The Estimated Duration of Effective Operation of the Autonomous PHRS, Comparing the Heat Sink to Cooling Water vs Ambient Air

Abstract

5 ВведениеОсновным методом повышения безопасности российских эволюционных реакторных установок (РУ) атомных электростанций (АЭС) с водо-водя-ными энергетическими реакторами (ВВЭР) в усло-виях запроектной аварии (ЗПА) с полным дли-тельным обесточиванием, потерей питательной воды и течами 1-го контура является применение системы пассивного отвода остаточного тепловы-деления, осуществляющей отвод теплоты через парогенераторы (СПОТ ПГ). При этом теплоотвод конечному поглотителю обеспечивают внешние теплообменники-конденсаторы (ТК), расположен-ные за пределами гермообъема РУ.В частности, отечественными проектами СПОТ ПГ предусмотрено два варианта отвода те-плоты от ТК: к атмосферному воздуху -проекты Аналогичные варианты внешнего теплоотвода рассматриваются и в разработке автономной СПОТ Севастопольского государственного университета, основной отличительной особенностью которой является организация отвода остаточного тепло-выделения от 1-го контура, а не от 2-го [5]. Другой отличительной особенностью этой системы явля-ется применение теплообменного оборудования на основе испарительно-конденсационных устройств замкнутого типа -двухфазных термосифонов (ДТС), что существенно повышает надежность и безопасность аварийного теплоотвода.Цель статьи -сравнительная оценка продол-жительности эффективной работы автономной термосифонной СПОТ 1-го контура РУ АЭС с ВВЭР при организации внешнего теплоотвода к воде или к атмосферному воздуху, а также анализ преимуществ и недостатков обоих вариантов.При исследовании режимов аварийного отво-да остаточного тепловыделения РУ результатам оценки условий внешнего теплоотвода СПОТ уде-ляется повышенное внимание, так как функциони-рование именно внешнего теплообменника опре-деляет эффективность работы всей системы. Необ-ходимость обоснования выбора типа конечного поглотителя для РУ с ВВЭР с автономной термо-сифонной СПОТ определяет актуальность настоя-щей работы. Под термином «конечный поглоти-тель» здесь подразумевается среда, к которой осуществляется отвод теплоты от наружной по-верхности ТК. Рассмотрена схема и принцип действия автономной термосифонной системы пассивного отвода ос-таточного тепловыделения (СПОТ) от первого контура реакторной установки АЭС с ВВЭР в условиях запроектной аварии с полным длительным обесточиванием, потерей питательной воды и течами первого контура. Приведены особенности организации отвода остаточного тепловыделения РУ к воде или к ат-мосферному воздуху с помощью автономной термосифонной СПОТ. Представлены результаты расчет-ной оценки продолжительности эффективной работы автономной СПОТ при теплоотводе к воде и к ат-мосферному воздуху, при которой обеспечивается автономность реакторной установки и ее безопасное состояние. Результаты получены методом расчетного моделирования с использованием теплогидравли-ческого кода RELAP5/MOD3.4. Дана сравнительная оценка полученных результатов. Проанализирова-ны преимущества и недостатки использования воды и воздуха в качестве конечного поглотителя авто-номной термосифонной СПОТ. Схема и принцип действия автономной термосифон...