Связь системы с тепловой схемой станции

При эксплуатации АЭС решающее значение имеет безопасность работы реакторной установки. Один из основополагающих принципов, на котором базируется безопасность работы реакторной установки - это ограничение последствий возможных аварий.

При нормальной работе блока АЭС с ВВЭР на мощности тепловая энергия, вырабатываемая в реакторе, отводится через парогенераторы во 2 контур, где она срабатывается на турбогенераторе.

После останова реактора мощность быстро снижается, но за счет запаздывающих нейтронов, радиоактивного распада продуктов деления и аккумулирующей способности материалов активной зоны тепловыделение продолжается.

В реакторах типа ВВЭР через 60 сек. после срабатывания A3 остаточное тепловыделение составляет около 5,7% от номинальной мощности, через 15 минут оно снижается до 3,2%, а через сутки до 0,9%. Даже после достаточно длительной выдержки ядерное топливо продолжает выделять остаточное тепло.

В условиях нормальной эксплуатации температура оболочек тепловыделяющих элементов находится на уровне 340 0С, при этом температура в центре топливного стержня достигает 1600 0С (температура плавления двуокиси урана 2800-2900 ⁰С). При внезапном прекращении подачи теплоносителя в активную зону реактора в оболочках твэлов могут появиться дефекты из-за ее перегрева.

Выгруженные из ядерного реактора отработавшие три года ТВС содержат внутри твэлов большое количество радиоактивных веществ (“осколков” деления урана). Сразу после выгрузки одна отработавшая ТВС содержит, в среднем, 0,3 миллиона кюри р/а веществ, которые выделяют энергию 100 квт. Только по мере выдержки отработавших ТВС в воде БВ их радиоактивность уменьшается, и мощность остаточных энерговыделений снижается. Все это обуславливает необходимость в аварийных системах охлаждения активной зоны, способных вступить в действие при нарушении циркуляции теплоносителя в контуре охлаждения реактора.

В соответствии c требованиями ОПБ-88 в проектах реакторных установок должны иметься средства, направленные на предотвращение проектных аварий и ограничение их последствий. В составе систем безопасности должны быть также предусмотрены системы, выполняющие функции снабжения их рабочей средой, и что очень важно, энергией, для создания условий их функционирования.

Рабочее и резервное питание потребителей собственных нужд АЭС осуществляется от главной электрической схемы станции через

понижающие трансформаторы. В ходе некоторых аварийных ситуаций возможна полная потеря питания собственных нужд.

По условиям допустимого перерыва в электропитании все потребители электроэнергии на собственные нужды можно разбить на 3 группы:

-первая группа не допускает перерыва в питании (в том числе и при проектных авариях) более чем на доли секунд;

-вторая группа допускает перерыв в питании на десятки секунд, но требует обязательного питания после срабатывания A3 реактора;

-третья группа допускает перерыва питания и не предъявляет к нему особых требований.

К потребителям первой группы относятся контрольно-измерительные приборы и автоматика, приборы технологического контроля реактора и его систем, системы централизованного контроля технологического процесса блока, некоторые системы радиационного контроля, электроприводы быстродействующих клапанов отсечной арматуры, обеспечивающих вступление в работу систем расхолаживания и локализации аварии.

К потребителям второй группы относятся механизмы, обеспечивающие аварийное расхолаживание реактора и локализацию аварий в различных режимах, включая максимальную проектную аварию. Сюда же относятся механизмы, обеспечивающие охлаждение ГЦН, часть потребителей турбоагрегатов, от которых зависит их надежная остановка и сохранность при аварийном обесточивании, а также системы технологического дозконтроля.

К потребителям третьей группы относится большая часть нагрузки собственных нужд АЭС, обеспечивающей основной технологический процесс энергоблока. Третья группа потребителей на АЭС называется потребителями нормальной эксплуатации.

Для потребителей первой, второй и третьей групп предусматривается нормальное рабочее и резервное питание от двух независимых источников питания, связанных с сетью энергосистем.

Для потребителей первой и второй групп, помимо перечисленных источников, в аварийных режимах предусматривается дополнительно электроснабжение от специально установленных аварийных источников, не связанных с сетью энергосистемы.

В качестве аварийных источников для потребителей первой группы являются аккумуляторные батареи. Отметим что емкость аккумуляторных батарей СБ выбирается из условия питания потребителей первой группы в течение примерно 30 мин.

К системам аварийного расхолаживания АЭС предъявляются высокие требования в отношении надежности и эффективности срабатывания для всех ее элементов, что может быть реализовано лишь при наличии автономных источников питания нагрузок второй группы, обеспечивающих высокое качество электроэнергии всех электроприемников как в пусковых, так и в установившихся режимах. Электрическая часть этих систем представляет собой сложный автономный комплекс с автоматическим пуском аварийных источников и включением нагрузки ступенями.

Потребители второй группы запитаны от секций надежного питания 6,3 кВ. Количество секций надежного питания 6,3 кВ должно соответствовать количеству систем безопасности, принятому в технологической части. На блоке ВВЭР-1000 число таких секций равняется трем (BV, BW, BX). Эти секции присоединяются к секциям нормальной эксплуатации (BA, BB, BC) через два последовательно включенных выключателя.