Назначение и проектная основа

Активная зона реактора предназначена для осуществления в ее объеме управляемой цепной реакции деления ядер ²³⁵U с целью получения в облучательных ячейках нейтронов различных энергий. Она является системой нормальной эксплуатации , классификационное обозначение – 1Н, категория сейсмостойкости - I. Проектирование и изготовление ее элементов выполнялось в соответствии с требованиями основных НТД по обеспечению безопасности ИР – ОПБ ИР – 94 и ПБЯ – 03-75. Согласно этим нормативам в основу проекта положены следующие принципы:

· исключение превышения допустимых пределов повреждения твэлов на протяжении всего расчетного срока службы при условиях нормальной эксплуатации;

· обеспечение отрицательного мощностного коэффициента реактивности при любых режимах работы;

· исключение возможности непредусмотренного перемещения компонентов активной зоны, случайного изменения ее состава и конфигурации;

· исключение заклинивания РО СУЗ при нормальных и аварийных режимах работы;

· исключение возможности возникновения вторичных критических масс делящихся материалов при разрушении активной зоны или расплавления топлива при запроектных авариях;

· исключение возможности возникновения локальных критических масс в активной зоне при нормальных и аварийных режимах работы РУ;

· обязательное наличие САОР, предотвращающее повреждение твэлов и мишеней ТУЭ сверх допустимых пределов при неисправности системы нормального теплоотвода;

· наличие технических средств для предотвращения потерь теплоносителя из ПК реактора, ведущих к нарушению циркуляции через активную зону, либо к ее оголению и приводящих к повреждению твэлов и мишеней ТУЭ сверх пределов, установленных для проектных аварий.

Реализация перечисленных принципов направлена на поддержание мощности активной зоны в пределах нормальной эксплуатации, на обеспечение нормального теплосъема с твэлов и мишеней ТУЭ и сохранение их целостности при проектных авариях.

В качестве критериев безопасной эксплуатации активной зоны реактора СМ-3 приняты:

· расчетное значение запаса до кризиса теплообмена К_кр на поверхности максимально напряженного твэла должно быть не менее 1.1. В номинальном режиме К_кр³1.51;

· по условиям радиационной обстановки допускаются повреждения твэлов, эквивалентные оголению топливного сердечника на площади не более 50см², или деление не более 0,03г ²³⁵U, осевшего в виде загрязнения на поверхностях элементов активной зоны. Этим значениям соответствует активность теплоносителя по продуктам деления ²³⁵U, равная ~10^-3 Ки/л и мощность экспозиционной дозы g-излучения около оборудования ПК через сутки расхолаживания ~100мкР/с [5.5]. Такое значение мощности дозы позволяет производить кратковременный эпизодический ремонт без переоблучения персонала;

· при нормальном функционировании активной зоны мощность экспозиционной дозы g-излучения на трубопроводах ПК не должна превышать 2000мкР/с, от газовых линий КО – 80мкР/с.

Для анализа проектных аварий приняты следующие критерии (см. раздел 5.2):

· твэл сохраняет работоспособность, если средняя температура сердечника не превышает 650°С;

· твэл сохраняет герметичность, если средняя температура сердечника не превышает 700°С;

Непревышение перечисленных критериев при каких-либо отказах или авариях, не приводящих к утечке теплоносителя из ПК, означает безопасность реакторной установки, т.е. отсутствие переоблучения персонала и населения и незагрязнение окружающей среды. Если имеет место утечка теплоносителя из ПК, то безопасность РУ устанавливается на основе анализа получаемых доз и загрязнений.

Расчетами обосновано [5.6] и в процессе эксплуатации реакторовСМ-2 [5.7] и СМ-3 доказано, что активная зона может успешно работать на мощности 100 МВт при среднесмешанной температуре теплоносителя на выходе из нее ~86⁰С, расходе через реактор 2400 м³/ч и давлении до 4,9 МПа. В этом режиме активная зона должна обеспечивать:

· недопущение выхода продуктов деления из-под оболочек твэлов сверх допустимого предела;

· свободное перемещение РО СУЗ;

· условия нормального теплосъема с поверхностей твэлов, пэлов и мишеней ТУЭ.

Критериями выполнения возложенных на активную зону функций при нормальной эксплуатации является непревышение значений эксплуатационных пределов, указанных в главе 16.