Analysis of Reliability-Critical Hydraulic Impact Conditions at WWER-1000 NPP Active Safety Systems

Abstract

An original method to determine the onset of conditions for reliability- critical hydraulic impacts for reliability analysis of active safety systems of nuclear power installations is proposed. The suggested method is based on determining the effect of head-flow characteristic delay onto hydraulic impact preconditions during the changes of pipeline system hydrodynamic parameters under transitional modes (e.g. in pump start-up). The delay time of responses to change in the hydrodynamic system parameters embodies the determining factor of head-flow characteristic’s inertance, depending on both design and technical parameters of system components (including pumps), and the hydrodynamic parameters change rate under transitional modes. Using the proposed method, the analysis of conditions for critical hydraulic impacts is performed for the primary high-pressure safety injection system of serial WWER-1000 nuclear power plants. The analysis results allow a conclusion that for this system the conditions leading to hydraulic impact due to the pump start are not reached. The developed method can be applied to any thermal and nuclear power facilities’ pipeline systems equipped with pumps.

Для аналізу надійності активних систем безпеки ядерних енер - гетичних установок запропоновано оригінальний метод визначення умов виникнення критичних (для працездатності) гідравлічних ударів. Пропонований метод засновано на визначальному впливі інерційності напірно-витратної характеристики на умови виникнення гідроударів при зміні гідродинамічних параметрів у трубопровідній системі в перехідних режимах (наприклад, при запуску насосів). Визначальним чинником інерційності напірно-витратної характеристики є час запізнювання зворотних реакцій на зміну гідродинамічних параметрів у системі, який залежить як від конструкційно-технічних параметрів елементів системи (у тому числі і насосів), так і від швидкості зміни гідродинамічних параметрів у перехідних режимах. На основі розробленого методу проведений аналіз умов виникнен - ня критичних гідроударів в системі аварійного введення бору в перший контур серійних енергоблоків з реакторами типу ВВЕР-1000. У резуль - таті проведеного аналізу встановлено, що для розглянутої системи від - сутні умови виникнення критичних гідроударів при запуску насосів. Запропонований метод може бути поширений на будь-які трубо - провідні системи теплових і ядерних енергетичних установок, до скла - ду яких входять напірні насоси.