1 Построение систем безопасности в проекте НВАЭС-2 ОАО «АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ» Москва Плаксеев А.А. - презентация

1 1 Построение систем безопасности в проекте НВАЭС-2 ОАО «АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ» Москва Плаксеев А.А.

2 2 ОАО «АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ» Москва Двухканальная структура активных СБ Обоснование принятой структуры САОЗ на основе результатов анализа надежности НОВОВОРОНЕЖСКАЯ АЭС-2

3 3 Основные требования ТЗ на базовый проект «АЭС-2006» к системам безопасности Время действия активных СБ – не ограничено (при наличии электропитания); Время действия активных СБ – не ограничено (при наличии электропитания); Использование систем безопасности, построенных на разных принципах (активном и пассивном); Использование систем безопасности, построенных на разных принципах (активном и пассивном); Время действия пассивных СБ – не менее 24 час; указать средства, направленные на увеличение этого времени до 72 час.; Время действия пассивных СБ – не менее 24 час; указать средства, направленные на увеличение этого времени до 72 час.; Низкая чувствительность к отказам обеспечивающих и управляющих систем; Низкая чувствительность к отказам обеспечивающих и управляющих систем; Использование пассивных СБ должно создать предпосылки для сокращения оборудования активных СБ; Использование пассивных СБ должно создать предпосылки для сокращения оборудования активных СБ; Системы отвода тепла от активной зоны, построенные на активном и пассивном принципах, должны функционировать при герметичном и/или негерметичном I и II контурах; Системы отвода тепла от активной зоны, построенные на активном и пассивном принципах, должны функционировать при герметичном и/или негерметичном I и II контурах; СПОТ II контура должна обеспечить отвод остаточных тепловыделений в условиях отсутствия переменного тока и других исходных событиях на АЭС; СПОТ II контура должна обеспечить отвод остаточных тепловыделений в условиях отсутствия переменного тока и других исходных событиях на АЭС; Термонагружение конструкций и оборудования в результате ввода СБ в действие должно быть минимизировано; Термонагружение конструкций и оборудования в результате ввода СБ в действие должно быть минимизировано; САОЗ должна состоять из ГЕ I ступени и ГЕ II ступени. САОЗ должна состоять из ГЕ I ступени и ГЕ II ступени. В проекте должен быть определен подход к выводу каналов (элементов) систем безопасности в ремонт или техническое обслуживание, при этом должна быть обеспечена возможность выполнения функций безопасности на время ремонта. В проекте должен быть определен подход к выводу каналов (элементов) систем безопасности в ремонт или техническое обслуживание, при этом должна быть обеспечена возможность выполнения функций безопасности на время ремонта.

4 4 Краткая характеристика структуры САОЗ Система аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ) предназначена для выполнения функций поддержания запаса теплоносителя в активной зоне при течах из 1-го контура. Система аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ) предназначена для выполнения функций поддержания запаса теплоносителя в активной зоне при течах из 1-го контура. САОЗ состоит из активной и пассивной частей. САОЗ состоит из активной и пассивной частей. Активная часть САОЗ состоит из двух полностью одинаковых по структуре и независимых между собой каналов, в состав каждого из которых входят технологические, обеспечивающие и управляющие части с резервированием активных элементов. Активная часть САОЗ состоит из двух полностью одинаковых по структуре и независимых между собой каналов, в состав каждого из которых входят технологические, обеспечивающие и управляющие части с резервированием активных элементов. Пассивная часть САОЗ состоит из системы гидроемкостей первой JNG10-40 и второй JNG50-80 ступеней (ГЕ-1 и ГЕ-2). Пассивная часть САОЗ состоит из системы гидроемкостей первой JNG10-40 и второй JNG50-80 ступеней (ГЕ-1 и ГЕ-2). Структура и состав СБ для проекта НВАЭС-2 оптимизирована в отношении как высоких показателей надежности, так и обеспечение приемлемых экономических характеристик. Структура и состав СБ для проекта НВАЭС-2 оптимизирована в отношении как высоких показателей надежности, так и обеспечение приемлемых экономических характеристик.

5 5 СТРУКТУРА СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ В ПРОЕКТЕ НВАЭС-2

6 6 Технологическая часть одного канала САОЗ состоит из ниток с насосами высокого и низкого давления (САОЗ ВД и САОЗ НД). Технологическая часть одного канала САОЗ состоит из ниток с насосами высокого и низкого давления (САОЗ ВД и САОЗ НД). Напорные трубопроводы САОЗ ВД с установленными на них арматурой, эжекторами и трехходовыми клапанами подключены к петлям ГЦТ. Напорные трубопроводы САОЗ ВД с установленными на них арматурой, эжекторами и трехходовыми клапанами подключены к петлям ГЦТ. Напорные трубопроводы САОЗ НД с установленной на них арматурой подключены к трубопроводам ГЕ-1. Напорные трубопроводы САОЗ НД с установленной на них арматурой подключены к трубопроводам ГЕ-1. Благодаря такому раздельному подключению исключены совместные зависимые отказы подачи теплоносителя от САОЗ НД и САОЗ ВД. Благодаря такому раздельному подключению исключены совместные зависимые отказы подачи теплоносителя от САОЗ НД и САОЗ ВД. Структура активной части САОЗ

7 7 Резервирование САОЗ В пределах каждого канала технологической части обеспечивается взаимное резервирование подачи теплоносителя в 1-й контур от насосов САОЗ НД и САОЗ ВД во всем диапазоне течей из 1-го контура от Ду10 до Ду 850. В пределах каждого канала технологической части обеспечивается взаимное резервирование подачи теплоносителя в 1-й контур от насосов САОЗ НД и САОЗ ВД во всем диапазоне течей из 1-го контура от Ду10 до Ду 850. При малых течах при отказе подачи теплоносителя от обоих насосов САОЗ ВД обеспечивается подача теплоносителя от насосов САОЗ НД с учетом расхолаживания РУ через 2-ой контур. САР или СПОТ автоматически вводятся в режим расхолаживания по сигналам течи из 1-го контура. При малых течах при отказе подачи теплоносителя от обоих насосов САОЗ ВД обеспечивается подача теплоносителя от насосов САОЗ НД с учетом расхолаживания РУ через 2-ой контур. САР или СПОТ автоматически вводятся в режим расхолаживания по сигналам течи из 1-го контура. При больших течах с отказом подачи теплоносителя от обоих насосов САОЗ НД дополнительно обеспечивается подача теплоносителя от насосов САОЗ ВД с эжектором. При больших течах с отказом подачи теплоносителя от обоих насосов САОЗ НД дополнительно обеспечивается подача теплоносителя от насосов САОЗ ВД с эжектором.

8 8 Насосы САОЗ НД и САОЗ ВД в пределах каждого канала имеют общие обеспечивающие и управляющие системы. Насосы САОЗ НД и САОЗ ВД в пределах каждого канала имеют общие обеспечивающие и управляющие системы. В пределах каждого канала САОЗ выполнено резервирование активных элементов и обратных клапанов на всасывающей линии и в обеспечивающих системах. В пределах каждого канала САОЗ выполнено резервирование активных элементов и обратных клапанов на всасывающей линии и в обеспечивающих системах. В каждом канале установлено по одному ДГ, что обеспечивает требуемую надежность выполнения функций безопасности. В каждом канале установлено по одному ДГ, что обеспечивает требуемую надежность выполнения функций безопасности. Резервирование САОЗ (продолжение)

9 9 Пассивная часть резервирует активную часть в течение ограниченных периодов времени длительностью от 30 часов до 10-ти суток в зависимости от размера течи. Пассивная часть резервирует активную часть в течение ограниченных периодов времени длительностью от 30 часов до 10-ти суток в зависимости от размера течи. Система аварийного впрыска бора JND и система аварийного отвода тепла от ПГ (САР или СПОТ) обеспечивают выполнение функции аварийного отвода тепла от активной зоны в течение длительного периода времени после завершения работы ГЕ-2. Система аварийного впрыска бора JND и система аварийного отвода тепла от ПГ (САР или СПОТ) обеспечивают выполнение функции аварийного отвода тепла от активной зоны в течение длительного периода времени после завершения работы ГЕ-2. Резервирование в САОЗ (продолжение)

10 10 Требование пункта ОПБ-88/97 Структура СБ должна соответствовать принципу единичного отказа для исходных событий (ИС) проектных аварий. Структура СБ должна соответствовать принципу единичного отказа для исходных событий (ИС) проектных аварий. Отнесение ИС к категории проектных или запроектных аварий производится на основе требований ТЗ РУ и EUR. Отнесение ИС к категории проектных или запроектных аварий производится на основе требований ТЗ РУ и EUR. С учетом общепринятой мировой практики, к ИС проектных аварий относятся ИС, значения частот реализации которых превышают 1,0 х /реактор*год. С учетом общепринятой мировой практики, к ИС проектных аварий относятся ИС, значения частот реализации которых превышают 1,0 х /реактор*год. В проекте НВАЭС-2 количественный ориентир вероятности ПАЗ принят на порядок более жестким, чем в ОПБ-88/97, т.е /реактор*год вместо В проекте НВАЭС-2 количественный ориентир вероятности ПАЗ принят на порядок более жестким, чем в ОПБ-88/97, т.е /реактор*год вместо 10-5.

11 11 Результаты качественного анализа надежности САОЗ для ИС с малой течью (МТ) Исходные события САОЗ Соответствие структуры JNA пункту ОПБ-88/97 САОЗ ВД САОЗ НД 1 МТ без обесточивания и без вывода в ремонт каналов СБ (ПА) Работоспособны САОЗ ВД в обоих каналах Работоспособны САОЗ НД в обоих каналах при расхо- лаживании РУ через 2-ой контур Соответствует пункту без учета примечания (**) к нему 2 МТ с обесточиванием без вывода в ремонт каналов СБ (ПА) Работоспособны САОЗ ВД в обоих каналах при работоспо- собных ДГ Работоспособны САОЗ НД в обоих каналах при расхо- лаживании РУ через 2-ой контур при ра- ботоспособных ДГ Соответствует пункту без учета примечания (**) к нему. При единичном отказе ДГ в одном канале работоспособны САОЗ ВД или САОЗ НД в другом канале с работо- способным ДГ Таблица 1

12 12 Результаты качественного анализа надежности САОЗ для ИС с малой течью (МТ) Исходные события САОЗ Соответствие структуры JNA пункту ОПБ-88/97 САОЗ ВД САОЗ НД 3 МТ без обесточивания с выводом в ремонт одного канала СБ (ПА) Работоспо- собен САОЗ ВД в не вы- веденном в ремонт канале Работоспособен САОЗ НД при расхолаживании РУ через 2-ой контур в не выведенном в ремонт канале Соответствует пункту без учета примечания (**) к нему, поскольку ФБ выполняется при наличии единичного отказа САОЗ ВД или САОЗ НД в не выведенном в ремонт канале 4 МТ с обесточиванием и с выводом в ремонт одного канала СБ на 10 суток (ЗПА, 2 х /год) Работоспо- собен САОЗ ВД в не вы- веденном в ремонт кана- ле при рабо- тоспособном ДГ в этом канале Работоспособен САОЗ НД при расхолаживании РУ через 2-ой контур в не выведенном в ремонт канале при работоспособном ДГ в этом канале Соответствие пункту не требуется, поскольку такое ИС относится к ИС ЗПА. Соответствие пункту выполняется на интервале времени не менее 2-х суток за счет восста- новления электроснабжения от энер- госистемы или за счет восстанов- ления работоспособности ДГ (сред- нее время восстановления ДГ – 14 часов) Таблица 1

13 13 Результаты качественного анализа надежности САОЗ для ИС с большой течью (БТ ГЦТ) Исходные события САОЗ Соответствие структуры JNA пункту ОПБ-88/97 САОЗ ВД САОЗ НД 1 БТ ГЦТ без обесточивания и без вывода в ремонт каналов СБ (ПА) Работоспособны САОЗ ВД в обоих каналах Работоспособны САОЗ НД в обоих каналах Соответствует пункту без учета примечания (**) к нему 2 БТ ГЦТ с обесточиванием без вывода в ремонт каналов СБ (ЗПА, 2,2 х /год) Работоспособны САОЗ ВД в обоих каналах при работоспо- собных ДГ Работоспособны САОЗ НД в обоих каналах при ра- ботоспособных ДГ Соответствует пункту без учета примечания (**) к нему. При единичном отказе ДГ в одном канале работоспособны САОЗ ВД или САОЗ НД в другом канале с работо- способным ДГ Таблица 2

14 14 Результаты качественного анализа надежности САОЗ для ИС с большой течью (БТ ГЦТ) Исходные события САОЗ Соответствие структуры JNA пункту ОПБ-88/97 САОЗ ВД САОЗ НД 3 БТ ГЦТ без обесточивания с выводом в ремонт одного канала СБ (ПА) Работоспо- собен САОЗ ВД в не вы- веденном в ремонт канале Работоспособен САОЗ НД в не выведенном в ремонт канале Соответствует пункту без учета примечания (**) к нему, поскольку ФБ выполняется при наличии единичного отказа САОЗ ВД или САОЗ НД в не выведенном в ремонт канале 4 БТ ГЦТ с обесточиванием и с выводом в ремонт одного канала СБ на 10 суток (ЗПА, 1,3 х /год) Работоспо- собен САОЗ ВД в не вы- веденном в ремонт кана- ле при рабо- тоспособном ДГ в этом канале Работоспособен САОЗ НД в не выведенном в ремонт канале при работоспособном ДГ в этом канале Соответствие пункту не требуется, поскольку такое ИС относится к ИС ЗПА Таблица 2

15 15 Результаты качественного анализа надежности САОЗ для ИС с большой течью трубопроводов ГЕ-1 (БТ ГЕ-1) Исходные события САОЗ Соответствие структуры JNA пункту ОПБ-88/97 САОЗ ВД САОЗ НД 1 БТ ГЕ-1 без обесточивания и без вывода в ремонт каналов СБ (ПА) Работоспособны САОЗ ВД в обоих каналах Работоспособен САОЗ НД в одном канале, не имеющим зависимого от ИС отказа Соответствует пункту без учета примечания (**) к нему 2 БТ ГЕ-1 с обесточиванием без вывода в ремонт каналов СБ (ЗПА, 2,5 х /год) Работоспособны САОЗ ВД в обоих каналах при работоспо- собных ДГ Работоспособен САОЗ НД в одном канале, не имеющим зависимого от ИС отказа при ра- ботоспособном ДГ Соответствует пункту без учета примечания (**) к нему. При единичном отказе ДГ в одном канале работоспособны САОЗ ВД в другом канале с работоспособным ДГ Таблица 3

16 16 Результаты качественного анализа надежности САОЗ для ИС с большой течью трубопроводов (БТ ГЕ-1) Исходные события САОЗ Соответствие структуры JNA пункту ОПБ-88/97 САОЗ ВД САОЗ НД 3 БТ ГЕ-1 без обесточивания с выводом в ремонт одного канала СБ (ЗПА, 1,1 х /год) Работоспособен САОЗ ВД в не выведенном в ремонт канале САОЗ НД не работоспособны в обоих каналах при наличии зависимого отказа в не выведенном в ремонт канале Соответствие пункту не требуется, поскольку такое ИС относится к ИС ЗПА 4 БТ ГЕ-1 с обесточиванием и с выводом в ремонт одного канала СБ на 10 суток (ЗПА, 1,5 х /год) Работоспособен САОЗ ВД в не выведенном в ремонт канале при работоспо- собном ДГ в этом канале САОЗ НД не работоспособны в обоих каналах при наличии зависимого отказа в не выведенном в ремонт канале Соответствие пункту не требуется, поскольку такое ИС относится к ИС ЗПА Таблица 3

17 17 Соответствие структуры САОЗ требованиям пункта ОПБ-88/97 Название режима Исходное событие (ПА; ЗПА) Примечание Малая течь Большая течь ГЦТ Большая течь ГЕ-1 1 Течи 1-го контура без обесточивания и без вывода в ремонт оборудования каналов САОЗ + (ПА) 2 Течи 1-го контура с обесточиванием и без вывода в ремонт оборудования каналов САОЗ + (ПА) + (ЗПА/ 2, /год) + (ЗПА/ 2, /год) 3 Течи 1-го контура без обесточивания с выводом в ремонт ДГ одного канала САОЗ + (ПА) + (ЗПА/ 1, /год) 4 Течи 1-го контура с обесточиванием и с выводом в ремонт ДГ одного канала САОЗ - (ЗПА/ /год) - (ЗПА/ 1, /год) - (ЗПА/ 1, /год) Дополнительные комментарии представлены на следующем слайде *) Примечание: + - означает соответствие пункту ОПБ-88/97 без учета примечания (**) - - означает соответствие пункту ОПБ-88/97 с учетом примечания (**)

18 18 Комментарии по обоснованию возможности применения структуры САОЗ с одним ДГ в каждом канале: Выполнены требования примечания (**) к пункту ОПБ-88/97. Значение вероятности невыполнения функций САОЗ составляет 4, , что в 1,7 раза ниже аналогичного значения для 4-х канальной структуры. Выполнены требования примечания (**) к пункту ОПБ-88/97. Значение вероятности невыполнения функций САОЗ составляет 4, , что в 1,7 раза ниже аналогичного значения для 4-х канальной структуры. Применение пассивных СБ позволяет предотвратить ПАЗ сверх проектных пределов в течение времени от 30 до 280 часов в зависимости от размера течи. Созданный резерв времени достаточен для восстановления работоспособности отказавшего ДГ. Применение пассивных СБ позволяет предотвратить ПАЗ сверх проектных пределов в течение времени от 30 до 280 часов в зависимости от размера течи. Созданный резерв времени достаточен для восстановления работоспособности отказавшего ДГ. Проектом предусмотрена установка на каждом энергоблоке по одному общеблочному ДГ одинаковой мощности с ДГ САЭ. На стадии рабочей документации будет разработана и смонтирована специальная трасса, обеспечивающая возможность подключения в случае необходимости к шинам САЭ как мера по управлению ЗПА. Соответствующие обоснования и документация будут включены в ОООБ. Проектом предусмотрена установка на каждом энергоблоке по одному общеблочному ДГ одинаковой мощности с ДГ САЭ. На стадии рабочей документации будет разработана и смонтирована специальная трасса, обеспечивающая возможность подключения в случае необходимости к шинам САЭ как мера по управлению ЗПА. Соответствующие обоснования и документация будут включены в ОООБ.

19 19 РАСПОЛАГАЕМОЕ ВРЕМЯ ДЛЯ ПРИНЯТИЯ МЕР ПО УПРАВЛЕНИЮ ЗПА (при отказе активной САОЗ) Временные характеристики для различных размеров течи Диаметр течи, мм (вероят- ность 1/р*год) Начало работы ГЕ1, с (ч) Окончан ие работы ГЕ1, с (ч) Начало работы ГЕ2, с (ч) Окончание работы ГЕ2, с (ч) Время достижения проектного предела С, с (ч) Ду 850 (1,3Е-4) 7, (26,3) (30,7) Ду 70 (2,5Е-3) 1037 (0,29) 2853 (0,79) 2870 (0,8) (27) (43,9) Ду 50 (2,5Е-3) 2010 (0,56) 6460 (1,8) 3780 (1,05) (28,3) (47) Ду 25 (2,5Е-3) 3398 (0,94) (2,8) 9576 (2,66) ~ (52,8 ч) (72 ч) Ду 10 (1,4Е-1) 5004 (1,39) (7) (38,36) ~280 ч –

20 20 Выводы Принятая в проекте двухканальная структура САОЗ соответствует требованиям пункта ОПБ-88/97 и обладает высоким уровнем надежности. Принятая в проекте двухканальная структура САОЗ соответствует требованиям пункта ОПБ-88/97 и обладает высоким уровнем надежности. Технические решения по САОЗ для проекта НВАЭС-2 функционально по меньшей мере не уступают решениям проектов на основе 4-х канальной САОЗ, и при этом обладают очевидными экономическими преимуществами. Технические решения по САОЗ для проекта НВАЭС-2 функционально по меньшей мере не уступают решениям проектов на основе 4-х канальной САОЗ, и при этом обладают очевидными экономическими преимуществами.