Активная зона и системы нормальной эксплуатации, важные для безопасности

Активная зона и элементы ее конструкции. Конструкция реактора при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии, должна исключать непредусмотренные перемещения, деформации или формоизменения элементов активной зоны и отражателя, приводящие к увеличению реактивности или ухудшению теплоотвода и последующему повреждению тепловыделяющих элементов сверх соответствующих проектных пределов.

Конструкция тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов, материалы сердечников и оболочек тепловыделяющих элементов должны при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии, обеспечивать непревышение установленных соответствующих проектных пределов повреждения тепловыделяющих элементов с учетом:

1) физико-химического взаимодействия оболочек тепловыделяющих элементов и сердечников, оболочек тепловыделяющих элементов и теплоносителя;

2) ударных и вибрационных воздействий, термоциклического нагружения, усталости и старения материалов;

3) влияния продуктов деления и примесей в теплоносителе на коррозию оболочек тепловыделяющих элементов (тепловыделяющих сборок);

4) теплогидравлических и радиационных воздействий и других факторов, ухудшающих механические характеристики материалов тепловыделяющих элементов.

Характеристики ядерного топлива и конструкция реактора должны исключать возможность образования вторичных критических масс при разрушении активной зоны или расплавлении ядерного топлива.

При выборе конструкции активной зоны и ее состава должны использоваться технические решения, исключающие положительный мощностной и температурный коэффициенты реактивности при любых режимах работы реактора.

Конструкция активной зоны или отражателя должна обеспечивать возможность размещения в них внешнего (пускового) источника нейтронов, используемого при физическом пуске, а в случае необходимости и при последующей эксплуатации ИР.

В проекте ИР должен быть приведен анализ теплотехнической надежности активной зоны, обосновывающий достаточность предусмотренных запасов до пределов безопасной эксплуатации тепловыделяющих элементов.

Активная зона и исполнительные механизмы РО СУЗ должны быть спроектированы так, чтобы исключались заклинивание и выброс РО СУЗ вверх или вниз и самопроизвольное расцепление РО СУЗ с их исполнительными механизмами.

В проекте ИР должны быть предусмотрены технические средства и методы контроля герметичности тепловыделяющих элементов (тепловыделяющих сборок) на остановленном и работающем на мощности реакторе, которые должны обеспечивать надежное и своевременное обнаружение негерметичных тепловыделяющих элементов (тепловыделяющих сборок).

В проекте ИР должно быть определено соответствие между повреждениями тепловыделяющих элементов и активностью теплоносителя первого контура по реперным радионуклидам (с учетом эффективности системы очистки теплоносителя от продуктов деления).

Тепловыделяющие элементы (тепловыделяющие сборки) с ядерным топливом различного обогащения, специальные выгорающие поглотители нейтронов, тепловыделяющие элементы с выгорающим поглотителем нейтронов, тепловыделяющие элементы со смешанным ядерным топливом и т.п. должны иметь маркировку (отличительные знаки), которая должна сохраняться на протяжении всего срока эксплуатации и последующего хранения.

Экспериментальные устройства. Конструкция экспериментальных устройств должна исключать возможность самопроизвольного перемещения сменных элементов экспериментальных устройств и испытываемых образцов при их эксплуатации в составе реактора, а также обеспечивать локализацию (удержание) радиоактивных веществ испытываемых образцов в случае их разрушения.

Должны быть выполнены расчетные, а в необходимых случаях и экспериментальные оценки влияния экспериментальных устройств на реактивность, распределение энерговыделения в активной зоне и на эффективность РО СУЗ.

Установка (выгрузка) сменных элементов экспериментальных устройств и испытываемых образцов должна проводиться, как правило, на остановленном реакторе.

Скорость ввода положительной реактивности при установке (выгрузке) сменных элементов экспериментальных устройств и испытываемых образцов с эффективностью более 0,3 β_эфф не должна превышать 0,07 β_эфф / с.

Если установка (выгрузка) сменных элементов экспериментальных устройств и испытываемых образцов ведет к увеличению реактивности на 0,7 рβ_эфф и более, должно быть обеспечено шаговое увеличение реактивности со значением шага, не превышающим 0,3 β_эфф.

Шаговое перемещение средств воздействия на реактивность должно обеспечивать чередование увеличения реактивности и последующей паузы. Каждый шаг должен инициироваться оператором.

В случае необходимости установки (выгрузки) испытываемых образцов при работе реактора на мощности в проекте ИР должна быть обоснована необходимость проведения работ в этих условиях и доказана ядерная безопасность ИР при их проведении.

Проектно-конструкторская документация на новые сменные элементы экспериментальных устройств и испытываемые образцы при необходимости должна быть согласована с разработчиками ИР.

Экспериментальные устройства при необходимости должны быть оснащены детекторами контроля плотности потока нейтронов, датчиками теплофизических и других параметров.

Должны быть определены условия, объем и периодичность проверок экспериментальных устройств на их соответствие проектным характеристикам.

Система охлаждения активной зоны (первый контур). Система охлаждения активной зоны (первый контур) при нормальной эксплуатации должна обеспечивать теплоотвод от активной зоны без нарушения установленных эксплуатационных пределов по температуре и скорости изменения температуры элементов активной зоны и экспериментальных устройств.

В проекте ИР должны быть приведены:

1) границы первого контура;

2) анализ надежности первого контура с учетом внутренних воздействий, возможных при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии, и внешних воздействий природного и техногенного происхождения, при этом должно быть показано, что прочность корпуса (бака) и внутрикорпусных устройств обеспечивается при всех выше указанных воздействиях;

3) допустимые перемещения и вибрации трубопроводов и элементов конструкции первого контура при нормальной эксплуатации ИР.

В случае использования на реакторе системы сжигания продуктов радиолиза прочность корпуса реактора должна определяться с учетом повышения давления в корпусе при сжигании продуктов радиолиза.

Используемые в проекте ИР технические решения должны обеспечивать:

1) запас теплообменной поверхности первого контура, достаточный для компенсации ухудшения ее теплопередающих характеристик в процессе эксплуатации;

2) условия для развития естественной циркуляции теплоносителя при нарушении принудительной циркуляции теплоносителя;

3) инерциальную массу подвижных элементов циркуляционных насосов первого контура, достаточную для обеспечения требуемого расхода теплоносителя при потере электроснабжения циркуляционных насосов до момента, после которого естественная циркуляция теплоносителя или система аварийного расхолаживания обеспечат отвод остаточного тепловыделения активной зоны;

4) контроль параметров системы охлаждения активной зоны с обеспечением формирования сигналов для срабатывания AЗ.

В проекте ИР должны быть предусмотрены:

1) автоматическая защита от недопустимого повышения или понижения давления в первом контуре при нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии;

2) компенсация изменения объема теплоносителя при изменении удельной плотности теплоносителя в соответствии с температурными режимами первого контура;

3) средства для обнаружения потерь теплоносителя при течах;

4) средства компенсации потерь теплоносителя при течах и защиты первого контура от непредусмотренного дренирования теплоносителя;

5) очистка теплоносителя от примесей, продуктов деления и коррозии.

Используемые в проекте ИР технические решения должны исключать:

1) вывод остановленного реактора из подкритического состояния при включении (выключении) циркуляционных насосов первого контура;

2) превышение допустимых перемещений и вибраций трубопроводов и элементов конструкций первого контура при нормальной эксплуатации ИР.

Управляющие системы нормальной эксплуатации. В составе управляющих систем нормальной эксплуатации должна быть предусмотрена часть СУЗ, обеспечивающая контроль плотности потока нейтронов (мощности) и управление мощностью реактора. Указанная часть СУЗ должна включать:

1) РО АР и (или) РО РР, используемые для увеличения уровня мощности реактора до заданного, поддержания мощности на заданном уровне, а также для планового останова ИР;

2) РО КР, используемые для компенсации запаса реактивности реактора и планового останова реактора;

3) систему контроля положения и управления исполнительными механизмами РО РР, РО АР, РО КР;

4) систему контроля положения и управления исполнительными механизмами загрузочных и экспериментальных устройств (при необходимости);

5) не менее двух независимых между собой каналов контроля плотности потока нейтронов с показывающими приборами, при этом по меньшей мере в составе одного канала контроля плотности потока нейтронов должна быть предусмотрена возможность записи изменения плотности потока нейтронов реактора во времени;

6) не менее двух независимых между собой каналов контроля скорости (периода) увеличения плотности потока нейтронов реактора с показывающими приборами;

7) каналы контроля параметров технологических систем реактора, важных для безопасности.

Диапазон контроля плотности потока нейтронов управляющей системой нормальной эксплуатации должен перекрывать весь определенный проектом ИР диапазон изменения мощности реактора.

В случае разбиения диапазона контроля плотности потока нейтронов на несколько поддиапазонов должно быть предусмотрено перекрытие поддиапазонов не менее чем в пределах одной декады. Переключение поддиапазонов должно быть автоматическим.

Управление реактором и основными системами ИР должно производиться с пункта управления ИР, имеющего двухстороннюю громкоговорящую связь с реакторным помещением и при необходимости с другими помещениями ИР. Пункт управления ИР должен быть оборудован телефонной связью.

Если каналы контроля не обеспечивают контроль плотности потока нейтронов при загрузке ядерного топлива, то реактор должен быть оборудован дополнительной (пусковой) системой контроля. Эта система может быть съемной, устанавливаемой на период загрузки ядерного топлива, и должна включать в себя не менее двух каналов контроля плотности потока нейтронов реактора с показывающими приборами и записывающим устройством.

Эффективность РО РР, РО АР, РО КР должна быть достаточной для обеспечения не менее 1% подкритичности (К_эфф ≤0,99) реактора после взвода РО AЗ.

РО РР, РО АР, РО КР должны иметь указатели промежуточного положения и указатели конечных положений.

Управляющие системы нормальной эксплуатации должны исключать:

1) ввод положительной реактивности путем перемещения РО РР, РО АР, РО КР или экспериментальных устройств, если РО AЗ не взведены;

2) ввод положительной реактивности со скоростью выше 0,07 β_эфф / с;

3) ввод положительной реактивности средствами воздействия на реактивность в случае появления предупредительных сигналов по плотности потока нейтронов или скорости (периоду) увеличения плотности потока нейтронов или по каналам контроля параметров технологических систем, важных для безопасности ИР;

4) ввод положительной реактивности средствами воздействия на реактивность в случае отсутствия электроснабжения в цепях указателей промежуточного положения органа, используемого для увеличения реактивности или в цепях аварийной или предупредительной сигнализации.

Управляющие системы нормальной эксплуатации должны обеспечивать:

1) шаговый ввод положительной реактивности (шаговое перемещение) с величиной шага не более 0,3 β_эфф для любых используемых в управляющих системах нормальной эксплуатации средств воздействия на реактивность эффективностью более 0,7 β_эфф, включая РО КР, РО РР, РО АР;

2) введение РО КР, РО РР, РО АР и другими средствами воздействия на реактивность отрицательной реактивности с максимально возможной скоростью по сигналу AЗ;

3) возможность разрыва цепи питания двигателей исполнительных механизмов РО РР, РО АР, РО КР эффективностью более 0,7 β_эфф с пункта управления ИР, при этом разрыв цепи питания двигателей не должен влиять на возможность приведения реактора в подкритическое состояние по сигналу AЗ;

4) по сигналу AЗ автоматическое прекращение ввода положительной реактивности загрузочными и экспериментальными устройствами, а в необходимых случаях - автоматическое уменьшение реактивности, обусловленной загрузочными или экспериментальными устройствами;

5) проверку работоспособности всех видов световой и звуковой сигнализации.

Управляющая система нормальной эксплуатации должна формировать как минимум следующие сигналы на пункт управления:

1) предупредительные (световые и звуковые) - при приближении параметров реактора к уставкам срабатывания AЗ и нарушении условий нормальной эксплуатации;

2) указательные - информирующие о наличии напряжения в цепях электроснабжения СУЗ и о состоянии систем, важных для безопасности ИР.

В проекте ИР должен быть установлен и обоснован диапазон мощности реактора, в пределах которого регулирование осуществляется автоматическим регулятором, приведены характеристики системы автоматического регулирования мощности и оценка погрешности поддержания требуемого уровня мощности и должно быть доказано отсутствие автоколебаний мощности.

Возможность работы ИР без системы автоматического регулирования мощности должна быть обоснована в проекте ИР.

При включении нескольких каналов контроля плотности потока нейтронов на вход системы автоматического регулирования должно быть исключено изменение мощности реактора системой автоматического регулирования при отключении или отказе одного из каналов контроля плотности потока нейтронов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: