Система довготривалого відведення тепла від гермооболонки для енергоблоків АЕС із ВВЕР‑1000. Оновлена концепція і перші результати розрахунків

О. С. Мазурок

ТОВ «Енергобезпека Груп», пров. Лабораторний, 1, офіс 244, м. Київ, 01133, Україна

https://orcid.org/0000-0002-0517-0493

О. М. Михайленко

ТОВ «Енергобезпека Груп», пров. Лабораторний, 1, офіс 244, м. Київ, 01133, Україна

https://orcid.org/0000-0002-8185-9671

В. М. Іванов

ТОВ «Енергобезпека Груп», пров. Лабораторний, 1, офіс 244, м. Київ, 01133, Україна

https://orcid.org/0000-0002-6785-0224

Ю. Ю. Воробйов

ТОВ «Енергобезпека Груп», пров. Лабораторний, 1, офіс 244, м. Київ, 01133, Україна

А. О. Тюрін

ТОВ «Енергобезпека Груп», пров. Лабораторний, 1, офіс 244, м. Київ, 01133, Україна

А. М. Ганенко

ТОВ «Енергобезпека Груп», пров. Лабораторний, 1, офіс 244, м. Київ, 01133, Україна

E. Kostov

Westinghouse Electric Sweden AB, Mladost‑4, Business Park Sofia, Building 4 and Building 8A, floor 7, Sofia, 1766, Bulgaria

https://orcid.org/0000-0002-0394-0220

V. Pashynskyi

Westinghouse Electric Sweden AB, SE‑721 36 Västerås, Sweden

C. Hartmann⁴

Westinghouse Electric Germany GmbH, Dudenstrasse 6, Mannheim, 68167, Germany

Á. Pérez-Salado Kamps

Westinghouse Electric Germany GmbH, Dudenstrasse 6, Mannheim, 68167, Germany

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=8629120600

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.25.2.3

Анотація

Проблема накопичення й поводження зі значними обсягами радіоактивної води в умовах важких аварій (ВА) пов’язана з необхідністю постійного охолодження ядерного палива незалежно від стану його пошкодження. Зберігання радіоактивної води у додаткових ємностях на майданчику АЕС «Фукусіма-Даїчі» показало значні ризики й недоліки такого методу. Утримання радіоактивної води на позакорпусній стадії ВА в межах гермооболонки (ГО) енергоблоку АЕС і охолодження коріуму проєктними системами призведе до вимивання високоактивних паливовмісних частинок коріуму і накопичення їх у проєктному обладнанні. Це несе ризики відмов проєктних систем, неможливості їх ремонту й витоку радіоактивного теплоносія. Пропонується альтернативна концепція системи довготривалого відведення тепла (СДВТ) від ГО з використанням у контурі охолодження парогазової суміші, що утворюється в ГО за рахунок затоплення коріуму на позакорпусній стадії ВА. Такий підхід має більшу ефективність тепловідведення за рахунок кипіння, забезпечує відсутність виходу рідкого радіоактивного теплоносія, обмежує винесення паливовмісних частинок коріуму за межі ГО і відповідно дозволяє запобігати збільшенню об’єму радіоактивної води під час управління ВА. Основною функцією СДВТ для енергоблоків АЕС із реакторами ВВЕР‑1000 є збереження цілісності ГО за рахунок зменшення негативного впливу коріуму на опорну плиту ГО, запобігання перевищення допустимих меж за тиском і температурою в ГО шляхом організації тепловідведення від коріуму. Концепція базується на організації процесу тепловідведення з використанням теплообмінника та турбопривідного насосу, розташованих зовні ГО в оббудові реакторного відділення. Попередні розрахунки показали ефективність запропонованої концепції СДВТ для енергоблоків АЕС із ВВЕР‑1000.

Ключові слова: важка аварія, реактор ВВЕР‑1000, довготривале відведення тепла з гермооболонки, управління важкими аваріями, позакорпусна стадія, коріум, накопичення радіоактивної води

Список використаної літератури

1. НП 306.2.218-2018. Правила улаштування та безпечної експлуатації локалізуючих систем безпеки.–Затвердж. наказом Держатомрегулювання від 03.04.2018 № 140. – Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/
z0534-18#Text.

2. Compilation of recommendations and suggestions. Peer review of stress tests performed on European nuclear power plants. – ENSREG, 2012.

3. Schwartz G.M. Dangers of Releasing Fukushima’s Radioactive Wastewater into the Pacific Ocean – 2 Articles / G.M. Schwartz, J. Laforge // Janata Weekly: web-site. –December 31, 2023. – Available at: https://janataweekly.org/dangers-of-releasing-fukushimas-radioactive-wastewater-into-the-pacific-ocean‑2-articles.

4. Contaminated wastewater fills more than 1000 tanks at the site of the Fukushima Daiichi nuclear plant / D. Normile // Science: web-site. – April 13, 2021 – Available at: https://www.science.org/content/article/japan-plans-release-fukushima-s-contaminated-water-ocean.

5. Report on the calculation and analytical justification of the containment filtered venting system for South Ukraine NPP Unit 3, Ae 17838/Dok, 2018.

6. Containment Cooling System. Patent EP 3451346 B1. – Westinghouse Electric Germany GmbH, 2019.

7. Пат. 123910 С2 Україна, МПК G21C15/18, G21C15/257. Система охолодження захисної оболонки. / заявник і власник Westinghouse Electric Germany GmbH. – № a201809071; заявл. 31.08.2018; опубл. 23.06.2021, бюл.
№ 25/2021. – Режим доступу: https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1601024.

8. Qualification and testing of a water turbine driven pump for use in a long-term containment cooling system / E. Kostov, A. Pérez-Salado Kamps, C. Hartmann [et al.] // RCCS‑2021- OECD/NEA Specialist Workshop on Reactor core and containment cooling systems–long term management and reliability, Virtual Meeting (Levice, Slovakia, October 18-20, 2021).

9. MELCOR Computer Code Manuals. Reference Manuals Version 1.8.5. Sandia National Laboratories. NUREG/CR‑6119, Vol. 2 Rev.2 SAND2000-2417/1, 2000.

Повний текст (PDF)

---