Аварии с потерей теплоносителя

Аварии с потерей теплоносителя

В английской литературе эти аварии называются Loc loss of current – аварии с потерей теплоносителя. Именно этот класс аварий тянет за собой большое усложнение станции с водяным теплоносителем. Это очень тяжелая авария, потому что при большом разрыве первого контура, если теплоноситель из реактора уйдет, сами понимаете, что получается – активная зона плавится под действием остаточного тепловыделения, проплавляет корпус реактора (расчеты такие есть), этот расплав может проплавить бетонное днище шахты, уйти в грунтовые воды – в общем, вызвать очень тяжелые последствия. Поэтому есть большое количество систем безопасности, которые сопротивляются, преодолевают аварию с потерей теплоносителя. Эта авария закладывается как проектная или как максимальная проектная, предусмотрено, что может лопнуть даже трубопровод самого большого диаметра – Бл800, но при этом тяжелой аварии не должно происходить. Что там? Вы знаете, есть гидроемкости, которые при остановке ГЦН какое то время под давлением газа подпитывают первый контур.  Дальше. Вся вода, которая выпарится через дыру, попадает в пространство под контейнментом, стринглеры работают на струйках воды, этот пар конденсируется и собирается в приемниках, насосы прокачивают воду через теплообменник и как бы образуют циркуляцию через разорванный контур реактора, чтобы снова не оставить зону без охлаждения. Для осуществления всего этого нужно резервное электропитание и т.д. и т.д. Т.е. без электропитания трудно преодолеть эту аварию.

А вот теперь давайте рассмотрим, как такую аварию преодолеть в принципе, чтобы была не низкая вероятность ее появления, а чтобы она вообще была просто исключена. Первое требование. Надо применить теплоноситель с высокой точкой кипения. Почему нужна высокая точка кипения? Она нужна для того, чтобы теплоноситель не выкипел, даже если будет дырка в первом контуре. Тогда теплоноситель  не выкипает, а выливается. Он вылится может в зависимости от того, где образовалась дыра — если дырка сверху, выше уровня, то теплоноситель не выкипит, он останется. С этой точки зрения чем выше точка кипения теплоносителя, тем лучше, жидкие металлы здесь хороши – у них высокая точка кипения. Ну а если ниже уровня? Жидкий металл не требует высокого давления (раз точка кипения высокая), значит, во-первых, не должно быть трубопроводов первого контура вне корпуса. Т.е. должна быть так называемая интегральная или моноблочная компоновка – только бак, в котором расположено все оборудование первого контура. И ни одного трубопровода вне этого бака быть не должно. Это сосуд, работающий под наливом, как говорится. Давление только то, которое создает насос, но и то это давление не на уровне теплоносителя, а около днища. Т.е. вероятность разгерметизации чисто постулированно можно предположить, но тем не менее в проекте предусматривается еще страховочный кожух. Поскольку давление низкое, а это тонкостенный сосуд, значит, может, произойти течь корпуса, теплоноситель свинец-висмут попадает туда, в этот зазор, а поскольку весь корпус у нас погружен в водяной бак, в котором действует система пассивного отвода тепла, то теплоноситель там и застывает. Т.е. эта течь самолокализуется, даже если она произойдет.

Вопрос – а бак охлаждается?

 А бак охлаждается. Есть теплообменники промежуточного контура, тепло нормально отводится, потери тепла постоянно отводятся.

Таким образом, можно исключить аварию с потерей теплоносителя детерминистически. И вот это очень важно, потому что в таком случае не требуется удорожание станции. Потому что требования безопасности и требования экономики в традиционных реакторах вошли в конфликт. Вот если сейчас потребовать снизить уровень риска на действующих станциях, то будет удорожание станций и они из-за этого потеряют конкурентность. А здесь гармоничное сочетание наблюдается – требования безопасности и экономики.