More Related Content
What's hot (19)
Similar to И.А.Буданов - Анализ аварии с потерей теплоносителя (20)
More from home (16)
И.А.Буданов - Анализ аварии с потерей теплоносителя
- 1. 1. Основные цели лабораторного практикума Основной целью лабораторного практикума является выполнение расчетного анализа проектных аварий на реакторе ВВЭР-1000 с помощью аналитического Тренажёра Оперативного Моделирования Аварийных Ситуаций «ТОМАС». Моделируются следующие виды аварий: - авария с потерей теплоносителя; - авария с обесточиванием АЭС; - реактивностная авария; 2. Общая информация об аналитическом тренажёре Тренажёр Оперативного Моделирования Аварийных Ситуаций «ТОМАС» разработки ОАО ВНИИАЭС – аналитический симулятор, позволяющий моделировать нормальные, переходные и аварийные режимы работы АЭС с ВВЭР-1000 (В-320). В качестве прототипа выбран блок 4 Балаковской АЭС. Аналитический симулятор включает в себя: 1) Математическую модель энергоблока, которая описывает нейтронно- физические, гидродинамические и логические процессы в оборудовании и системах управления АЭС; 2) Графическую систему моделирования, управления и визуализации, которая позволяет осуществлять управление моделью и представлять результаты её работы. 1
- 2. 3. Краткое описание математической модели блока ВВЭР-1000 Ниже приводятся системы АЭС, моделируемые с помощью аналитического тренажёра ТОМАС 1) CR – активная зона Нейтронно-физическая модель активной зоны обеспечивает описание нейтронно- физических процессов в активной зоне реактора в режимах пуска, нормальной эксплуатации, изменениях мощности и останове блоке, а также при авариях, сопровождающихся быстрым вводом реактивности, потерей теплоносителя, в том числе без срабатывания аварийной защиты реактора. 2) ED – система электроснабжения собственных нужд Конфигурация электроснабжения собственных нужд выполнена в виде упрощённой схемы распределения питания блока с реактором ВВЭР-1000. Модель содержит все основные функции и режимы нормальной работы электроснабжения собственных нужд. 3) MS – второй контур Модель паро-питательного тракта разработана с помощью кода Compressible Mixture Solver (CMS) для теплогидравлической сети с двухфазной сжимаемой средой. 4) OV – система герметичных помещений Система герметичных помещений включает в себя герметичные помещения, локализующую арматуру, бассейн выдержки ОЯТ. Изменения теплофизических параметров парогазоводяной смеси в объёмах герметичной оболочки моделируется с помощью кодогенератора CMS. 5) RC – системы безопасности и основные регуляторы блока Система RC моделирует защиты и блокировки первого контура, регулирование мощности реактора, давления в первом и втором контурах, уровень в компенсаторе давления, уровень рабочего тела в парогенераторах, а также систему регулирования турбины. 6) SI – система аварийного охлаждения активной зоны Система SI моделирует гидроаккумуляторы и насосы системы САОЗ. 7) ТН – первый контур Теплогидравлическая модель первого контура реакторной установки разработана на основе кода RETACT с исходным набором данных, соответствующих блоку- прототипу. 2
- 3. Симулятором моделируются следующие системы защиты: Аварийная защита реактора действует при появлении сигнала «АЗ». Аварийная защита осуществляется падением всех групп ОР до крайнего нижнего положения за 4 секунды. Действие предупредительной защиты 1-го рода осуществляется при появлении сигнала «ПЗ-1». Защита осуществляется последовательным движением вниз всех групп ОР в определённой последовательности, начиная с регулирующей группы, со скоростью 2см/с, до снятия сигнала «ПЗ-1». Ускоренная предупредительная защита (ускоренная разгрузка блока) действует при появлении сигнала «УРБ» и осуществляется быстрым частичным снижением мощности реактора путём сброса одной группы ОР. 4. Стационарное состояние Расчёт аварийных режимов производился со стационарного состояния блока ВВЭР -1000 со следующими параметрами: Таблица 4.1. Параметры стационарного состояния Параметр Значение Мощность РУ, МВт 3016 Давление над активной зоной, бар 159 Максимальная температура оболочки ТВЭЛ, К 601,7 Температура теплоносителя в петле №1, 0 C - на входе в петлю 319,6 - на выходе из петли 290,0 Температура теплоносителя в петле №2, 0 C - на входе в петлю 319,6 - на выходе из петли 290,0 Температура теплоносителя в петле №3, 0 C - на входе в петлю 319,6 - на выходе из петли 290,1 Температура теплоносителя в петле №4, 0 C - на входе в петлю 319,6 - на выходе из петли 290,0 Расход теплоносителя в петле, кг/с -в петле №1 4477,3 -в петле №2 4476,9 -в петле №3 4476,8 -в петле №4 4477,3 Уровень в КД, м 9,2 Давление в парогенераторах, бар - ПГ №1 63,4 - ПГ №1 63,3 - ПГ №1 63,4 - ПГ №1 63,4 3
- 4. 5. Авария с потерей теплоносителя 5.1 Исходное событие: Течь 12% из горячего трубопровода петли №4 5.2 Путь протекания аварийного процесса: Зависимости теплогидравлических параметров для 12% течи из горячего трубопровода приводятся на рис. 5.1-5.14. Последовательность событий в аварийном режиме приведена в таблице 5.1 Таблица 5.1 События в ходе аварийного процесса при потере теплоносителя Время, с Событие 3,07 а) Давление в контайменте больше 1,3 бар б) Давление в реакторе меньше 137 бар при мощности больше 75% в) Срабатывание АЗ-1 г) Отключение двух противоположных ГЦН из 4-х д) Отключение двух смежных ГЦН из 4-х е) Два смежных из 4-х ГЦН при мощности больше 42% ж) Два из 4-х ГЦН при мощности больше 75% 4,01 а) Разность температуры насыщения в любой нитке меньше 10 0 C 5,07 а) 1 из 2-х ГЦН при мощности больше 5% б) Давление в реакторе меньше 137 бар и температура в горячей нитке больше 260 0 C 5,07 -11,07 Периодическое включение/выключение всех сигналов. Периодичность – 1с. 11,07 а) Снижение перепада на любом ГЦН за время меньше 5 секунд б) Уровень в компенсаторе давления меньше 4,6 м 29,07 Закрытие СРК при мощности больше 75% 31,07 Отключение 2-х ТПН из 2-х 115,07 Давление в парогенераторе меньше 45 бар и t в горячей нитке больше 200 0 C , и разница температуры насыщения в 1 и 2-м контуре больше 75 0 C 4
- 5. 3E+09 2,5E+09 2E+09 N, W 1,5E+09 1E+09 500000000 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 time, s 5.1 Тепловая мощность реактора, Вт 160 140 120 100 Р, бар 80 60 40 20 0 0 200 400 600 800 1000 t, s 5.2 Давление над активной зоной, бар 5
- 6. 65 60 55 50 45 P, бар 40 35 30 25 20 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.3 Давление во 2-м контуре, бар (показаны 4 петли) 600 550 500 Т, К 450 400 350 300 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.4 Максимальная температура поверхности ТВЭЛ, К 6
- 7. 350 300 250 200 t, 0с 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.5 Температура в горячем/холодном трубопроводе 1-й петли, 0 C 350 300 250 200 t, 0с 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.6 Температура в горячем/холодном трубопроводе 2-й петли, 0 C 7
- 8. 350 300 250 200 t, 0с 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.7 Температура в горячем/холодном трубопроводе 3-й петли, 0 C 350 300 250 200 t, 0с 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.8 Температура в горячем/холодном трубопроводе 4-й петли, 0 C 8
- 9. 300 250 200 F, kg/s 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.9 Графики расхода САОЗ НД 1-3 систем безопасности, кг/с 70 60 50 40 F, kg/s 30 20 10 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.10 Графики расхода САОЗ ВД 1-3 систем безопасности, кг/с 9
- 10. 10 9 8 7 6 L, m 5 4 3 2 1 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.11 Уровень в КД, м 250000 230000 210000 190000 170000 M, kg 150000 130000 110000 90000 70000 50000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.12 Масса теплоносителя в 1-м контуре, кг 10
- 11. 300 250 200 Gге, kg/s 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.13 Расход из гидоёмкостей 1-й – 4-й петли, кг/с 5000 4500 4000 3500 3000 G, kg/s 2500 2000 1500 1000 500 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 t, s 5.14 Расход теплоносителя в петлях 1-4, кг/с 11
- 12. 5.3 Анализ протекания аварии с потерей теплоносителя В начальный момент времени происходит открытие течи, что приводит к снижению давления над активной зоной (рис. ) до давления, определяемого температурой насыщения. После вскипания теплоносителя давление падает медленнее. При снижении давления над активной зоной ниже уставки срабатывает сигнал аварийной защиты, мощность реактора резко снижается (рис. ). Уровень в КД на стадии разгерметизации падает. При снижении давления происходит отключение насосов, первый контур переходит в режим естественной циркуляции, расход теплоносителя в петлях снижается (рис. ). При снижении давления в первом контуре ниже 11 МПа срабатывает САОЗ ВД (рис.) и начинается стадия повторного заполнения активной зоны. При дальнейшем снижении давления срабатывает пассивная часть САОЗ (рис.). Начиная с Х секунды суммарный расход САОЗ компенсирует расход в течь, и масса теплоносителя в перовом контуре начинает увеличиваться (рис. ). Температура оболочки ТВЭЛов (рис. ) и теплоносителя (рис. Х-Х) снижается на протяжении всего аварийного процесса. Характер кривых давления в парогенераторах (рис. Х-Х) обусловлен характером кривой давления в первом контуре. Заключение За расчетный промежуток времени температура оболочки ТВЭЛ не вышла за рамки максимального проектного предела повреждения ТВЭЛ 1200 0 C . 12