Материал: Слободчук В.И., Лескин С.Т., Шелегов А.С., Кашин Д.Ю. Основные системы энергоблока с реактором РБМК-1000

Каналы СУЗ, КД и КОО охлаждаются водой, полностью заполняющей их проходное сечение. Каналы АЗ охлаждаются в пленочном режиме. Охлаждающая вода при взведенных вверх стержнях АЗ в виде пленки стекает по внутренней поверхности канала в его нижнюю часть. На участке активной зоны в каналах АЗ образована газовая полость, которая для исключения накопления водорода вентилируется азотом. Азот подается в головки каналов по индивидуальным трубопроводам от газового раздающего коллектора. Из каналов АЗ азотно-водяная смесь по индивидуальным трубопроводам отводится в сливной коллектор каналов АЗ и далее по трубопроводу, минуя теплообменник, сливается в ЦБ.

В контуре установлены параллельно четыре насоса, в работе находятся два из них. Насосы подают воду в напорный трубопровод, который врезан в раздающий коллектор СУЗ и имеет сифонный участок с воздушником. Это устройство предназначено для исключения слива воды из аварийного бака в циркуляционный бак, минуя каналы реактора, при аварийном отключении насосов.

Если проводились ремонтные работы, связанные с опорожнением контура СУЗ, то контурная вода подается в циркуляционный бак. При этом задвижка на байпасе ЦБ закрыта. После удаления воздуха из всех участков контура задвижка на байпасе ЦБ открывается, и тем самым исключается из циркуляции вода в ЦБ. Это обеспечивает при работе реактора на мощности сокращение выхода в газовый объем ЦБ продуктов радиолиза воды и радиоактивного 41Ar. Газовый объем над уровнем воды в ЦБ продувается воздухом при помощи замкнутой системы вентиляции. Безопасная концентрация водорода обеспечивается дожиганием его на контактных аппаратах замкнутой системы вентиляции. Газ, поступающий в ЦБ из каналов АЗ, направляется в камеру выдержки, а затем сбрасывается через спецвентиляцию в венттрубу.

Аварийный бак (АБ) контура предназначен для обеспечения охлаждения каналов СУЗ при аварийном останове насосов. В этой ситуации вода в раздающий коллектор и далее в каналы поступает из АБ самотеком под действием нивелирного напора. Запас воды в баке и нивелирный напор выбраны таким образом, чтобы обеспечить охлаждение каналов СУЗ и КОО практически номинальным расходом в течение не менее трех минут после останова насосов. За это время система аварийного электроснабжения должна обеспе-

17

чить включение насосов и восстановление нормального охлаждения.

При снижении уровня воды в АБ на 15 % от номинального подается сигнал на включение в работу резервного насоса, который должен восстановить номинальный уровень в АБ. При снижении уровня в АБ на 25 % от номинального формируется сигнал на срабатывание аварийной защиты реактора.

При нормальной работе контура вода баков АБ и ЦБ не участвует в циркуляции через активную зону и является аварийным запасом. Через переливную трубу АБ соединен с ЦБ, и при превышении уровня в АБ излишки воды сбрасываются в ЦБ. При этом возможно поступление воздуха из АБ в ЦБ, что существенно ухудшает режим работы системы вентиляции ЦБ. При нормальном режиме работы уровень воды в аварийном баке поддерживается на 200 мм ниже уровня горловины переливного трубопровода. Пространство над уровнем воды в АБ продувается воздухом для удаления продуктов радиолиза со сбросом газа в спецвентиляцию.

Очистка воды контура охлаждения каналов СУЗ осуществляется в установке байпасной очистки. Вода на очистку забирается с напора насосов и возвращается после очистки в циркуляционный бак. Предусмотрена также система подпитки контура, которая автоматически включается по сигналу снижения уровня в ЦБ.

5. Система аварийного охлаждения реактора (САОР)

САОР является защитной системой безопасности и предназначена для обеспечения отвода остаточного тепловыделения посредством подачи требуемого количества охлаждающей воды в каналы реактора при авариях, сопровождающихся нарушениями охлаждения активной зоны. К таким авариям относятся: разрывы трубопроводов КМПЦ большого диаметра; разрывы паропроводов свежего пара; разрывы трубопроводов питательной воды. Кроме того, САОР может использоваться для аварийной подачи воды в каналы реактора в ситуациях, не связанных с разрывом трубопроводов, но приводящих к невозможности ее подачи штатными системами (например, запаривание питательных насосов, аварийных питательных насосов).

18

САОР включается в работу по следующим сигналам: повышение давления в помещениях трубопроводов КМПЦ ≥

≥ 0,12 МПа (1,2 кгс/см2);

снижение уровня в БС на 800 мм и более по отношению к номинальному;

снижение перепада давления между напорным коллектором ГЦН и БС до значения 0,3 МПа (3 кгс/см2).

САОР должна удовлетворять следующим основным требованиям:

автоматически включаться в работу по сигналу аварии и отличать аварийную половину реактора от неаварийной;

обеспечить подачу воды в аварийную и неаварийную половины реактора с расходами, обеспечивающими отсутствие плавления, массового перегрева и разгерметизации твэлов;

быстродействие САОР должно быть таким, чтобы перерыв в подаче воды в аварийную половину реактора при возникновении аварии не превышал 3,5 с;

система должна состоять из нескольких независимых каналов и обеспечивать требуемую эффективность при независимом от исходного события отказе любого одного канала этой системы.

Система аварийного охлаждения реактора РБМК-1000 состоит из двух подсистем: быстродействующей подсистемы, или подсистемы кратковременного действия, и подсистемы длительного расхолаживания.

Обе подсистемы имеют три независимых канала, каждый из которых обеспечивает подачу в реактор не менее 50 % потребного расхода охлаждающей воды. Тем самым выполняются требования по обеспечению безопасности АЭС, которые предписывают выполнение системой безопасности своих функций в полном объеме при наложении одного независимого от исходного события отказа ее оборудования: при отказе одного канала САОР обеспечит подачу в реактор необходимого расхода охлаждающей воды.

Два канала быстродействующей подсистемы состоят из гидроаккумулирующих баллонов по шесть штук в каждом канале (рис. 5.1). Объем каждого гидробаллона равен 25 м3, объем воды – 12,9 м3. Рабочее давление (создаваемое газом) равно 9,8 МПа (100 кгс/см2). Третий канал – подача воды от питательных насосов, обеспечивающих расход воды в аварийную половину реактора в

19

количестве не менее 50 % от потребного. При сочетании аварии с обесточиванием потребителей собственных нужд энергоблока расход воды от ПЭН обеспечивается в течение примерно 50 с за счет работы ПЭН на выбеге совместно с турбогенератором. При опорожнении гидробаллонов уровень воды в них снижается. Для исключения попадания газа в реактор в сливной горловине каждого гидробаллона установлен отсечной поплавковый клапан, оснащенный дистанционным указателем положения поплавка. Общий объем воды в гидробаллонах позволяет обеспечить работу быстродействующей подсистемы САОР при любых проектных авариях не менее двух минут.

К моменту исчерпания аккумулирующей способности гидробаллонов быстродействующей подсистемы САОР включается в работу подсистема длительного расхолаживания, которая обеспечивает аварийное охлаждение реактора до перехода на ремонтную схему расхолаживания. Подсистема длительного расхолаживания включает насосы охлаждения аварийной половины реактора (НОАП) и насосы охлаждения неаварийной половины реактора (НОНП).

Подсистема НОАП – это три канала, каждый из которых содержит два параллельно подключенных насоса, обеспечивающих подачу воды расходом около 500 т/ч и теплообменник (рис. 5.2). Вода на всас насосов поступает из бассейна – барботера системы локализации аварий, охлаждается технической водой в теплообменнике и по напорным трубопроводам подается в коллекторы САОР и далее через раздаточные групповые коллекторы и нижние водяные коммуникации поступает на охлаждение технологических каналов.

Подсистема НОНП – также три канала. Насосная часть охлаждения неаварийной половины реактора каждого из каналов включает в себя один насос и обеспечивает подачу воды около 250 т/ч. Вода на всас насосов поступает из баков чистого конденсата и по напорному трубопроводу поступает в коллекторы САОР (рис. 5.3).

Насосы подсистемы длительного расхолаживания подключены к системе надежного электроснабжения. Если аварийная ситуация сопровождается обесточиванием собственных нужд энергоблока, происходит запуск дизель-генераторов. В течение первой минуты включаются НОАП, НОНП, открываются задвижки на напоре насосов, и САОР выполняет свои функции в полном объеме.

20