не должна достигаться в процессе аварии. При этой аварии возможен, в некоторых случаях кризис теплообмена, который так же в этой ситуации опасен возникновением пароциркониевой реакции. 

Выброс одного ОР регулирующей группы на номинальной мощности.

 Рассмотрение проводится параллельно для режимов срабатывания и без срабатывания аварийной защиты.

Сценарий аварии.

За начало аварийного процесса постулируется мгновенный поперечный разрыв механизма перемещения управляющей группы. Время выброса кассеты с полной глубины погружения 0.1 сек. ОР СУЗ выбрасывается с половины высоты активной зоны.

Критерии приемки:

отсутствие локального плавления;

давление в контуре теплоносителя, охлаждающем активную зону не должно быть выше рабочего на 15 %

Наиболее важные начальные условия (для сценария без срабатывания аварийной защиты помечены *):

картограмма активной зоны по номенклатуре каналов и выгоранию топлива

тепловая мощность реактора 3000МВт*;

эффективная доля запаздывающих нейтронов 0.0052, уменьшена на 20%*;

уставка по мощности 108%;

один наиболее эффективный ОР СУЗ застревает в крайнем верхнем положении;

начало кампании по бору стационарной топливной загрузки*;

управляющая группа находится на высоте 50% от низа активной зоны при стационарном отравлении*;

время выстреливания регулирующей кассеты с полной глубины 0.1 с.*.

Основные результаты расчета представлены в таблице 2.2 – 2.3 и на рис. 2.8.-П1.63.

Наиболее важные события в ходе аварии со срабатыванием аварийной защиты:

0.0 с. исходное состояние;

1 с. время начала выброса стержня;

4 с. фактическое окончание процесса за счет обратных связей.

Наиболее важные события в ходе аварии без срабатывания аварийной защиты:

0.0 с. исходное состояние;

1 с. время начала выброса стержня;

Рисунок 2.7 - Картограмма распoлoжения стержней СУЗ.

*- выбрасываемая кассета

Таблица 2.2 Изменение параметров (без срабатывания АЗ)

Параметр

Величина

Максимальная мощность реактора, % ном

114.97

Максимальная температура топлива, ºС

968

Максимальная температура оболочек твэл, ºС

318

Максимальное давление в первом контуре, кгс/см2

162.34

Таблица 2.3 Изменение параметров (с срабатыванием АЗ)

Параметр

Величина

Максимальная мощность реактора, % ном

111.03

Максимальная температура топлива, ºС

950

Максимальная температура оболочек твэл, ºС

317,5

Максимальное давление в первом контуре, кгс/см2

157.7

ni/nном

  t,сек

Рисунок 2.8 - Изменение относительной нейтронной мощности без срабатывания аварийной защиты

 ni/nном

  t,сек

Рисунок 2.9 - Изменение относительной нейтронной мощности при срабатывании аварийной защиты

 ∆k отн.ед

  t,сек

Рисунок 2.10 - Изменение реактивности без срабатывания аварийной защиты

 ∆k отн.ед

  t,сек

 Рисунок 2.11 - Изменение реактивности при срабатывании аварийной защиты

 С

 t,сек

Рисунок 2.12 - Изменение максимальной температуры топлива без срабатывания аварийной защиты

  С

 t,сек

Рисунок 2.13 - Изменение максимальной температуры топлива при срабатывании аварийной защиты

  С

 t,сек

Рисунок 2.14 - Изменение максимальной температуры оболочки твэла без срабатывания аварийной защиты

 С

 t,сек

Рисунок 2.15 - Изменение максимальной температуры оболочки твэла при срабатывании аварийной защиты

кгс/см2

  t,сек

Рисунок 2.16 - Изменение давления в I контуре без срабатывания аварийной защиты

кгс/см2

  t,сек

Рисунок 2.17 - Изменение давления в I контуре при срабатывания аварийной защиты

2.2.2.2 Выброс одного ОР регулирующей группы на МКУ.

Разработка и обоснование концепции высокотемпературного газоохлаждаемого реактора на быстрых нейтронах Целью проекта является разработка, исследование и обоснование концепции газоохлаждаемого ядерного реактора на быстрых нейтронах с керамической активной зоной, с коэффициентом воспроизводства больше 1, с повышенным уровнем самозащищенности и температурным потенциалом, позволяющим использовать этот реактор в качестве энергоисточника для промышленного производства водорода.

Сегодня, когда главные трудности преодолены, на передний план вышли фундаментальные преимущества кипящих реакторов: - отсутствие второго контура с его трубопроводами, насосами, арматурой, предохранительными клапанами, приборами контроля и т.п. - отсутствие такого сложного, дорогого и металлоемкого оборудования, как парогенераторы, компенсатор давления, борная система регулирования; соответственно, нет нужды в помещениях, требуемых для размещения этого оборудования (сокращается объем строительных работ), отпадает необходимость в его обслуживании, контроле и ремонте, что положительно сказывается и на надежности, и на экономике энергоблока

Переход к простой одноконтурной схеме охлаждения и использование отработанной технологии легководного кипящего теплоносителя позволит значительно уменьшить стоимость быстрого реактора, сделает его конкурентоспособным в современной энергетике и в энергетике ближайших десятилетий.

Реакторы на быстрых нейтронах лишены этих недостатков. Быстрые реакторы способны использовать до 60% энергетического потенциала природного урана, а, кроме того, они характеризуются минимальным радиационным воздействием на окружающую среду. Наиболее опасные долгоживущие радиоизотопы уничтожаются в топливном цикле быстрых реакторов. Поэтому, если речь идет о широкомасштабной экологически чистой ядерно-водородной энергетике, на столетия обеспеченной топливными ресурсами, то в этом случае в качестве ядерного энергоисточника должен выступать реактор на быстрых нейтронах.

Технопарк первого наукограда России для проекта «АЭС-2006» Проект Технопарка в г. Обнинске реализуется на основании государственной программы "Создание в Российской Федерации технопарков в сфере высоких технологий", одобренной Распоряжением Правительства РФ от 10 марта 2006 года №328-р. Научно-производственное предприятие «Радиационный контроль. Приборы и методы» приступило к реализации инвестиционного проекта, предусматривающего создание современного производства комплекса программных и технических средств радиационного контроля «РАДСИС».

Нанопористые материалы Ученые нередко стремятся работать над теми проблемами, которые, по их мнению, окажут наибольшее воздействие на научно-технический прогресс. Как правило, такая активность приводит к довольно строгой корреляции между количеством публикаций и активностью в соответствующей области экономики. Анализ показал, что в прошлом резкий рост публикаций в области исследования, например конструкционных и полупроводниковых материалов, коррелировал с резким ростом финансовой и промышленной активности в соответствующих областях.

Наноматериалы и нанотехнологии в современной нефтегазохимической индустрии Россия является крупнейшим игроком на мировом рынке энергоносителей. Благоприятная рыночная конъюнктура последних лет способствует внедрению системных инноваций в этой сфере — от добычи и транспортировки углеводородного сырья до переработки и создания новых материалов.

Огнегасящие полимерные материалы в качестве автоматических безинерционных систем подавления возгораний Возгорания, пожары и их предотвращение остаются постоянно актуальными проблемами современной цивилизации. Чем выше энергонасыщенность производств и транспорта, тем вероятнее возникновение чрезвычайных ситуаций, связанных с возгораниями. Пожары, как известно, приводят к большим человеческим жертвам и огромным материальным потерям. Поэтому имеется очень большое число научно-технических разработок по системам пожаротушения и созданию негорючих и трудносгораемых материалов

Повышение безопасности реактора ВВЭР-100