Аналіз заходів по забезпеченню підживлення парогенератора в умовах тривалого повного знеструмлення атомної електричної станції

Abstract

Вознюк О.В., Юрасова О.Г. (керівник). Аналіз заходів по забезпеченню підживлення ПГ в умовах тривалого повного знеструмлення АЕС. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2024. На підставі переліку додаткових заходів щодо підвищення безпеки за результатами виконання цільової позачергової оцінки безпеки енергоблоків АЕС України («стрес-тестів») розроблено концептуальне рішення. При виконанні позачергової цільової переоцінки безпеки енергоблоків АЕС («стрес-тестів») з урахуванням подій на АЕС «Фукусіма-Даїчі» були визначені дефіцити безпеки, пов'язані з тривалою відсутністю альтернативних джерел електропостачання та водопостачання. Концептуальне рішення визначає порядок усунення одного з ключових дефіцитів безпеки при вихідній події «Повне знеструмлення і втрата тепловідведення до кінцевого поглинача», пов'язаного із забезпеченням функції відведення залишкових тепловиділень від активної зони реакторної установки через парогенератори (за умови збереження теплоносія в першому контурі і наявності циркуляції через активну зону). З урахуванням уроків, винесених з аварії на АЕС «Фукусіма-Даїчі», розглядалися вихідні події, пов'язані із зовнішніми впливами, внаслідок яких відбувається зневоднення (втрата води) бризкальних басейнів з наступною непрацездатністю дизель-генераторів (РДЕС) і відмовою систем безпеки. Дії персоналу повинні бути спрямовані на організацію підживлення парогенераторів та забезпечення відведення залишкових тепловиділень від активної зони реакторної установки. Проведене технічне переоснащення полягає в організації підживлення ПГ в умовах тривалого повного знеструмлення АЕС. Завдання по підживленню парогенераторів вирішується шляхом використання мобільної насосної установки (МНУ). Забір середовища мобільною насосною установкою проводиться з доступних в умовах аварії джерел. У роботі представлено обґрунтування безпеки забезпечення підживлення ПГ мобільною насосною установкою в умовах тривалого повного знеструмлення АЕС при повній непрацездатності штатних засобів. Об’єкт дослідження – технічне переоснащення з використанням мобільної насосної установки для підживлення ПГ з метою відведення залишкових тепловиділень від активної зони реактора через другий контур. Предмет дослідження – заходи по забезпеченню підживлення ПГ в умовах тривалого повного знеструмлення АЕС на енергоблоці № 3 РАЕС. Мета і задачі досліджень. Метою роботи є розробка на впровадження заходів по забезпеченню підживлення ПГ в умовах тривалого повного знеструмлення АЕС на енергоблоці № 3 РАЕС. Для досягнення поставленої мети необхідно було виконати такі завдання: - встановити призначення, проектні основи та вихідні дані; - провести опис конструкції та технологічної схеми; - провести аналіз запропонованої реконструкції; - провести аналіз впливу на безпеку. В дaній мaгістерській квaліфікaційній роботі показано, що організація підживлення другого контуру (ПГ) з метою відведення залишкових тепловиділень від активної зони реактора в умовах тривалого повного знеструмлення АЕС при повній непрацездатності штатних засобів, виконується шляхом використання мобільної насосної установки. Встановлено, що плановане технічне переоснащення з використанням мобільної насосної установки для підживлення ПГ з метою відведення залишкових тепловиділень від активної зони реактора через другий контур, дозволяє подолати запроектну аварію, пов'язану з тривалим повним знеструмленням АЕС і втратою проектних джерел охолодження. Доведено, що реалізація технічного переоснащення знижує частоту пошкодження активної зони на 0,03 %, що підвищує безпеку РУ за рахунок збільшення надійності виконання системою аварійної подачі живильної води в парогенератори своїх функцій в умовах ЗПА, пов'язаної з тривалим повним знеструмленими АЕС. У розділі економіки виконaно розрaхунок терміну окупності опріснювaльної устaновки признaченої для одержaння демінерaлізовaної води з використaнням в якості теплоносія ІІ контуру. Собівaртість одержувaної в устaновці демінерaлізовaної води Сд склaде 1,5 грн. Собівaртість глибоко знесоленої води склaдaє СВ.Г.О. = 2,24 грн./м3. В ході виконання роботи була спроектована САУ процесу хімічної очистки води АЕС. САУ ефективно вирішує поставлені перед нею завдання, за рахунок чого досягається поставлена перед системою мета – підтримка на заданому рівні температури води, pH параметра і витрати води. Розроблено схему автоматичного управління хімічної очистки води, на основі якої були обрані технічні засоби для реалізації сформульованих функцій контролю і управління.

Voznyuk O.V., Yurasova O.H. (head). The analysis of measures to ensure gas refueling in the conditions of a long-term complete shutdown of the NPP. Master's qualification work. – Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2024. A conceptual solution was developed based on the list of additional measures to increase safety based on the results of the targeted non-routine assessment of the safety of power units of NPPs of Ukraine ("stress tests"). During the extraordinary targeted reassessment of the safety of power units of the NPP ("stress tests"), taking into account the events at the Fukushima-Daiichi NPP, safety deficits related to the long-term absence of alternative sources of electricity and water supply were identified. The conceptual solution determines the procedure for eliminating one of the key safety deficiencies in the initial event "Complete blackout and loss of heat removal to the final absorber", associated with the provision of the function of removing residual heat from the active zone of the reactor installation through steam generators (provided that the coolant is preserved in the first circuit and there is circulation through the active zone). Taking into account the lessons learned from the accident at the Fukushima-Daiichi NPP, initial events related to external influences were considered, which resulted in dehydration (loss of water) of splash pools with subsequent failure of diesel generators and failure of safety systems. The actions of the personnel should be aimed at organizing the feeding of steam generators and ensuring the removal of residual heat emissions from the active zone of the reactor installation. The carried out technical re-equipment consists in the organization of SG refueling in the conditions of a long-term complete blackout of the NPP. The task of refueling steam generators is solved by using a mobile pumping unit (MPU). The medium is taken by a mobile pumping unit from the sources available in the event of an accident. The paper presents the justification of the safety of SG refueling with a mobile pumping unit in the conditions of a long-term complete power outage of the RNPP with complete inoperability of regular equipment. The object of the research is technical re-equipment using a mobile pumping unit for fueling SG in order to divert residual heat emissions from the reactor core through the second circuit. The subject of the research is measures to ensure SG refueling in the conditions of a long-term complete shutdown of the nuclear power plant at power unit No. 3 of the RANP. Purpose and tasks of research. The purpose of the work is the development of measures for the implementation of SG refueling in the conditions of a long-term complete shutdown of the nuclear power plant at power unit No. 3 of the RNPР. To achieve the goal, it was necessary to complete the following tasks: - establish the purpose, design basis and initial data; - carry out a description of the design and technological scheme; - analyze the proposed reconstruction; - carry out an analysis of the impact on security. In this master's qualification work, it is shown that the organization of feeding the second circuit SG in order to remove the residual heat emissions from the reactor core in the conditions of a long-term complete de-energization of the NPP with the complete inoperability of regular equipment is performed by using a mobile pumping unit. It was established that the planned technical re-equipment using a mobile pumping unit for fueling SG in order to divert residual heat emissions from the reactor core through the second circuit allows to overcome the beyond-design accident associated with a long-term complete blackout of the NPP and the loss of design cooling sources. It has been proven that the implementation of technical re-equipment reduces the frequency of damage to the active zone by 0.03%, which increases the safety of the nuclear power plant by increasing the reliability of the system of emergency supply of feed water to steam generators in performing its functions in the conditions of a nuclear power plant associated with a long-term complete shutdown of the nuclear power plant. In the economy section, the payback period of the desalination plant designed for the production of demineralized water using the II circuit as a heat carrier was calculated. The cost price of the demineralized water produced in the plant will be 1.5 UAH. The cost of deeply desalinated water is S.V.H.O. = UAH 2.24/m3. In the course of the work, the ACS of the chemical water purification process of the NPP was designed. The ACS effectively solves the tasks set before it, due to which the goal set before the system is achieved - maintaining the water temperature, pH parameter and water consumption at the specified level. A scheme of automatic control of chemical water treatment was developed, on the basis of which technical means were selected for the implementation of the formulated control and management functions. Key words: power unit, mobile pumping unit, steam generator feeding, residual heat release, de-energization, second circuit.