Обеспечение безопасности ВВЭР.

УРОК 22 (1 ч)

Системы безопасности ядерных реакторов. Контуры.

1. Схема компоновки ЯЭУ – ядерной энергетической установки.

Двухконтурная схема АЭС.

Первый контур ядерного реактора - система теплоотвода энергии из активной зоны реактора к парообразователю.

Второй контур ядерного реактора -превращение тепловой энергии, поступающий от ректора через первый контур в кинетическую энергию движения пара, вращающего ротор турбины (выработка эл. энергии) 

Режимы работы реактора (статистика)

Обеспечение безопасности ВВЭР.

1. Связь с системой охлаждения.

2. Наличие системы аварийной защиты.

3. Наличие системы аварийного охлаждения

Из каждых 10 тыс. запросов в систему безопасности реактора 9999 раз система срабатывает

Конструкция АЭС должна обеспечить возможность дистанционного контроля управления, а в случае необходимости и дистанционную замену отдельных узлов.

Радиационная безопасность. Особые требования предъявляются к герметичности аппаратов, так как даже небольшие утечки радиоактивных газов, паров и растворов приводят к тяжёлым последствиям, вплоть до полной остановки и консервации на длительный срок всего производства или его отдельных переделов. Поэтому корпусы аппаратов должны быть цельносварными, фланцевые разъемы на корпусах недоступными. В разъемных соединениях для сменных узлов и датчиков контроля «мягкие» уплотнения для большинства переделов неприемлемы, так как радиационная стойкость органических материалов недостаточна, и поэтому используются уп­лотнения «металл по металлу» различных конструкций.

Применение подвижных узлов, контактирующих с радиоактивными про­дуктами, не рекомендуется, так как такие узлы требуют ремонта и обслуживания. Длительность их безотказной работы, как правило, меньше таковой для аппарата в целом, а замена узлов требует вспомогательного оборудования, отмывки аппарата от радиоактивных загрязнений и т. д. Поэтому стремятся использовать аппараты, в которых подвод энергии к средам производится с использованием сжатого воздуха или инертного газа.

Всё оборудование размещается в специальных каме­рах. Управление автоматическое или при помощи специальных манипуляторов. В производстве применяются ядерно-безопасные аппараты, магнитные приводы для транспортных устройств, исключающих прямой контакт оператора с токсичными продуктами.

Одним из важнейших требований к аппаратуре, работающей с делящимися веществами, является требование обеспечения ядерной безопасности.

2.2. Ядерная безопасность может быть обеспечена:

- ограничением полной вместимости аппарата (критическая масса, объем), что в промышленном масштабе большей частью неприемлемо из-за невозможности обеспечения требуемой производительности оборудования;

- установкой нейтронопоглощающих вставок внутри аппарата, наличие которых требует организации постоянного контроля их герметичности и гарантии «отравления»     рабочего раствора продуктами утечки нейтронопоглощающих материалов;

- выбором конструкции аппарата и ограничением его характер размера – диаметра аппарата, ширины плоского или кольцевого слоя;

- остальные размеры могут быть любыми. Вне аппарата могут устанавливаться нейтронопоглощающие вставки (при необходимости), исключающие влияние соседних аппаратов или стенок, являющихся отражателями нейтронов.

Механизм СУЗ.

Общие требования.

Система управления и защиты (СУЗ) реактора служит для создания условий безопасного протекания цепной реакции.

1. система ручного регулирования (РР).

2. система автоматического регулирования (АР);

3. компенсирующие стержни (КС);

4. аварийная защита (АЗ).

СУЗ должна:

- обеспечить безопасное протекание цепной реакции.

- обеспечивать цепную реакцию на заданном уровне мощности и изменения его (при пуске, остановке, переходе с режима на режим).

- для выравнивания (если потребуется).

- обеспечивать контроль подкритичности.

- прекращение реакции при случайном достижении критичности  во время перезагрузки  остановленного реактора.

Назначение СУЗ

- компенсировать значение изменения реактивности при переходе от холодного к рабочему состоянию реактора. Изменения реактивности могут возникнуть за счёт изменения
компонентов активной зоны и отравления продуктами деления.

       - компенсировать накопление продуктов деления (шлакование и выгорание топлива) -  т.е. изменение реактивности из-за изменения изотопного состояния. Эти задачи выполняют стержни (КС) стержни компенсирующая система, входящая в СУЗ.

     - компенсировать или создавать небольшие изменения реактивности в рабочем диапазоне нагрузок (режимов) реактора, поддерживая постоянно мощность или переключая её.

     - исключить возможность неконтролируемого разгона и обеспечить быстрое прекращение реакции деления (остановку реактора).

     - при наступлении аварийного положения срабатывают стержни «аварийная защита» (АЗ).

Стержни АЗ срабатывают по импульсам от измерителей потока нейтронов или по каким-нибудь другим параметрам.

Стержни АЗ выполняют функцию аварийной защиты.

АЗ - Во время работы реактора находятся вне зоны и для того, чтобы ввести их в активную зону необходимо время. В активной зоне (зона больших потоков нейтронов) они снижают реактивность.

     Если АЗ ввести в активную зону быстро необходимо сделать ряд автоматических и ручных операций, т. к. резкое изменение реактивности - «тепловой удар». Поэтому желательно стержни АЗ в активную зону вводить медленно.

Рабочие органы СУЗ влияют на реактивность и тепловой баланс.

     Для перемещения механизмов СУЗ в активной зоне необходимо свободное место.

   СУЗ реактора одна из главных, хотя и не единственная система обеспечения контроля и безопасности.

Это всё усложняет конструкцию СУЗ, но делает её универсальной и гибкой системой.

2.3.3. Материалы применяемые в СУЗ: