Нормальное функционирование

Нормальное функционирование активной зоны возможно лишь в составе ПК при бесперебойной работе всех систем, обеспечивающих ее работоспособность и безопасность. При этом расход теплоносителя через активную зону составляет 2200 м³/ч, давление теплоносителя на входе 4,9 МПа, температура теплоносителя на выходе ~86⁰С, активность воды ПК не более 10^-3 Ки/л.

В процессе нормальной эксплуатации активной зоны количество негерметичных твэлов и степень их негерметичности должны быть такими, чтобы активность теплоносителя ПК не превышала значения 10^-3 Ки/л. Во время очередной частичной перегрузки или внеплановой остановки дефектная ТВС, как правило, выгружается и заменяется на свежую, что создает более благоприятные условия для эксплуатационного персонала, так как позволяет снизить годовую дозу облучения.

Нейтронно-физические характеристики активной зоны приведены ниже в разделе 5.3, где представлены данные по эффектам реактивности, эффективности РО СУЗ, распределению энерговыделений, особенностям формирования загрузки и проведения различных перегрузочных операций в активной зоне и реакторе при его эксплуатации в режиме частичных перегрузок топлива и др. Они были получены или уточнены по результатам физического и энергетического пусков и последующей шестилетней эксплуатации реактора.

При нормальной эксплуатации реактора реализован режим частичных перегрузок. Продолжительность каждой кампании составляет 10¸12 суток. Среднее выгорание топлива в начале кампании равно 15¸18 %, в ее конце - 19¸22 %. После первой кампании предусматривается малая остановка продолжительностью 30¸35 ч без сброса давления с реактора, с заменой в активной зоне нескольких ТВС с выгоранием 35¸40 % на свежие. Операции по перестановке ОТВС из активной зоны во внутриреакторные хранилища, а свежих обратно выполняются без разуплотнения реактора, с помощью механизма перегрузки, при взведенных РО АЗ и полной готовности цепей аварийной защиты и каналов контроля СУЗ. После второй кампании продолжительность остановки увеличена до 5¸7 сут. с расхолаживанием реактора до сброса давления и его разуплотнения. Из реактора выгружаются все накопившиеся ОТВС и загружаются свежие. Одновременно ведется перезарядка или выгрузка экспериментальных и облучательных устройств. Затем цикл из двух вышеописанных кампаний повторяется.

Отказы

При функционировании активной зоны возможны следующие отказы ее элементов:

· нарушение герметичности твэлов;

· нарушение герметичности мишеней ТУЭ.

Нарушение герметичности твэлов может произойти из-за их перегрева и/или раскрытия дефектов оболочек, необнаруженных при их изготовлении. Разгерметизация приведет к повышению активности теплоносителя ПК и газа в линиях дегазаторов (СК-147, -144). Конкретная ТВС с негерметичными твэлами будет определена по показаниям системы КГО. Решение о продолжении работы реактора или об его остановке и выгрузке ТВС из активной зоны принимается на основе анализа степени негерметичности твэлов по показаниям приборов системы РК и значению активности теплоносителя. Так как в результате исходного события потери герметичности ПК не происходит, то выход радиоактивных веществ в окружающую среду не превышает установленных норм и безопасность РУ обеспечивается.

Разгерметизация мишени ТУЭ может произойти либо из-за дефекта оболочек, либо в результате перекрытия посторонним предметом проходного сечения в отверстии центрального блока и ухудшения теплосъема. Нарушение герметичности мишени будет обнаружено также указанными выше точками СК и системой КГО. По расчетным оценкам [5.10], полное вымывание сердечника мишени приводит к увеличению значения удельной a-активности теплоносителя до ~10^-2 Ки/л, т.е. к превышению предела нормальной эксплуатации. Нарушения герметичности ПК в результате исходного события не происходит. Выход радиоактивных веществ в окружающую среду не превышает установленных норм, переоблучения персонала не происходит и безопасность РУ обеспечивается. После расхолаживания реактора, дезактивации ПК и перегрузки мишеней ТУЭ реактор будет готов к нормальной эксплуатации.

Неисправности и отказы в схемах и аппаратуре СУЗ, включая короткие замыкания, пробои изоляции, наводки и посадки напряжения, рассмотрены в главе 8. Анализ этих отказов показывает, что среди них нет ни одного, при котором в ответ на сигналы измерительной аппаратуры о приближении значений параметров активной зоны к эксплуатационным пределам СУЗ выдала бы ошибочную команду на исполнительные механизмы, способствующую ухудшению условий эксплуатации.

Отказы в важных для безопасности системах и оборудовании РУ, влияющие на теплотехнические параметры твэлов, мишени ТУЭ и РО СУЗ и вызывающие нарушения нормального функционирования активной зоны, могут быть объединены в следующие группы отказов, приводящих к :

· непредусмотренному введению положительной реактивности;

· ухудшению теплоотвода от активной зоны;

· падению давления теплоносителя в активной зоне в результате потери герметичности ПК.

К первой группе относятся:

· нарушения в СУЗ, вызывающие непреднамеренное извлечение одного из органов регулирования с проектной скоростью;

· обрыв шпилек крепления ИМ на крышке реактора и, как следствие, выброс КО и ЦКО из активной зоны до их ограничителей;

· непреднамеренный заброс холодной воды в активную зону при включении неработавшего ГЦН на работающем реакторе;

· непреднамеренное перемещение облучаемых образцов;

· разгерметизация ампульного канала и заполнение водой его газового объема;

· падение ТВС в активную зону при перегрузке;

· расцепление поглощающей части КО с топливной догрузкой;

Эти отказы и нарушения подробно рассмотрены в разделах 15.3 и 15.6.1 Анализ показал, что в результате любого из перечисленных исходных событий нейтронно-физические, теплогидравлические, механические и прочностные параметры мишеней ТУЭ, твэлов и ТВС не выходят за предельно допустимые значения, разгерметизации твэлов и мишеней не происходит, безопасность РУ обеспечивается.

Отказы, приводящие к ухудшению теплоотвода от активной зоны, включают в себя:

· непреднамеренное закрытие задвижек на напорном или всасывающем трубопроводах ПК;

· заклинивание или обесточивание части или всех насосов ПК;

· остановка насосов второго контура;

· разрыв главных трубопроводов второго контура;

· потеря внешнего электроснабжения РУ.

Подробный анализ перечисленных аварийных ситуаций приведен в разделах 15.1.1 и 15.2, где показано, что предусмотренные технические средства обеспечивают полную сохранность и работоспособность твэлов и мишеней, безопасность РУ обеспечивается.

К отказам с нарушением теплообмена относится также блокировка проходного сечения ТВС посторонним предметом. Эта аварийная ситуация рассмотрена в разделе 15.1.3. Анализ показал, что в случае полного расплавления одной ТВС мощность дозы g-излучения в необслуживаемых помещениях ПК будет составлять 5 ¸ 50 Р/с, через сутки ее значения снизятся в ~10 раз. В обслуживаемых помещениях значения мощности дозы практически не изменятся.

Если в процессе развития аварии будут иметь место протечки теплоносителя через арматуру ПК или утечка активности из газовой полости компенсатора объема, то:

· мощность дозы в необслуживаемых и полуобслуживаемых помещениях по максимальной оценке (в случае отказа системы вентиляции) может достигнуть значения 250 мкР/с. При восстановлении работоспособности системы вентиляции и работе ее в течение примерно одних суток концентрация аэрозолей снижается до допустимых значений, мощность дозы - до 1 ¸ 5 мкР/с;

· дозовая нагрузка на лиц категории Б на территории площадки составляет ~ 0,7 бэр, что несколько превышает установленный предел (0,5 бэр);

· дозовые нагрузки на население не превышают установленный предел.

Приведенные оценки консервативны, поскольку не учтены выдержка выбросов в газгольдерах и очистка их на очистных системах. Учет этих факторов снижает значение выбросов и дозовых нагрузок не менее чем на порядок.

Таким образом, при аварии с блокировкой проходного сечения ТВС и ее расплавлением переоблучения персонала и населения, а также загрязнения окружающей среды сверх установленных пределов не происходит, безопасность РУ обеспечивается.

Отказы, связанные с нарушениями герметичности ПК и узлов на крышке реактора, включают в себя:

· поперечные разрывы всасывающего и напорного трубопроводов;

· разгерметизация стояка системы перегрузки;

· разгерметизация уплотнения крышки реактора;

· разрывы трубок основных теплообменников;

· разгерметизация газовых полостей компенсаторов объема.

Подробный анализ перечисленных аварийных ситуаций приведен в разделах 15.1.2, 15.1.5 и 15.1.6, где показано, что предусмотренные проектом технические средства обеспечивают полную сохранность и работоспособность твэлов, ТВС и пэлов.

Радиационные последствия аварий с разгерметизацией ПК и утечкой 40м³ теплоносителя в помещения РУ рассмотрены в разделе 15.1.2. Анализ показал, что в помещениях, в которых расположены трубопроводы ПК, радиационная обстановка определяется излучением от них и составляет ~300 мкР/с. В остальных необслуживаемых и полуобслуживаемых помещениях мощность дозы ~4 мкР/с, что ограничивает время пребывания в них персонала для проведения дезактивации 40 минутами. При использовании приспособлений защиты органов дыхания в организм за это время поступит ~0,7 % от ПДП.

Дозовые нагрузки на ограниченную часть населения составят менее 10 мбэр, а на население на расстоянии 5 км - 2 мбэр.

Таким образом, при авариях с разгерметизацией ПК переоблучения персонала и населения, а также загрязнения окружающей среды сверх установленных норм не происходит. Безопасность РУ обеспечивается.