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]

Исходя из того ,что авторами отчета определено ,что Твыт.(время полного вытеснения раствора из емкостей СБВБ) равно 2хкратному Тзап(времени заполнения),то получаем соответственно:61/60.4/51.5/64 с.Любое моделирование ,как и эксперимент имеют свои "границы".
Так как при температурном моделировании было указано ,что "Характер процесса вытеснения раствора борной кислоты из емкостей СБВБ теплоносителем первого контура зависит от соотношения плотностей раствора и теплоносителя " и "При этом соотношение плотностей холодной воды в емкостях СБВБ и теплоносителя первого контура не превышало величины, равной 1,1".То возникают следующие вопросы:
1.Насколько изменится процесс(время) вытеснения из СБВБ,если учитывать не только "температурную" разницу плотностей ,но разницу ,определяемую разными концентрациями в СБВБ(около40г/дм3) и текущую в 1 контуре(от 10 до 0,5 г/дм3) в разные моменты кампании?
2.Как учесть характер перемешивания в "рабочей камере"ГЦН?Ведь из СБВБ раствор вытесняется на всас ГЦН,после чего опять прокачивается через СБВБ.
Тогда ,возможно время полного вытеснения раствора из СБВБ (полного выравнивания концентрации в емкости и контуре) будет несколько отличаться.
Очень "напрягает" привязанность данной системы к работе ГЦН.Даже в идеальных условиях время выбега ГЦН достаточно ограничено.Если брать характеристики ГЦНА ,то приводятся следующие данные:
время(с)-расход(м3/ч)-напор(МПа)-обороты:0-22000-0.588-995;5-17210-0.36-780;15-11990-0.174-542;30-8250-0.082-373.
Так как условие работы СБВБ сформулировано как "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."А нормальное положение задвижек-"закрыто",то необходимо учитывать еще время открытия задвижек-около 15 сек.
Ряд условий ,выбранных для срабатывания АЗ достаточно "близки" к условиям защит ,действующих на отключение ГЦН и к условиям срабатывания СБ,вызывающих локализацию ГО,а следовательно приводящие к отключению ГЦН.
Возможно стоит "чуть чуть доработать" геометрию размещения оборудования 1к?Для того ,чтобы увеличив "подпор" врезать систему параллельно ПГ и использовать перепад на ПГ в режимах естественной циркуляции?
Вот такие "мысли"...