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.

[сергей]

4.Немного о схеме подключения.
Некоторые «предположения» ,касающиеся связей с ПГ и КД я уже озвучил вышеРассмотрим подключение к петле.Предполагается ,что при нормальной работе емкость отключена и арматура закрыта.Но тогда как подтвердить работоспособность системы при работе на мощности,в межремонтный период с минимальными рисками?ЕЕ плотность и быстродействие?Логично было бы устанавливать последовательно по 2 арматуры вместо(22,20).Так сказать «запирающую» и «отсекающую».Это дало бы возможность поочередной проверки при работе на мощности.Далее при работе на мощности ,»ближние» к месту врезки в петлю арматуры могут находиться в положении «открыто».На трубопроводах врезки в контур (19,21) стоит подумать о врезке перемычки с дросселирующим устройством до арматур(со стороны контура) для обеспечения прогрева –расхолаживания тупиковых участков.


П.С.Некоторые другие соображения оставлю «на потом».Возможно данная тема уже не актуальна.Так как приходится ориентироваться не по рабочим и технологическим схемам,а по тем материалам,которые могли уже «устареть».Но коль системы подобные этой, судя по всему будут применяться при строительстве новых блоков ,мне показалась интересным «поковыряться» с этой системой

[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.

[сергей]

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.

Честно говоря я бы не смеялся.Получилась ссылка на рисунок к патенту,а сам рисунок разместить не удалось.Это не беда написавших ,-это мой "втык".Был уверен ,что рисунок загрузился.(Если возможно,по ссылке он грузится,если есть возможность -разместите его тут.У ,меня не получилось,а получился повтор одного абзаца).Кстати,у меня как то не вызывает таких эмоций "нумерация".Это не количество.А "старики" помнят ,что именно такой была "нумерация" на схемах для объяснения интересующимся принципов действия реакторной установки.Еще раз повторю -это описание рисунка ,приложенного к патенту.Не -количество.А,вообще ,если "старая" нумерация элементов системы совпадала с количеством элементов..Знающие -получали удовольствие.Ну,попробуйте сами описать принципиальную схему?Реактор-раз...Кстати патент утратил силу(я так понял закончилось действие защиты).А правообладателем (см ссылку) указан Гидропресс.

[AtomInfo.Ru]

Сообщение можно переместить в ветку "физики шутят".

В порядке оффтопа. Реактор с двумя активными зонами действительно существует (у военных, программа типа звёздных войн). Если не ошибаюсь, то препринты про особенности его расчётов были даже в открытой печати.

[сергей]

В порядке оффтопа. Реактор с двумя активными зонами действительно существует (у военных, программа типа звёздных войн). Если не ошибаюсь, то препринты про особенности его расчётов были даже в открытой печати.

Действительно было,и для энергетических варианты рассматривались(типа "зона" и "корзина").Но ,речь не о том.Если возможно Разместите рисунок к описанию здесь.Поторопился,-у меня не получилось.А,тогда станет проще следить за сутью ,при минимальном напряжении "Умища".

[AtomInfo.Ru]

Разместите рисунок к описанию здесь.

[сергей]

Спасибо большое!

[asv363]

Очень интересную и полезную тему Вы затронули, Сергей.

1. О первой системе.
Пассивность системы JDJ (В-466Б) или QBIS (В-412), в части клапанов, соответствует категории D, согласно документам МАГАТЭ IAEA-TECDOC-626 и IAEA-TECDOC-1624, при наличии автономного питания от аккумуляторов, что выполняется. По выбегу/работе ГЦНА, не совсем. Согласно известным мне данным, работы действительно велись давно. Всего, я вижу 3 системы СБВБ: активная, всем известная на основе впрыска специальными насосами, пассивная категории В, и описанная Вами (и, естественно, авторами), которую однозначно определить нельзя. Одно из отличий, по памяти, меньшая концентрация раствора борной кислоты в пассивной (16 г против 40 г, на один литр). В том, что касается проверки на мощности, по смыслу, должен быль регламент, и соответствующие патрубки для заполнения/опорожнения емкости, думаю, есть возможность активировать один баков, предварительно промытых и заполненных менее поглощающим нейтроны раствором, с целью измерить срабатывание арматуры и расходную характеристику. Что интересно, сохранились ли ТЭН в емкости, потому как в последней работе о них явно не упоминается, в отличие от работы 2007 года. Надо будет пересмотреть публикации за последние годы, попробую выложить ссылки. Алгоритм срабатывания системы, по-моему, правильно описан.

2. По второй системе, сходу писать не буду, видел, но немного по другому, боюсь спутать.

Р.S. В концентрациях могу ошибаться.

[asv363]

2. По второй системе, сходу писать не буду, видел, но немного по другому, боюсь спутать.

Перечел в очередной раз патент, сразу и не поймешь, какой из вариантов все-таки предлагается авторами. В принципе идея понятна, заменить подпор азотом на подпор паром+водой из отвода ГЦТ. Однако, один из побуждающих факторов к принятию, довольно усложненного решения, часто упоминается и по сей день.
Это борьба с попаданием азота в первый контур при активации систем пассивной САОЗ, или СПЗАЗ - по современному. В большом количестве присутствуют работы (доклады) на МНТК ОКБ ГП и по сей день. Насколько взвешен подход ряда авторов, высказывающих мысли о значительном ухудшении теплоотвода через разного рода теплообменники при наличии в первом контуре не конденсируемых газов, сказать сложно. Пока продолжу размышлять.

[сергей]

Продолжая "ковыряться" над выбранной темой добрел до интересного документа. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СООРУЖЕНИЯ ЭНЕРГОБЛОКОВ №3, 4 ТОМ 7 Основные технологические решения ЧАСТЬ 1 Технологическая часть Работа интересная ,так основана на тех проектных материалах ,которые были переданы для изучения и анализа.Так же представляют интерес оценки специалистов ,оценивающих материалы.
И так.2.2.4.3 Система быстрого ввода бора (СБВБ)(Нумерация пунктов сохранена ,согласно документу).
Система быстрого ввода бора (СБВБ) предназначена для функционирования в аварийных ситуациях c отказом аварийной защиты.Система состоит из четырех подсистем по одной на каждую петлю ГЦК.
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 реализуются и обосновываются на стадии „Проект”.

http://yadi.sk/d/GwopTrHn97WMX
(Пока ограничусь этим сообщением -необходимо проверить как загрузится "картинка".)

[asv363]

Немногим далее, пишут (если, конечно, документом не ошибся):

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.

[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.

[сергей]

Возвращаясь к отчетам по испытаниям системы на ЭНЕРГОБЛОКЕ № 1 АЭС "КУДАНКУЛАМ".
ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ БЫСТРОГО ВВОДА БОРА НА ЭНЕРГОБЛОКЕ № 1 АЭС "КУДАНКУЛАМ"Д.В. Ульяновский, Ю.А. Безруков, Е.А. Лисенков ОКБ "ГИДРОПРЕСС", Подольск, Россия
Напомню:"
В проекте РУ энергоблока № 1 АЭС "Куданкулам” предусмотрена дополнительная система быстрого ввода бора (СБВБ) для управления запроектными авариями без срабатывания аварийной защиты. Она предназначена для перевода активной зоны реактора в подкритическое состояние путем ввода в первый контур концентрированного раствора борной кислоты в случае отказа системы управления и защиты реактора. Система состоит из четырех независимых друг от друга каналов, каждый из которых включает в себя емкость с раствором борной кислоты, подключённую параллельно ГЦНА к циркуляционной петле. При открытии быстродействующих запорных клапанов на трубопроводах, соединяющих емкости СБВБ с первым контуром, раствор бора вытесняется из них теплоносителем первого контура за счёт напора ГЦНА, в том числе и при их выбеге. Вытесняемый в первый контур РУ раствор бора поступает на вход активной зоны, в результате чего мощность реактора снижается.
Испытания СБВБ проводились с помощью температурной методики путём подачи горячего теплоносителя первого контура в емкости СБВБ, заполненные более холодной водой. То есть изменение концентрации раствора борной кислоты на выходе емкостей моделировалось изменением температуры воды."
Напомню и описание проведения испытаний:
"
Проведение испытаний
Эффективность работы СБВБ в основном обусловлена:
- характером процесса вытеснения раствора борной кислоты из ее емкостей;
- величиной расхода теплоносителя первого контура через каналы системы.
Для более быстрого вытеснения раствора бора из емкостей СБВБ необходимо, чтобы перемешивание теплоносителя первого контура с раствором внутри емкостей было минимальным, то есть близко к поршневому выдавливанию. Процесс вытеснения раствора борной кислоты из емкостей СБВБ при срабатывании системы характеризуется зависимостью изменения ее концентрации на выходе емкостей.
где τзап– время заполнения емкости, вычисляется по формуле:
. Тзап.=3600*VЕ/GE (3) .
VE = 7,8 м3 – объем емкости СБВБ;
GE – расход теплоносителя через емкость.
Характер процесса вытеснения раствора борной кислоты из емкостей СБВБ теплоносителем первого контура зависит от соотношения плотностей раствора и теплоносителя /1/. По условиям обеспечения прочности узлов врезки трубопроводов СБВБ в трубопроводы циркуляционных петель РУ температура теплоносителя в первом контуре во время настоящих испытаний не должна была превышать температуру воды в емкостях СБВБ более, чем на 90…100 С.
. Таким образом, настоящие испытания позволили получить данные о фактической неравномерности концентрации бора (относительной температуры) на входе активной зоны при срабатывании СБВБ. Чтобы охарактеризовать динамику изменения относительной температуры на входе имитационной зоны, для каждого из рассматриваемых режимов ниже приведены контурные графики (вид на имитационную зону сверху) изменения относительной температуры для шести моментов времени. В основном для начальной стадии поступления воды из емкостей СБВБ в имитационную зону. За начало отсчета принимался момент времени, когда термопара на выходе емкости СБВБ петли 1 реагировала на изменение температуры ( контролировалась также реакция ультразвукового расходомера).
После 25 секунды, когда в основном заканчивается впрыск воды из емкости СБВБ, температурное поле на входе имитационной зоны начинает достаточно быстро выравниваться. После 40 секунды, благодаря межпетлевому перемешиванию, на вход имитационной зоны поступает практически полностью перемешанный теплоноситель
Результаты испытаний показали, что значения фактических расходов по каналам СБВБ соответствуют их проектным значениям.
Полученные во время испытаний зависимости изменения во времени относительной температуры на выходе емкостей СБВБ образуют единую совокупность точек. Это свидетельствует об идентичности процесса вытеснения потоком теплоносителя первого контура раствора борной кислоты из емкостей при различных режимах работы РУ. Полученные на АЭС и экспериментальном стенде зависимости совпадают.
Вытеснение раствора бора из ёмкостей СБВБ теплоносителем первого контура достаточно близко к "поршневому": примерно 73 % раствора вытесняется из неё за время, равное времени однократного заполнения ёмкости теплоносителем. Время полного вытеснения раствора борной кислоты из ёмкости в два раза больше времени её однократного заполнения, что вызвано имеющим место перемешиванием внутри ёмкости."
В работе отмечено ,что "Характер процесса вытеснения раствора борной кислоты из емкостей СБВБ теплоноси-телем первого контура зависит от соотношения плотностей раствора и теплоносителя " и дальше " При этом соотношение плотностей холодной воды в емкостях СБВБ и теплоносителя первого контура не превышало величины, равной 1,1. ".Если опираться на представленный на той же конференции доклад МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ УЗК РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПРИ ПУСКОНАЛАДОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ НА АЭС Н.В. Сударев, В.У. Хайретдинов ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, Россия.То,можно использовать полученные значения расходов,измеренные при испытаниях на Куданкуламе для СБВБ .Для разных режимов работы ГЦН расходы ,приведенные в табл.5.2.1 составляют 920/930/1090/880 м3/час.Тогда ,используя формулу 3 получаем Тзап. соответственно 30.52/30.2/25.76/31.9 с.

[armadillo]

вопрос из зала оффтопом

Реактор с двумя активными зонами действительно существует (у военных, программа типа звёздных войн). Если не ошибаюсь, то препринты про особенности его расчётов были даже в открытой печати.

в чем практический смысл?

[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"...