СБВБ.Мысли вслух. Опции

[сергей]

Уважаемые коллеги.На главной странице сайта не так давно был опубликован отчет « Испытание системы быстрого ввода бора на энергоблоке 1 АЭС Куданкулам.»Что и вызвало интерес к самой системе.Чуть более близкое знакомство (насколько это было возможно) с системой
«породило» ряд интересных вопросов (по крайней мере для меня) и желание их обсудить.Возможно это будет интересно и кому нибудь еще.Так как подобная система планируется к использованию во многих проектах.Сразу оговорюсь ,что интересует сугубо техническая сторона дела.Поэтому и предлагаю сосредоточиться только на технических подходах и деталях.
1.Чуть истории.
О системе быстрого ввода бора говорить начали давно.Первые работы и отчеты обсуждались еще в прошлом веке (как бы это не иронически звучало).Например В.Н.Ульяновский, С.А.Логвинов, Л.А.Салий. Гидравлические процессы при срабатывании системы быстрого ввода бора. Труды международного семинара "Теплофизика- 90", том 1, Обнинск, 25-28 сентября 1990 г.Наличие такой системы предусматривал и проект В-392.(Можно глянуть - Концепция развития. В-392Б (В-320 и АЭС-92) http://zaliba.ru/b392.htm). Или -Развитие ВВЭР. Характеристики (В-392Б)- http://www.mirnyiatom.ru/392b.htm .Но,как известно до реализации проекта дело не дошло.И такая «старая» ,но незнакомая система жила только на бумаге.До поры..
2.Необходимость существования и классификация.
После определенной переоценке подходов все большее внимание при разработке проектов стало уделяться так называемым пассивным системам.Наличие и разнообразие пассивных систем СБ в проекте стало зачастую чуть ли не основным критерием оценки технического совершенства проекта.И ,конечно критерием (одним из многих,но весомым) выбора проекта среди конкурирующих.Например –«Повышение безопасности новых проектов РУ с ВВЭР-1000 основано на современных достижениях науки и оптимальном сочетании многоканальных активных и пас-сивных систем безопасности с применением принципов резервирования, функционального разнообразия, совмещения функций и физического разделения.Генеральный конструктор и проектировщики АЭС с ВВЭР при разработке новых проектов придерживаются ряда критериев [2], которые в более широком виде могут быть использованы в качестве критериев для выбора про-ектов новых энергоблоков в Украине,» И там же –«В новых проектах предусматривалось, что основной вклад в предотвращение и управление запроектными и тяжелыми авариями должны вносить СБ, работа которых основана на пассивном принципе действия.»
(http://archive.nbuv.gov.ua/portal/natural/Yarb/2011_4/Y4-11_05.pdf)
При этом ,вроде и разночтений по классификации типа:активная или пассивная нет.И по пониманию.» Принцип действия ПСБ основан на использо¬ва¬нии естественных физических процессов и явлений: гравитации, естественной циркуляции (ЕЦ), испарении, конденсации, и т.д. Состав и конструкция ПСБ намного проще, для выполнения заданной функции им не нужна работа других систем и устройств: насосов, аварийных дизельгенераторов (АДГ) и т.п. Поэтому ПСБ имеют более высокую надежность по сравнению с активными СБ.»( http://icnpe.com.ua/problemy-povysheniya-b...ovydelenij/)Или «При пассивном принципе действия системы или устройства для выполнения заданной функции не требуется работа других систем и устройств». …»На АЭС с пассивными системами безопасности в случае проектной аварии не требуется участие оператора в течение длительного времени после наступления аварии. Пассивные системы используют только физические процессы, такие как гравитация, естественная конвекция и др.»( С.Г.Калякин автореферат на соискание степени доктора технических наук «ТЕПЛОГИДРАВЛИКА ПАССИВНЫХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АЭС С ВВЭР,Обнинск 2007,увы ,прямую ссылку потерял,но поиском можно найти).
Казалось бы,все просто и понятно?Но,давайте вспомним.-« Система быстрого ввода бора (СБВБ) включает ёмкости с концентрированным раствором борной кислоты, установленные на байпасе ГЦНА всех циркуляционных петель реак-
торной установки. При нормальной работе реакторной установки ёмкости отключены от петель арматурой. В случае аварии с отказом аварийной защиты на трубопроводах СБВБ от-крываются быстродействующие клапаны и под действием разницы давлений на нагнетаниии всасе ГЦНА раствор борной кислоты вытесняется теплоносителем из ёмкостей системы впервый контур. Срабатывание системы может происходить как при работающих ГЦНА и соответственно постоянных расходах через ёмкости, так и на выбеге ГЦНА при их отключении, когда расход через ёмкости уменьшается.»( Вытеснение раствора борной кислоты из емкостей СБВБ Д.В. Ульяновский, Л.А. Салий, Е.А. Лисенков ФГУП ОКБ «Гидропресс»,Подольск,Россия,http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/mntk2007/f132.pdf)Т.е. одним из условий работы системы является наличие перепада давлений при работе ГЦН или на выбеге,после отключения.Что накладывает некоторые ограничения на возможность использования системы ,ну и как то не очень убедительными кажутся слова о «пассивности».(Не слишком ли много для пассивной системы:Наличие работающих(выбегающих) ГЦН,возможность открытия задвижек на линиях связи?Хотелось бы послушать мнения.)
Кстати, отталкиваясь от найденного описания назначения системы (возможно это устаревший вариант) получается ,что система работает при выполнении следующих условий:
1.Сформировался сигнал АЗ.
2.С выдержкой времени не получен сигнал –«падение ОР» или не получены сигналы с НКВ(нижних концевых включателей) ОР.
3.Сформирован сигнал на запуск системы.
4.Есть питание и управление задвижками.
5.К моменту открытия ГЦН в работе(или на выбеге).
Пожалуйста поправьте,если я не точен или ошибаюсь.Ориентировался только на доступную информацию,коллег решил не беспокоить
3.Описание и..вопросы.Пока к конструкции.
Существует такой патент.» Система быстрого ввода бора в первый контур ядерной энергетической установки водо-водяного типа» 2073916 Авторы: Новоселов В.А.; Бирюков Г.И.; Никитенко М.П.АфровА.М.(описаниеhttp://www.findpatent.ru/patent/207/2073916.html) и рисунок схемы –приложение (http://img.findpatent.ru/img_data/287/2879069.gif).
3.Описание и..вопросы.Пока к конструкции.
Существует такой патент.» Система быстрого ввода бора в первый контур ядерной энергетической установки водо-водяного типа» 2073916 Авторы: Новоселов В.А.; Бирюков Г.И.; Никитенко М.П.АфровА.М.(описаниеhttp://www.findpatent.ru/patent/207/2073916.html) и рисунок схемы –приложение (http://img.findpatent.ru/img_data/287/2879069.gif).

[сергей]

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема быстрого ввода бора в первый контур ядерной энергетической установки водо-водяного типа с вариантом исполнения нагревателя раствора в виде конденсатора, использующего пар парогенератора; на фиг. 2 показана схематично система, где выравнивающий компенсатор выполнен меньшего диаметра части борной емкости с концентрированным раствором бора; на фиг. 3 вариант исполнения, где выравнивающий компенсатор объема выполнен в виде отдельной емкости, соединенной с борной емкостью трубопроводом; на фиг. 4 вариант с установленным на напорном трубопроводе шариковым клапаном.
Система быстрого ввода бора в первый контур ядерной энергетической установки водо-водяного типа содержит реактор 1 с активной зоной 2, парогенераторы 3, главные циркуляционные насосы 4, подводящие 5 и отводящие 6 трубопроводы, образующие в совокупности с реактором 1, парогенераторами 3 и главными циркуляционными насосами 4 циркуляционный контур.
Паровой компенсатор объема 7, состоящий из паровой 8 и водяной полости 9, соединен дыхательным трубопроводом 10 с отводящим трубопроводом 6.
В борных емкостях 11 с концентрированным раствором бора расположены нагреватели раствора 12.
В верхней части борной емкости расположен выравнивающий компенсатор объема 13, состоящий из паровой полости 14 и водяной полости 15, внутри которой расположен электронагреватель 16.
Паровая полость 14 соединена с паровой полостью 8 парового компенсатора объема 7 выравнивающим трубопроводом 17, на котором установлено дроссельное устройство 18.
Верхняя часть борной емкости 11 с концентрированным раствором бора соединена напорным трубопроводом 19 с отводящим трубопроводом 6. На напорном трубопроводе 19 установлена быстродействующая запорная арматура 20.
Нижняя часть борной емкости 11 соединена подающим трубопроводом 21 с подводящим трубопроводом 5 на всасе главного циркуляционного насоса 4.
На подающем трубопроводе 21 установлена быстродействующая арматура 22.
В борной емкости 11 выравнивающий компенсатор 13 отделен от части с концентрированным раствором перегородкой 23 с отверстием 24.
Нагреватель раствора 12, выполненный в виде погружного трубчатого теплообменника, соединен подводящей частью c паровой полостью парогенератора 3 трубопроводом 25 с запорнорегулирующей арматурой 26.
Отводящая часть нагревателя раствора 12 соединена с водяной полостью парогенератора 3 трубопроводом 27 с запорнорегулирующей арматурой 28.
Нагреватель раствора 12 в указанном варианте, по крайней мере частично, расположен выше уровня воды в парогенераторе.
Пока несколько слов о конструкции самой борной емкости(11).Действующие требования НТД определяют необходимость и периодичность проведения технического освидетельствования,которое включает в себя и проведение внутреннего осмотра и контроля состояния металла.Следовательно емкость должна быть оснащена люком-лазом.Напрашивается «старое» известное 2-канавочное уплотнение с проточкой между канавками и замером давления в межпрокладочном пространстве.А вот использование для подогрева линии связанной с ПГ –вызывает неприятие.Надо учитывать температурные напряжения и возможность их компенсации (от 30 С до 280 С) при состояниях от «холодный останов» до «работа на мощности».Проведение гидравлических испытаний 2 контура,да и то ,что уровень в ПГ поддерживается от 3800мм(при разогреве-расхолаживании) до 2200мм при нормальной работе.Проще использовать блок ТЭН,с таким же контролем герметичности уплотнения как и люк-лаз.Емкость должна быть оснащена автоматическим боромером(НАР-Б),линией пробоотбора(со своей локализующей группой),линией заполнения тоже со своей лок.группой и линией дренирования-опорожнения ,аналогично со своей лок.группой.Должна быть своя линия газовых сдувок с арматурой,которая использовалась бы в качестве «воздушника» при заполнении-опорожнении и удаления выделившихся в объеме газов(в том числе водорода).Изображенная на рисунке(17) линия связи с КД не совсем годится.Уровень в КД меняется от 11600-12400(при разогреве-расхолаживании) до 6060-8770 при работе на мощности.К тому же не стоит забывать что при дренировании контура и подготовке к включению ГЦН в КД подается азот.ВХР в емкости (все таки р-р 40-г бора) надо полагать будет близок к ВХР гидроемкостей.

[Pakman]

Система быстрого ввода бора в первый контур ядерной энергетической установки водо-водяного типа содержит реактор 1 с активной зоной 2, парогенераторы 3, главные циркуляционные насосы 4

Не углубляясь в детали, хочеться указать, что в данном перечислении только количество реакторов и циркуляционных насосов указано верно.

[barvi7]

QUOTE(сергей @ 27.8.2013, 16:28) *
Система быстрого ввода бора в первый контур ядерной энергетической установки водо-водяного типа содержит реактор 1 с активной зоной 2, парогенераторы 3, главные циркуляционные насосы 4

Не углубляясь в детали, хочеться указать, что в данном перечислении только количество реакторов и циркуляционных насосов указано верно.

Сообщение можно переместить в ветку "физики шутят".
А если по теме, то посмотрите рис., на который ссылается "сергей" http://img.findpatent.ru/img_data/287/2879069.gif ,
похоже, что это не количество, а номера "систем" на рис.