Qualification of the pressure compensator system for the management of accidents with complete loss of long power supply from VVER power plant

Abstract

Для розробки ефективних стратегій управління аваріями з повною втратою тривалого електропостачання на ядерних енергоустановках необхідна кваліфікація діючих і перспективних пасивних систем безпеки, які не потребують електропостачання. Одним з підходів вирішення цієї проблеми є кваліфікація системи компенсатора тиску на умови аварій з повною втратою тривалого електропостачання. Представлений оригінальний метод кваліфікації системи компенсатора тиску на умови аварій з повною тривалою втратою електропостачання з урахуванням суттєвої динаміки теплогідравлічних процесів в реакторі. В результаті розрахункового моделювання за розробленим методом кваліфікації системи компенсатора тиску для умов аварії з повною тривалою втратою електропостачання встановлено, що ефективна дія системи компенсатора тиску з підтримки необхідного рівня теплоносія в реакторі здійснюється до 900 сек з початку аварійного процесу. На 2000 секунді з моменту початку аварійного процесу тиск в компенсаторі тиску збільшується до максимально припустимих значень і відбувається автоматичне відкриття запобіжних клапанів імпульсно-запобіжного пристрою компенсатора тиску. В рамках розробленого методу визначені критерії, умови та наслідки виникнення гідродинамічних ударів внаслідок переповнення теплоносієм компенсатора тиску, трансзвукових режимів течії двофазного потоку в проточній частині запобіжних клапанів компенсатора тиску і неприпустимо прискореного закриття запобіжних клапанів при зниженні тиску в паровому обсязі компенсатора тиску менше максимально допустимих значень. Отримані критерії, умови та наслідки гідродинамічних ударів в системі компенсатора тиску добре узгоджуються з відомими експериментальними даними. В результаті проведеного розрахункового аналізу встановлено, що в процесі аварії з повною втратою тривалого електропостачання можливе виникнення гідродинамічних ударів внаслідок переповнення теплоносієм обсягу компенсатора тиску при відкритті запобіжних клапанів і трансзвукових режимів течії двофазного потоку в проточній частині відкритих запобіжних клапанів. Ефективним заходом запобігання гідродинамічних ударів у системі компенсатора тиску є збільшення гідродинамічного опору у верхній частині компенсатора тиску шляхом установки дистанційних решіток. Необхідна кваліфікація альтернативних пасивних систем безпеки, що забезпечують ефективне управління аваріями з повною втратою тривалого електропостачання з 900 секунди початку аварійного процесу.