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]

К сожалению ,время(точнее его нехватка) не позволило вернуться к этой теме раньше.А за сим продолжу.
Если посмотреть на рисунок,где приведена принципиальная схема подключения ,то тут уже на трубопроводах подключения к петле используются по 2 арматуры(как и предполагалось ранее -отсечная и запорная),а линия связи с КД выполнена в линию впрыска в КД.
Интересно также сравнить описание и назначение системы по материалам -"МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ПРОЕКТНОЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЕ РЕСПУБЛИКАНСКОЕ
УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "БЕЛНИПИЭНЕРГОПРОМ" ОБОСНОВАНИЕ ИНВЕСТИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВО АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ КНИГА 11 ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА"
В этом документе практически повторяется текст предыдущего ,с некоторыми дополнениями.
"Подсистема представляет собой байпасный контур циркуляции на ГЦН, включающий
емкость с запасом раствора борной кислоты. Диаметр соединительных трубопроводов 200 мм.
Вместимость бака 7,8 м3 Концентрация борной кислоты в баке 40-44 г/дм3 [38].
Принципиальная схема системы быстрого ввода бора и расположение в строительной части
представлены на рисунках 2.3 и 2.4 соответственно, но конкретные технические решения На рисунке 2.3 приведены трубопроводы объвязки одной из емкостей СБВБ. Подача
концентрированного раствора бора в КД кроме реактора необходима для исключения
попадания теплоносителя с текущей (до момента аварии) концентрацией бора в активную зону
при опорожнении КД в процессе протекании аварии (исключение локального разбавления
концентрации бора в теплоносителе).Так же повторяется ,что "
Система вводится в работу по уставке «Срабатывания АЗ + плотность нейтронного
потока более 4 % через 15 секунд с момента АЗ». Система подключается к каждой из
циркуляционных петель. Подача раствора борной кислоты в реактор происходит за счет
перепада давления на ГЦН."И,дальше "
2.2.4.3.2 Режимы функционирования системы
При нормальной работе реактора емкость отключена от петли ГЦК. В случае если
произошло событие, требующее аварийной остановки реактора, но эта функция не была
выполнена аварийной защитой, емкость подключается к петле. При этом борный раствор за
счет напора ГЦН поступает в первый контур и происходит «глушение» активной зоны
реактора. Система выполняет свои функции и в случае обесточивания ГЦН, так как вытеснение
раствора из емкости в реактор обеспечивается также и за счет выбега ГЦН. ""
2.3.1.8 Прочие системы
В проекте РУ В-392 модификации Б применяются новые системы, приведенные ниже, не
использовавшиеся ранее в РУ В-320.
Система быстрого ввода бора, являющаяся специальной системой для управления
запроектными авариями без срабатывания A3, и предназначенная для перевода активной зоны
реактора в подкритическое состояние путем ввода концентрированного раствора борной
кислоты в первый контур в условиях отказа САОЗ."Может стоит добавить еще и следующее представление о назначении и работе системы из "(ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ)
на выполнение строительно-монтажных работ при сооружении объектов энергоблока №2 Нововоронежской АЭС-2 (НВАЭС-2)":
Система аварийного ввода бора (JND)
Система аварийного ввода бора предназначена для:
- обеспечение подкритичности активной зоны в условиях отказа системы управления и защиты (СУЗ) реактора;
- осуществления впрыска борного раствора в компенсатор давления в режиме течи из первого контура во второй для снижения давления.
К сожалению в всевозможных описаниях и релизах присутствует некоторая путаница,касающаяся назначения системы и резервирования.Иногда говорится об "обеспечении подкритичности",иногда о "максимально быстром "глушении",иногда "о создании стояночной концентрации"".Такая же путаница и в описании "резервирования".То "Четырехканальная система с резервированием каналов 4 х 50 %",то "Четырехканальная система с резервированием каналов 4 х 25 %".На самом деле,если мы примем (упрощенно) объем 1к-280м3,концентрацию бора в начале кампании-8.2г\дм3(на номинальной мощности),то увидим ,что срабатывание ВСЕХ емкостей СБВБ(грубо 30м3) приведет к изменению концентрации до 11.28 г\дм3.Заметим ,что при срабатывании ВСЕХ СБВБ.Наверное не плохо,если не говорить о "стояночной концентрации",согласно определению.