15.20 Безопасность российских проектов ВВЭР с учетом пост

Безопасность российских
проектов ВВЭР
21.03.2012
С.А. Бояркин
Госкорпорация «Росатом», 2012
Принципы безопасности российских АЭС
1. Принцип глубокоэшелонированной защиты.
2. Принцип самозащищенности реакторной установки.
3. Барьеры безопасности.
4. Многократное дублирование каналов безопасности.
5. Применение пассивных систем безопасности.
6. Концепция безопасности, предусматривающая не только средства
предотвращения аварий, но и средства управления последствиями
запроектных аварий, обеспечивающие локализацию радиактивных
веществ в пределах гермооболочки.
7. Культура безопасности на всех этапах жизненного цикла: от
выбора площадки, до вывода из эксплуатации.
8. Собственные силы и средства ГО и ЧС на каждой АЭС.
9. Принцип выбора площадки АЭС в местах, где отсутствуют
запрещающие факторы.
Госкорпорация «Росатом», 2012
2
Уровни эшелонированной защиты
№
Цели безопасности
Способы реализации
1
Предотвращение отказов и
нарушений НЭ
Выбор
2
Контроль нарушений НЭ,
обнаружение отказов и
предотвращение аварий

3
Управление авариями в
проектных пределах
Постулированные
4
Управление тяжелыми
авариями, локализация
выброса
Дополнительные проектные меры для предотвращения
перехода проектных аварий в тяжелые и смягчения их
последствий
5
Планирование защитных
мероприятий
ВАБ-3. Снижение риска для населения и окружающей среды
за счет административных мер.
Госкорпорация «Росатом», 2012
безопасной площадки размещение АЭС
Консервативные принципы проектирования
Система обеспечения качества при выборе площадки,
проектировании, строительстве и эксплуатации
Система подготовки персонала
Культура безопасности
Выявление отклонений от нормальной эксплуатации и их
устранение
Управление при эксплуатации с отклонениями
сценарии
Эксплуатационный регламент
Системы безопасности и локализующие системы
3
ВВЭР и современный РБМК –
самозащищенные реакторы
Физика ректора
обеспечивает
самозащищенность
на основе
естественных
обратных связей –
«отрицательная
реактивность».
Госкорпорация «Росатом», 2012
4
Барьеры безопасности АЭС
В основу обеспечения безопасности в проекте заложен принцип глубокоэшелонированной
защиты:
система из четырех барьеров на пути распространения ионизирующих излучений и
радиоактивных веществ в окружающую среду
пять уровней технических и организационных мер по защите этих барьеров и сохранению их
эффективности и непосредственно по защите населения
ТОПЛИВНАЯ
ОБОЛОЧКА
МАТРИЦА
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО
Предотвращение
ЭЛЕМЕНТА
выхода продуктов
Предотвращение выхода
деления под
продуктов деления в
оболочку
теплоноситель главного
тепловыделяющего циркуляционного
элемента
контура
Госкорпорация «Росатом», 2012
ГЛАВНЫЙ
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ
КОНТУР
Предотвращение
выхода продуктов
деления под
защитную герметичную
оболочку
КОНТАЙНМЕНТ СИСТЕМА ЗАЩИТНЫХ
ГЕРМЕТИЧНЫХ
ОБОБЛОЧЕК
Предотвращение выхода
продуктов деления в
окружающую среду
5
ВВЭР – двухконтурный реактор
Двухконтурная схема – принципиально более безопасна, чем
одноконтурная:
- все радиоактивные среды внутри контайнмента,
- в первом контуре нет пара - риск «оголения» топлива и его
перегрева принципиально ниже.
Особенность российской
конструкции обеспечивающая
отвод тепла за счет ЕЦТ
Опыт эксплуатации ВВЭР более 1400 реакторо-лет.
Госкорпорация «Росатом», 2012
6
КОНТАЙНМЕНТ – ДВОЙНАЯ ЗАЩИТНАЯ ОБОЛОЧКА
Внутренняя оболочка из предварительно напряженного
железобетона
Внутренний диаметр
мм
44000
Толщина
мм
1200
Толщина металлической облицовки
мм
6,0
Расчетное давление при проектной аварии
МПа
0,5
Расчетная температура
°C
150
Свободный объем пространства под оболочкой
М³
75000
Внешняя оболочка из монолитного железобетона
Внутренний диаметр
мм
50000
Толщина
мм
800
Зазор между оболочками
мм
1800
Общий вид контайнмента
Госкорпорация «Росатом», 2012
7
Четыре канала систем безопасности
Госкорпорация «Росатом», 2012
8
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ
Системы безопасности БтАЭС
Госкорпорация «Росатом», 2012
1 – реактор, 2 – парогенератор, 3 – ГЦНА,
4 – компенсатор давления, 5 – гидроемкости САОЗ,
6 – внутренняя защитная оболочка, 7 – наружная
оболочка,
8 – бак-приямок (бак запаса борированной воды низкой
концентрации),
9 – теплообменники,
10 – насосы впрыска низкого давления,
11 – насосы впрыска высокого давления,
12 – бак запаса борированной воды высокой
концентрации,
13 – насос аварийного ввода бора,
14 – бак запаса химреагентов,
15 – насос подачи химреагентов,
16 – спринклерная система,
17 – пассивные рекомбинаторы водорода,
18 – барботер,
19 – устройство локализации расплава,
20 – бак аварийного запаса щелочи,
21 – паровой блок,
22 – система локализации утечек из ЗО,
23 – фильтр, 24 – вентиляционная труба ,
25 – бак запаса химически очищенной воды,
26 – аварийный питательный насос,
27 – теплообменник-конденсатор СПОТ ЗО,
28 – бак аварийного отвода тепла (БАОТ),
30 – теплообменник СПОТ ПГ,
32 – гидрозатвор, 33 – насос подпитки БАОТ,
34 – контроллер уровня воды в БАОТ
(пассивного действия),
35 – клапаны подпитки БАОТ (для условий ЗПА с полным
обесточиванием).
9
Перечень систем безопасности
Госкорпорация «Росатом», 2012
10
Системы управления запроектными авариями
Система удаления водорода (с пассивными
рекомбинаторами);
Система защиты первого контура от
превышения давления;
Пассивная система отвода тепла через
парогенераторы - СПОТ ПГ;
Пассивная система отвода тепла от защитной
оболочки – СПОТ ЗО;
Устройство локализации расплава (УРЛ Ловушка расплава).
Госкорпорация «Росатом», 2012
11
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯЯ ЗПА
1 - система пассивного отвода
тепла от ЗО;
2 - система пассивного отвода
тепла через ПГ;
3 – баки аварийного запаса
воды СПОТ;
4 – система аварийной подачи
химреагента;
5 – рекомбинаторы системы
удаления водорода из ЗО;
6 - датчики системы контроля
концентрации водорода;
7 – ПК КД;
8 – устройство локализации
расплава;
9 – система подачи воды из
ШРВКУ и ТБ;
10 – баки запаса
борированной воды системы
JNK;
11 – арматура на линии связи
УЛР и баков JNK.
Госкорпорация «Росатом», 2012
12
Система удаления водорода
Госкорпорация «Росатом», 2012
13
Пассивные системы отвода тепла
Система пассивного отвода тепла от парогенераторов
(СПОТ ПГ)
Предотвращение плавления активной зоны при любых тяжелых авариях,
таких как:
-полное обесточивание,
-полная потеря питательной воды,
-аварии с течью теплоносителя из первого контура и других;
Уменьшение радиоактивных последствий аварий с течью из первого
контура во второй.
Система пассивного отвода тепла от ЗО (СПОТ ЗО)
Долговременный отвод тепла от защитной оболочки при любых аварийных
ситуациях, в том числе и при полном обесточивании АЭС
Госкорпорация «Росатом», 2012
14
СПОТ ПГ и СПОТ ЗО
(принципиальная схема)
1
1 – баки аварийного отвода тепла (БАОТ);
2 - паропроводы;
3 – трубопроводы конденсата;
4 – клапаны СПОТ ПГ;
5 – теплообменники-конденсаторы СПОТЗО;
6 – парогенераторы;
5
3
7
2
6
4
7 – отсечная арматура
Госкорпорация «Росатом», 2012
15
Устройство локализации расплава
(ловушка расплава)
Защита шахты реактора от
термомеханического воздействия кориума;
Прием и размещение твердых и жидких
составляющих кориума;
Обеспечение теплоотвода из кориума к
охлаждающей воде;
Обеспечение подкритичности расплава;
Уменьшение выхода водорода и
радионуклидов под защитную оболочку.
УРЛ обеспечивает локализацию
расплава и исключает возможность
его выхода за пределы
гермооболочки при любых сценариях
Госкорпорация «Росатом», 2012
16
Подача воды в УЛР при размещении
баков-приямков внутри защитной
оболочки
1 - реактор;
2 – устройство локализации
расплава;
3 – топливный бассейн;
4 – шахта ревизии
внутрикорпусных устройств;
5 – баки-приямки;
6 – трубопровод подачи воды на
поверхность расплава;
7 – трубопровод подачи воды в
теплообменник УЛР
Госкорпорация «Росатом», 2012
17
Организационные меры обеспечения
безопасности АЭС в чрезвычайных ситуациях
Собственные силы и средства для обеспечения ГО и ЧС на
каждой АЭС:
1. Собственные подразделения ГО и ЧС на каждой АЭС
находящиеся в постоянной готовности и оснащенные
необходимыми техническими средствами, в том числе
резервными источниками питания и резервными насосами.
2. Технические средства на энергоблоке для подключения
внешних источников питания и внешних насосов (штуцеры)
разнесенные на разные стороны энергоблока.
3. Убежища и средства защиты персонала на площадке
каждой АЭС.
Опора на собственные силы и средства, а не
на государственную систему ГО и ЧС.
Госкорпорация «Росатом», 2012
18
Безопасное размещение АЭС: зоннинг территории
– интеграция нормативных ограничений
Тематический слой
Госкорпорация «Росатом», 2012
19
Безопасность АЭС
Глубокоэшелонированная защита
Самозащищенность реактора.
Четыре барьера безопасности.
Многократное дублирование
каналов безопасности.
Пассивные системы
безопасности.
Средства управления
последствиями запроектных
аварий.
Культура безопасности.
Собственные силы с средства ГО
и ЧС на каждой АЭС.
Госкорпорация «Росатом», 2012
Выбор безопасных площадок
размещения АЭС.
20
Спасибо за внимание
Power balance in the Baltic Sea Region for Y2020
Source: ENTSO-E: Scenario Outlook & Adequacy
Forecast 2011-2025
«Scenario А»
«Scenario В»
«Scenario В»
«Scenario А»
18,7 GW
NGC
23,3 GW
34,7 GW
NGC
31,9 GW
14,4 GW
RAC
16,6 GW
26,8 GW
RAC
26,3 GW
16,8 GW
Load
16,8 GW
22,6 GW
load
22,6 GW
-2,4 GW
Balanc
e
-0,2 GW
4,2 GW
Balance
3,7 GW
2,6 GW
NGC
3,1 GW
40,0 GW
NGC
39,2 GW
1,5 GW
RAC
2,0 GW
28,3 GW
RAC
28,2 GW
2.0 GW
load
2.0 GW
28,6 GW
load
28,6 GW
-0,5 GW
Balance
-0,4 GW
Balanc
e
0,0 GW
-0,3 GW
13,6 Gw
NGC
12,9 GW
3,1 GW
NGC
4,0 GW
RAC
2,3 GW
7,2 Gw
RAC
6,1 GW
1,4 GW
6,7 GW
load
6,7 GW
1,6 GW
load
1,6 GW
0,5 GW
Balance
-0,6 GW
-0,2 GW
Balanc
e
0,7 GW
176,2
GW
83,2 GW
4,1 GW
NGC
6,5 GW
2,6 GW
RAC
5,2 GW
load
80,6 GW
2,6 GW
Load
3,8 GW
Balanc
e
2,6 GW
0,0 GW
Balanc
e
1,4 GW
25,3 GW
NGC
44,0 GW
17,9 GW
RAC
30,5 GW
29,8 GW
load
30,7 GW
-11,9 GW
Balanc
e
-0,2 GW
KR
179,9 GW
NGC
93,5 GW
RAC
94,0 GW
-0,5 GW
Total capacity
deficit in the region
, GW
Region with deficit in power
NGC – Network generating capacity of power stations of
the power system;
RAC – Reliable available capacity of power stations of the
power system;
Load –maximum over year power load of power system
годовой максимум нагрузки энергосистемы (19:00,
working day January);
Balance = RAC – load.
Scenario А
16,0
Scenario В
1,2
22
Электроснабжение энергоблоков № 1-4
АЭС «Фукусима дай-ити» после землетрясения и цунами
Основная проблема: затопление помещения с
электрооборудованием
(аппаратура
распределительных
устройств,
энергоузел, аккумуляторная батарея и т.д.)
X : в нерабочем состоянии после землетрясения
X : в нерабочем состоянии после цунами
23
[Источник] A. Kawano, Global 201123
Электроснабжение энергоблоков № 5-6
АЭС «Фукусима дай-ити» после землетрясения и цунами
[Источник] A. Kawano, Global 2011
24
24