Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ
Проаналізовано особливості протікання аварії з течею теплоносія з першого контуру в другий з можливістю управління витратою на напорі системи аварійного охолодження активної зони реакторної установки з насосами високого тиску (САОЗ ВТ) за допомогою регулюючого клапана (РК) порівняно з роботою САОЗ В...
Saved in:
| Published in: | Ядерна та радіаційна безпека |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
2016
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129802 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ / А.В. Носовський, А.В. Гур’єв, Р.І. Серафин, О.В. Іванюк // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 2. — С. 27-31. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859805878373318656 |
|---|---|
| author | Носовський, А.В. Гур’єв, А.В. Серафин, Р.І. Іванюк, О.В. |
| author_facet | Носовський, А.В. Гур’єв, А.В. Серафин, Р.І. Іванюк, О.В. |
| citation_txt | Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ / А.В. Носовський, А.В. Гур’єв, Р.І. Серафин, О.В. Іванюк // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 2. — С. 27-31. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Ядерна та радіаційна безпека |
| description | Проаналізовано особливості протікання аварії з течею теплоносія з першого контуру в другий з можливістю управління витратою на напорі системи аварійного охолодження активної зони реакторної установки з насосами високого тиску (САОЗ ВТ) за допомогою регулюючого клапана (РК) порівняно з роботою САОЗ ВТ без РК у рамках оновленої стратегії з ліквідації аварії. Досліджувалося протікання аварії без відмов обладнання, а також з відмовою арматури системи аварійного газовидалення у повністю відкритому положенні. За результатами розрахунків автоматизивона робота РК дає змогу зменшити інтегральну витрату в течу та забезпечити підтримання необхідного запасу до насичення в першому контурі, проте супроводжується явищем автоколивань.
Проанализированы особенности протекания аварии с течью теплоносителя из первого контура во второй с возможностью управления расходом на напоре системы аварийного охлаждения активной зоны реакторной установки с насосами высокого давления (САОЗ ВД) с помощью регулирующего клапана (РК) по сравнению с работой САОЗ ВД без РК в рамках обновленной стратегии по ликвидации аварии. Исследовано протекание аварии без отказов оборудования, а также с отказом арматуры системы аварийного газоудаления в полностью открытом положении. Согласно результатам расчетов, автоматизированная работа РК позволяет уменьшить интегральный расход в течь и обеспечить поддержание необходимого запаса до насыщения в первом контуре, однако сопровождается явлением автоколебаний.
The features of primary-to-secondary leak accident progression with high pressure injection system (HPIS) flow control using a control valve (CV) compared with HPIS operation without CV were analyzed within the scope of the revised accident management strategy. The management strategy for primary-to-secondary leak accident designed for symptom-oriented emergency instructions of South Ukrainian NPP unit 3 was taken as a basic strategy. The evaluation of CV efficiency applied two modes for CV (pressurizer filling mode and supporting of margin to saturation in the primary system mode), which have been used depending on the stage of the accident (beforeand after level recovery in pressurizer). Research was carried out for the accident progression without any equipment failures and for the accident with the failures of emergency gas removal system valve in the fully open position. In addition, the experts performed comparative calculations of the integral leak flow for the different diameters of the leak for cases with using and without using CV for HPIS. The calculation results were shown that automated work of the CV can reduce integral leak flow and ensure an adequate margin to saturation in the primary system, but comes with the self-oscillations phenomenon.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:16:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016 27
УДК 621.039.586
А. В. Носовський, А. В. Гур’єв, Р. І. Серафин,
О. В. Іванюк
Державний науково-технічний центр з
ядерної та радіаційної безпеки, м. Київ, Україна
Особливості управління
аварією з течею теплоносія
з першого контуру
в другий з використанням
регулюючого клапана
на напорі САОЗ ВТ
Проаналізовано особливості протікання аварії з течею теплоносія
з першого контуру в другий з можливістю управління витратою на на-
порі системи аварійного охолодження активної зони реакторної уста-
новки з насосами високого тиску (САОЗ ВТ) за допомогою регулюючого
клапана (РК) порівняно з роботою САОЗ ВТ без РК у рамках оновленої
стратегії з ліквідації аварії. Досліджувалося протікання аварії без від-
мов обладнання, а також з відмовою арматури системи аварійного
газовидалення у повністю відкритому положенні. За результатами роз-
рахунків автоматизивона робота РК дає змогу зменшити інтегральну
витрату в течу та забезпечити підтримання необхідного запасу до на-
сичення в першому контурі, проте супроводжується явищем автоколи-
вань.
К л ю ч о в і с л о в а: теча теплоносія з першого контуру в другий,
регулюючий клапан, САОЗ ВТ.
А. В. Носовский, А. В. Гурьев, Р. И. Серафин, О. В. Иванюк
Особенности управления аварией с течью из первого
контура во второй с использованием регулирующего
клапана на напоре САОЗ ВД
Проанализированы особенности протекания аварии с течью
тепло носителя из первого контура во второй с возможностью управ-
ления расходом на напоре системы аварийного охлаждения активной
зоны реакторной установки с насосами высокого давления (САОЗ ВД)
с помощью регулирующего клапана (РК) по сравнению с работой
САОЗ ВД без РК в рамках обновленной стратегии по ликвидации
аварии. Исследовано протекание аварии без отказов оборудования,
а также с отказом арматуры системы аварийного газоудаления в пол-
ностью открытом положении. Согласно результатам расчетов, автома-
тизированная работа РК позволяет уменьшить интегральный расход
в течь и обеспечить поддержание необходимого запаса до насыщения
в первом контуре, однако сопровождается явлением автоколебаний.
К л ю ч е в ы е с л о в а: течь теплоносителя из первого контура
во второй, регулирующий клапан, САОЗ ВД.
© А. В. Носовський, А. В. Гур’єв, Р. І. Серафин, О. В. Іванюк, 2016
Н
а цей час на енергоблоках АЕС України
впроваджується низка модернізацій, спрямо-
ваних на оптимізацію управління аварійними
процесами з втратою теплоносія першого кон-
туру [1]. До них належить встановлення на
напорі насосів САОЗ ВТ регулюючого клапана (РК) для за-
безпечення управління витратою на перший контур (енер-
гоблоки №№ 1, 2 Рівненської АЕС та №№ 1, 2 Южно-
Української АЕС).
У процесі такої модернізації основну увагу зосереджено
на підвищенні безпеки реакторної установки в разі теч те-
плоносія першого контуру, тоді як можливість оптимізації
управління аварією з течею з першого контуру в другий
детально не розглянута і, в основному, реалізується в рам-
ках модернізації з впровадження автоматизованого алго-
ритму управління аварією з течею теплоносія з першого
контуру в другий.
Формально течі теплоносія з першого контуру в другий
є окремим випадком теч першого контуру. Але на відміну
від останніх, течі теплоносія з першого контуру в другий
мають деякі особливості, які потребують використання
спеціальних стратегій управління цими аваріями. По-
перше, в разі теч теплоносія з першого контуру в другий
відбувається незворотна втрата теплоносія першого кон-
туру. По-друге, крім небезпеки пошкодження активної
зони, виникає загроза викиду радіоактивного теплоносія
першого контуру в атмосферу (байпас герметичного огоро-
дження) через пароскидні пристрої аварійного парогене-
ратора (ПГ).
Наведені особливості накладають на процес управлін-
ня течами з першого контуру в другий низку обмежень,
зокрема щодо підживлення першого контуру від системи
САОЗ ВТ.
Таким чином, одним з основних завдань управління те-
чами теплоносія з першого контуру в другий є встановлен-
ня такого підживлення першого контуру, яке забезпечить
відновлення втрати теплоносія першого контуру і водно-
час не призведе до викиду в атмосферу, а також дасть змо-
гу максимально швидко зрівноважити тиски в першому
та другому контурах для припинення течі.
У зв’язку із швидким протіканням перехідного процесу
в разі теч теплоносія з першого контуру в другий (у діа-
пазоні від Ду 40 до Ду 100 мм), а також через високий рі-
вень стресу та інформаційного навантаження на персонал
(необхідність контролю тисків першого контуру, аварій-
ного та неаварійних ПГ, рівня в компенсаторі тиску, за-
пасу до насичення першого контуру, витрати від САОЗ ВТ
тощо) під час ліквідації цієї аварії, регулювання витратою
на напорі САОЗ ВТ оператором є складним завданням, ви-
конання якого може з високою ймовірністю призвести до
помилки персоналу. Реалізація автоматизованого управ-
ління витратою на напорі САОЗ ВТ дасть змогу мінімі-
зувати вплив людського фактора, а отже, зменшити ймо-
вірність виникнення негативних наслідків ліквідації течі
теплоносія з першого контуру в другий.
Основною метою цієї статті є аналіз управління ава-
рією з течею теплоносія з першого контуру в другий з ви-
користанням РК на напорі САОЗ ВТ, оцінка недоліків
та пере ваг використання РК.
У статті наведено результати порівняльних розрахунків
інтегральної витрати для різних діаметрів течі з викорис-
танням та без використання РК САОЗ ВТ, а також ре-
зультати розрахункових аналізів аварії з течею теплоносія
з першого контуру в другий Ду 40 мм у разі протікання
аварії без накладання додаткових відмов та в разі відмови
САГ на закриття в максимально відкритому положенні.
28 ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016
А. В. Носовський, А. В. Гур’єв, Р. І. Серафин, О. В. Іванюк
Основні підходи до виконання аналізу. Під час чергового
перегляду інструкцій з ліквідації аварій на енергоблоках
АЕС України державним підприємством «Національна
атомна енергогенеруюча компанія «Енергоатом»
(ДП НАЕК «Енергоатом») проведено додаткові аналізи ви-
хідних подій, пов’язаних з течею першого контуру в дру-
гий, з урахуванням набутого в галузі досвіду. Одним з ре-
зультатів виконаних ДП НАЕК «Енергоатом» робіт стала
оновлена стратегія з управління зазначеною аварією, яка
забезпечує зменшення інтегральної витрати в течу, а також
мінімізацію спрацювання пароскидних пристроїв аварій-
ного ПГ.
Для виконання описаних далі аналізів модифіковано
теплогідравлічну модель реакторної установки В-320 роз-
рахункового коду RELAP5/MOD 3.2 [2]. За основу взято
оновлену стратегію управління аварією з течею теплоносія
з першого контуру в другий, впроваджену на енергоблоці
№ 3 Южно-Української АЕС (без РК з ручним управлін-
ням САОЗ ВТ в режимі підтримання запасу до насичення
першого контуру).
Оновлена стратегія має низку особливостей, які вра-
ховано в процесі моделювання дій персоналу в моделі [2].
У рамках оновленої стратегії реалізовано прискорений
перехід з діагностичної процедури симптомно-орієнтова-
них аварійних інструкцій (СОАІ) А-0 «Срабатывание ава-
рийной защиты реактора или запуск систем безопасности»
до процедури оптимального відновлення А-3 «Течь 1-го
контура во 2-й контур». Прискорений перехід враховано
в моделі [2] реалізацією дій персоналу з припинення течі
вже через 5 хв після початку аварії. Ці дії полягали в по-
чатковому зменшенні та подальшому підтриманні тиску
в першому контурі в діапазоні 66—70 кгс/см2 за рахунок
роботи САГ, щоб запобігти або обмежити спрацювання
пароскидних пристроїв аварійного ПГ.
Також у моделі [2] враховано передбачені стратегією
дії з ізоляції паропроводів аварійного та неаварійних ПГ
шляхом закриття швидкодіючих запірних відсічних кла-
панів, подальшого переведення швидкодіючих редукцій-
них установок скидання пари в атмосферу неаварійних ПГ
на знижені уставки та розхолодження (розглядався випа-
док з вимкненими головними циркуляційними насосами).
Окрім врахування дій персоналу, згідно з оновленою
стратегією модель [2] модифіковано за допомогою моде-
лювання РК на кожному каналі САОЗ ВТ. Передбачається,
що РК на напорі САОЗ ВТ працює без втручання операто-
ра, тобто всі дії щодо регулювання витратою від САОЗ ВТ
відбуваються автоматично по уставках.
Для управління аварією з течею теплоносія з першого
контуру в другий змодельовано два режими роботи РК:
1) режим заповнення КТ;
2) режим підтримання запасу до насичення в першому
контурі.
Відповідно, ліквідацію аварії можна поділити на два
етапи (до та після відновлення рівня в КТ), на кожному
з яких реалізується необхідний режим роботи РК САОЗ ВТ.
На першому етапі ліквідації аварії основна мета роботи
РК — відновлення рівня в КТ. Для цього встановлюється
мінімальна витрата від САОЗ ВТ, потрібна для заповнення
КТ. Початкова ступінь відкриття РК САОЗ ВТ, визначена
за результатами ітераційних розрахунків, дорівнює 15 %.
Встановлення мінімальної витрати від САОЗ ВТ полягає
в поступовому ступінчатому відкритті РК (на 1 % через
кожні 15 с) з 15 % до моменту початку росту рівня в КТ.
На другому етапі аварії, після досягнення в КТ рівня 8 м,
РК поступово закривається і, за потреби, відбувається пе-
реведення його роботи в режим підтримання необхідного
запасу до насичення (15 °C) в першому контурі (розгляда-
ється мінімальний запас до насичення в гарячих нитках
головного циркуляційного трубопроводу — ГЦТ). У цьому
режимі РК починає поступово відкриватися, якщо запас
до насичення в першому контурі досягнув 15 °С і продов-
жує знижуватися. Кожного разу після збільшення ступеня
відкриття РК перевіряється достатність нового значення
витрати. Якщо при значенні запасу до насичення в першо-
му контурі менше 15 °С починається його зростання, то
відкриття РК припиняється, в іншому разі — продовжу-
ється. Якщо запас до насичення в першому контурі досягає
15 °С і продовжує зростати, то РК починає поступово за-
криватись до моменту припинення зростання. Паралельно
з цим персонал виконує розхолодження РУ та стабілізацію
параметрів першого контуру.
У попередніх дослідженнях [3] робота РК САОЗ ВТ роз-
глядалась після стабілізації параметрів першого контуру.
Це пояснювалось тим, що робота регулятора в режимі під-
тримання запасу до насичення на початкових етапах ава-
рії не тільки є неефективною, але й шкідливою, оскільки
призводить до додаткових циклічних, динамічних та тер-
мічних навантажень [3]. Однак у запропонованій стратегії
на початковому етапі аварії РК САОЗ ВТ працює в режимі
відновлення рівня в КТ. При цьому РК поступово відкри-
вається починаючи з 15 %, що, навпаки, зменшує термічні
навантаження на обладнання РУ.
Для порівняння отриманих результатів з викорис-
танням РК проводилися розрахунки без модифікації
САОЗ ВТ. У розрахункових сценаріях без використання РК
на початковому етапі управління аварією, з досягненням
рівня в КТ 8 м, відбувалось почергове переведення насосів
на рециркуляцію (дії персоналу). Ці дії аналогічні автома-
тичному закриттю РК у першому режимі роботи. За потре-
би персонал вводив насоси САОЗ ВТ в роботу на перший
контур для підтримання необхідного запасу до насичення.
Результати управління аварією з течею теплоносія з пер-
шого контуру в другий з використанням РК САОЗ ВТ без
додаткових відмов обладнання. Щоб визначити ефектив-
ність РК САОЗ ВТ для ліквідації течі теплоносія з першо-
го контуру в другий розраховано базовий (без додаткових
відмов) варіант протікання аварії для випадків без та з ви-
користанням РК САОЗ ВТ. Оскільки швидкість і динаміка
протікання аварії залежать від розміру течі, розрахунки
проводились для різних діаметрів течі: 40, 60, 80 та 100 мм.
За результатами розрахунків було встановлено, що за-
стосування РК на напорі САОЗ ВТ з використанням ре-
жимів роботи РК, про які йшлося вище, дає змогу, в про-
цесі управління аварією з течею першого контуру в другий,
зменшити інтегральну витрату в течу на величину від 3
до 11 т порівняно з випадком без використання РК (рис. 1).
Основний внесок в інтегральну витрату спостерігається
в перші хвилини протікання аварії до моменту зрівняння
тисків першого контуру та аварійного ПГ. При цьому зі
збільшенням діаметра течі швидше досягаються уставки
спрацювання аварійного захисту, раніше відбувається вхід
до СОАІ і, відповідно, швидше розпочинаються дії щодо
припинення міжконтурної течі. Відповідно, зменшується
час до зрівняння тисків у першому контурі та аварійному
ПГ, коли відбувається формування основної частини інте-
гральної витрати. Наприклад, для Ду 40 мм значення інте-
гральної витрати встановлюється протягом перших 600 с
(рис. 2), тоді як для течі Ду 100 мм — за 350 с (рис. 3).
ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016 29
Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ
Рис. 1. Інтегральна витрата в течу з першого контуру в другий
Рис. 2. Масові витрати для течі Ду 40 мм:
1 — витрата в течу за базовим варіантом; 2 — витрата в течу з РК САОЗ ВТ; 3 —
витрата від САОЗ ВТ за базовим варіантом; 4 — витрата від САОЗ ВТ з РК
Рис. 1. Інтегральна витрата в течу з першого контуру в другий
Рис. 2. Масові витрати для течі Ду 40 мм:
1 — витрата в течу за базовим варіантом; 2 — витрата в течу з РК САОЗ ВТ; 3 —
витрата від САОЗ ВТ за базовим варіантом; 4 — витрата від САОЗ ВТ з РК
Рис. 1. Інтегральна витрата в течу
з першого контуру в другий
Рис. 2. Масові витрати для течі Ду 40 мм:
1 — витрата в течу за базовим варіантом; 2 — витрата в течу з РК САОЗ ВТ;
3 — витрата від САОЗ ВТ за базовим варіантом; 4 — витрата від САОЗ ВТ з РК
Рис. 3. Масові витрати для течі Ду 100 мм:
1 — витрата в течу за базовим варіантом; 2 — витрата в течу з РК САОЗ ВТ;
3 — витрата від САОЗ ВТ за базовим варіантом; 4 — витрата від САОЗ ВТ з РК
Рис. 3. Масові витрати для течі Ду 100 мм:
1 — витрата в течу за базовим варіантом; 2 — витрата в течу з РК САОЗ ВТ; 3 —
витрата від САОЗ ВТ за базовим варіантом; 4 — витрата від САОЗ ВТ з РК
Для більш детального аналізу особливостей протікання аварії розглянемо найменший
діаметр течі, при якому доцільно використовувати РК для зменшення втрат теплоносія
(див. рис. 1), а саме течу теплоносія з першого контуру в другий Ду 40 мм.
Результати розрахунків показали, що з використанням РК робота насосів САОЗ ВТ
приводить до меншого (на 10 кгс/см2) підвищення тиску в першому контурі порівняно
з конфігурацією без РК, що дає змогу більш ефективно зменшити різницю тисків між
першим контуром та аварійним ПГ до моменту відкриття арматури САГ.
Використання РК сприяє відновленню рівня в КТ за меншої витрати від САОЗ ВТ
(рис. 4, 5). Однак відновлення рівня відбувається на 200 с пізніше, ніж для сценарію без РК.
При цьому створюється необхідний запас до насичення в першому контурі (рис. 6)
і в подальшому підтримується роботою пароскидних пристроїв неаварійних ПГ
і періодичним упорскуванням від САОЗ ВТ. Зазначимо, що аварійна петля є «застійною» і,
відповідно, мінімальний запас до насичення в першому контурі встановлюється саме в ній.
Рис. 4. Ступінь відкриття РК САОЗ ВТ (сценарій без додаткових відмов)
Рис. 5. Масова витрата від насосів САОЗ ВТ (сценарій без додаткових відмов):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 4. Ступінь відкриття РК САОЗ ВТ
(сценарій без додаткових відмов)
Рис. 4. Ступінь відкриття РК САОЗ ВТ (сценарій без додаткових відмов)
Рис. 5. Масова витрата від насосів САОЗ ВТ (сценарій без додаткових відмов):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 5. Масова витрата від насосів САОЗ
ВТ (сценарій без додаткових відмов):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 6. Мінімальний запас до температури насичення
в гарячих нитках ГЦТ (сценарій без додаткових відмов):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 6. Мінімальний запас до температури насичення в гарячих нитках ГЦТ (сценарій
без додаткових відмов):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
30 ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016
А. В. Носовський, А. В. Гур’єв, Р. І. Серафин, О. В. Іванюк
Таким чином, мінімізація інтегральної витрати відбува-
лася обмеженням подачі від САОЗ ВТ в режимі заповнен-
ня КТ до моменту зрівнювання тисків у першому контурі
та аварійному ПГ.
Течі з діаметрами меншими за Ду 40 мм не розглядали-
ся, оскільки при їх протіканні персонал має значні запаси
часу для організації відповідних дій з управління аварією.
Наприклад, за результатами виконаних розрахунків, для
течі Ду 20 мм формування сигналу САОЗ по запасу до на-
сичення першого контуру відбувається орієнтовно через
2000 с після початку аварії.
Виконані розрахункові аналізи показали, що величина
витрати від САОЗ ВТ в період до зрівняння тисків першого
контуру та аварійного ПГ має істотний вплив при течах се-
редніх діаметрів (Ду 60—100 мм), тоді як при менших течах
(до Ду 40 мм) такий вплив практично відсутній (див. рис. 1).
Відповідно, дії з обмеження підживлення першого кон-
туру від САОЗ ВТ у початковий період протікання аварії
з течею з першого контуру в другий є найбільш критич-
ними з точки зору зменшення інтегральної витрати в течу
саме для теч середніх діаметрів.
З урахуванням того, що зі збільшенням діаметра течі
запас часу на виконання дій оператором зменшується, іс-
тотний вплив на значення інтегральної витрати матиме
автоматизована робота РК САОЗ ВТ.
Для більш детального аналізу особливостей протікання
аварії розглянемо найменший діаметр течі, при якому до-
цільно використовувати РК для зменшення втрат теплоно-
сія (див. рис. 1), а саме течу теплоносія з першого контуру
в другий Ду 40 мм.
Результати розрахунків показали, що з використан-
ням РК робота насосів САОЗ ВТ приводить до меншого
(на 10 кгс/см2) підвищення тиску в першому контурі по-
рівняно з конфігурацією без РК, що дає змогу більш ефек-
тивно зменшити різницю тисків між першим контуром та
аварійним ПГ до моменту відкриття арматури САГ.
Використання РК сприяє відновленню рівня в КТ
за меншої витрати від САОЗ ВТ (рис. 4, 5). Однак віднов-
лення рівня відбувається на 200 с пізніше, ніж для сце-
нарію без РК. При цьому створюється необхідний запас
до насичення в першому контурі (рис. 6) і в подальшому
підтримується роботою пароскидних пристроїв неава-
рійних ПГ і періодичним упорскуванням від САОЗ ВТ.
Зазначимо, що аварійна петля є «застійною» і, відповідно,
мінімальний запас до насичення в першому контурі вста-
новлюється саме в ній.
Результати управління аварією з течею теплоносія
з першого контуру в другий з використанням РК САОЗ ВТ
із заклинюванням арматури САГ у відкритому положенні.
В управлін ні аварією з течею теплоносія з першого контуру
в другий важливу роль відіграє своєчасне відкриття арма-
тури САГ з метою більш ефективного зниження тиску пер-
шого контуру та підтримання його на рівні 66—70 кгс/см2.
Дії з управління арматурою САГ дають змогу припинити
течу, більш ефективно відновити рівень у КТ та мінімізу-
вати можливість спрацювання пароскидних пристроїв ава-
рійного ПГ. Враховуючи необхідність періодичного управ-
ління арматурою САГ існує ймовірність, що вона може
відмовити, тому для сценарію протікання аварії з течею
теплоносія з першого контуру в другий Ду 40 мм вибрано
випадок із заклинюванням арматури САГ у повністю від-
критому стані.
Така запроектна аварія поєднує в собі міжконтурну
течу та течу першого контуру. У випадку без РК, після
відновлення рівня в КТ, оператор почергово вимикає на-
соси САОЗ ВТ і, за потреби, знову вводить їх у роботу
на перший контур залежно від значення та тенденції зміни
запасу до насичення (рис. 7, 8).
У разі управління САОЗ ВТ періодичним введенням
насосів у роботу на перший контур неможливо встановити
оптимальне значення витрати для підтримки необхідного
запасу до насичення і компенсації течі без надлишкового
підживлення, що в результаті призводить до поступово-
го збільшення втрати теплоносія через САГ. Такий спо-
сіб регулювання витрати потребує постійного контролю та
оперативних дій персоналу, що створює додаткове наван-
таження на персонал та збільшує ймовірність допущення
помилки.
Використання РК САОЗ ВТ допомагає вирішити про-
блему встановлення оптимальної витрати, однак не відки-
дає необхідності оперативних дій персоналу.
Рис. 7. Масова витрата від насосів САОЗ ВТ (сценарій із заклиненням арматури САГ):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 8. Мінімальний запас до температури насичення в гарячих нитках ГЦТ (сценарій
із заклиненням арматури САГ):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 7. Масова витрата від насосів САОЗ ВТ
(сценарій із заклиненням арматури САГ):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 7. Масова витрата від насосів САОЗ ВТ (сценарій із заклиненням арматури САГ):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 8. Мінімальний запас до температури насичення в гарячих нитках ГЦТ (сценарій
із заклиненням арматури САГ):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
Рис. 8. Мінімальний запас до температури
насичення в гарячих нитках ГЦТ (сценарій
із заклиненням арматури САГ):
1 — базовий варіант; 2 — з РК САОЗ ВТ
ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016 31
Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ
Враховуючи складність управління аварією з течею те-
плоносія з першого контуру в другий, використання авто-
матизованого управління РК САОЗ ВТ є найбільш доціль-
ним, оскільки, додатково до встановлення оптимальної
витрати, дає змогу зменшити надлишкове навантаження
на оперативний персонал.
Висновки
За результатами оцінки управління аварією з течею
тепло носія з першого контуру в другий з використанням
РК САОЗ ВТ визначено, що:
існує можливість зменшення інтегральної витра-
ти в течу на початку протікання аварії на величину від
3 до 11 т порівняно з випадком без використання РК з од-
ночасним забезпеченням необхідного запасу до насичення
в першому контурі;
використання РК в частині зменшення інтеграль-
ної витрати в течу найбільш ефективно в діапазоні теч
Ду 60—100 мм;
у разі подачі теплоносія від САОЗ ВТ тиск у першо-
му контурі збільшується на меншу величину порівняно
з конфігурацією без РК, що дає змогу зменшити витрату
через САГ при зрівнюванні тисків між першим контуром
та аварійним ПГ;
у разі використання РК відновлення рівня в КТ від-
бувається дещо пізніше, однак без надлишкового піджив-
лення першого контуру від САОЗ ВТ;
автоматизація роботи РК дозволить максимально вико-
ристати його переваги, оскільки в такому випадку робота
починається до моменту дій персоналу з управління ава рією
та не потребує його участі. Зазначимо, що обґрунтування
автоматизованої роботи РК САОЗ ВТ вимагає виконання
значної кількості досліджень та перегляду наявної аналі-
тичної бази (зокрема аналізу проектних та запроектних
аварій), тому на цей час введення РК в роботу та управлін-
ня його положенням здійснюється оператором у дистан-
ційному режимі (енергоблоки №№ 1, 2 Рівненської АЕС
та №№ 1, 2 Южно-Української АЕС).
Разом з тим виявлено, що робота РК САОЗ ВТ супрово-
джується явищем автоколивань (див. рис. 5, 7, 8) у режимі
підтримання запасу до насичення. Для уникнення авто-
коливань алгоритм роботи РК має бути доопрацьований
завдяки розширенню набору контрольованих параметрів
[4], використання лінії рециркуляції тощо.
Список використаної літератури
1. Про затвердження Комплексної (зведеної)програми під-
вищення рівня безпеки енергоблоків атомних електростанцій :
Поста но ва КМУ від 07.12.2011 № 1270. [Електронний ресурс]. —
Режим доступу: http://zakon0.rada.gov.ua/laws/show/1270-2011-п
2. Розробка багатоцільової теплогідравлічної моделі ЯПВУ
із ВВЕР-1000/320. Деталізація основних компонентів моделі : Звіт
про науково-дослідну роботу / ДНТЦ ЯРБ. — К., 2010. — 788 с.
3. Научно-технические основы мероприятий повышения
безопасности АЭС с ВВЭР : монография / В. И. Скалозу-
бов, А. А. Ключников, Ю. А. Комаров, А. В. Шавлаков; НАН
Украины, Ин-т проблем безопасности АЭС. — Чернобыль (Киев.
обл.) : Ин-т прблем безопасности АЭС, 2010. — 200 с.
4. Анализ причин и последствий аварии на АЭС Fukushima
как фактор предотвращения тяжелых аварий в корпусных реакто-
рах : монография / В. И. Скалозубов, А. А. Ключников, В. Н. Ва-
щенко, С. С. Яровой; под ред. В. И. Скалозубова; НАН Украины,
Ин-т проблем безопасности АЭС. — Чернобыль (Киев. обл.) : Ин-т
прблем безопасности АЭС, 2012. — 280 c.
References
1. On Approval of the Comprehensive (Integrated) Safety Improvement
Program for Nuclear Power Plants. Ordinance of the Cabinet of Ministers
of Ukraine No. 1270 dated 07 December 2011 [Pro zatverdnhennia Kompleksnoi
(zvedenoi) prohramy pidvyshchennia rivnia bezpeky enerhoblokiv atomnykh
elektrostantsii: Postanova KMU vid 07.12.2011 No. 1270], available at: http://
zakon0.rada.gov.ua/laws/show/1270–2011-п (Ukr)
2. Development of Multipurpose Thermohydraulic Four-Looped Model
of NPP with VVER-1000/320. Specification of the Model Main Components
(Final Stage): R&D Report [Zvit pro naukovo-doslidnu robotu. Rozrobka
bahatotsiliovoi teplohidravlichnoi modeli YaPVU iz VVER-1000/320.
Detalizatsiia osnovnykh komponentiv modeli], SSTC NRS, Kyiv, 2010, No.
0109U008229, 788 p. (Ukr)
3. Skalozubov, V.I., Klyuchnikov, A.A., Komarov Yu.A., Shavlakov A.V. (2010),
“Scientific and Technical Basis of Safety Improvement Measures for NPPs
with VVER” [Nauchno-tekhnicheskiie osnovy meropriyatii povysheniia AES
s VVER], Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants, Chornobyl,
Kyiv Region, 200 p. (Rus)
4. Skalozubov, V.I., Klyuchnikov, A.A., Vaschenko, V.N, Yarovoi,
S.S. (2012), “Analysis of Causes and Consequences of Fukushima Accident
for Prevention of Severe Accidents in Vessel-Type Reactors”" [Analiz prichin
i posledstvii avarii na AES Fukusima kak factor predotvrashcheniia tiazhelykh
avarii v korpusnykh reaktorakh], Institute for Safety Problems of Nuclear Power
Plants, Chornobyl, Kyiv Region, 280 p. (Rus)
Отримано 11.05.2016.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-129802 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2073-6231 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:16:35Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Носовський, А.В. Гур’єв, А.В. Серафин, Р.І. Іванюк, О.В. 2018-01-29T16:03:31Z 2018-01-29T16:03:31Z 2016 Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ / А.В. Носовський, А.В. Гур’єв, Р.І. Серафин, О.В. Іванюк // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 2. — С. 27-31. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 2073-6231 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129802 621.039.586 Проаналізовано особливості протікання аварії з течею теплоносія з першого контуру в другий з можливістю управління витратою на напорі системи аварійного охолодження активної зони реакторної установки з насосами високого тиску (САОЗ ВТ) за допомогою регулюючого клапана (РК) порівняно з роботою САОЗ ВТ без РК у рамках оновленої стратегії з ліквідації аварії. Досліджувалося протікання аварії без відмов обладнання, а також з відмовою арматури системи аварійного газовидалення у повністю відкритому положенні. За результатами розрахунків автоматизивона робота РК дає змогу зменшити інтегральну витрату в течу та забезпечити підтримання необхідного запасу до насичення в першому контурі, проте супроводжується явищем автоколивань. Проанализированы особенности протекания аварии с течью теплоносителя из первого контура во второй с возможностью управления расходом на напоре системы аварийного охлаждения активной зоны реакторной установки с насосами высокого давления (САОЗ ВД) с помощью регулирующего клапана (РК) по сравнению с работой САОЗ ВД без РК в рамках обновленной стратегии по ликвидации аварии. Исследовано протекание аварии без отказов оборудования, а также с отказом арматуры системы аварийного газоудаления в полностью открытом положении. Согласно результатам расчетов, автоматизированная работа РК позволяет уменьшить интегральный расход в течь и обеспечить поддержание необходимого запаса до насыщения в первом контуре, однако сопровождается явлением автоколебаний. The features of primary-to-secondary leak accident progression with high pressure injection system (HPIS) flow control using a control valve (CV) compared with HPIS operation without CV were analyzed within the scope of the revised accident management strategy. The management strategy for primary-to-secondary leak accident designed for symptom-oriented emergency instructions of South Ukrainian NPP unit 3 was taken as a basic strategy. The evaluation of CV efficiency applied two modes for CV (pressurizer filling mode and supporting of margin to saturation in the primary system mode), which have been used depending on the stage of the accident (beforeand after level recovery in pressurizer). Research was carried out for the accident progression without any equipment failures and for the accident with the failures of emergency gas removal system valve in the fully open position. In addition, the experts performed comparative calculations of the integral leak flow for the different diameters of the leak for cases with using and without using CV for HPIS. The calculation results were shown that automated work of the CV can reduce integral leak flow and ensure an adequate margin to saturation in the primary system, but comes with the self-oscillations phenomenon. uk Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України Ядерна та радіаційна безпека Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ Особенности управления аварией с течью из первого контура во второй с использованием регулирующего клапана на напоре САОЗ ВД Features of Primary-to-Secondary Leak Accident Management Using Control Valve on HPIS Pressure Side Article published earlier |
| spellingShingle | Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ Носовський, А.В. Гур’єв, А.В. Серафин, Р.І. Іванюк, О.В. |
| title | Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ |
| title_alt | Особенности управления аварией с течью из первого контура во второй с использованием регулирующего клапана на напоре САОЗ ВД Features of Primary-to-Secondary Leak Accident Management Using Control Valve on HPIS Pressure Side |
| title_full | Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ |
| title_fullStr | Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ |
| title_full_unstemmed | Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ |
| title_short | Особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі САОЗ ВТ |
| title_sort | особливості управління аварією з течею теплоносія з першого контуру в другий з використанням регулюючого клапана на напорі саоз вт |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129802 |
| work_keys_str_mv | AT nosovsʹkiiav osoblivostíupravlínnâavaríêûztečeûteplonosíâzperšogokonturuvdrugiizvikoristannâmregulûûčogoklapanananaporísaozvt AT gurêvav osoblivostíupravlínnâavaríêûztečeûteplonosíâzperšogokonturuvdrugiizvikoristannâmregulûûčogoklapanananaporísaozvt AT serafinrí osoblivostíupravlínnâavaríêûztečeûteplonosíâzperšogokonturuvdrugiizvikoristannâmregulûûčogoklapanananaporísaozvt AT ívanûkov osoblivostíupravlínnâavaríêûztečeûteplonosíâzperšogokonturuvdrugiizvikoristannâmregulûûčogoklapanananaporísaozvt AT nosovsʹkiiav osobennostiupravleniâavarieistečʹûizpervogokonturavovtoroisispolʹzovaniemreguliruûŝegoklapanananaporesaozvd AT gurêvav osobennostiupravleniâavarieistečʹûizpervogokonturavovtoroisispolʹzovaniemreguliruûŝegoklapanananaporesaozvd AT serafinrí osobennostiupravleniâavarieistečʹûizpervogokonturavovtoroisispolʹzovaniemreguliruûŝegoklapanananaporesaozvd AT ívanûkov osobennostiupravleniâavarieistečʹûizpervogokonturavovtoroisispolʹzovaniemreguliruûŝegoklapanananaporesaozvd AT nosovsʹkiiav featuresofprimarytosecondaryleakaccidentmanagementusingcontrolvalveonhpispressureside AT gurêvav featuresofprimarytosecondaryleakaccidentmanagementusingcontrolvalveonhpispressureside AT serafinrí featuresofprimarytosecondaryleakaccidentmanagementusingcontrolvalveonhpispressureside AT ívanûkov featuresofprimarytosecondaryleakaccidentmanagementusingcontrolvalveonhpispressureside |