Теплоотводные аварии


Теплоотводные аварии

Четвертый класс аварий – теплоотводные аварии.  Дальше смотрим по безопасности. С теплоносителем посмотрели аварии, теперь теплоотводные аварии или аварии, связанные с отводом остаточного тепловыделения. Т.е. теплоотводные аварии – это аварии, при которых прекращается внешний теплоотвод. Реактор (желательно) должен сохранять работоспособность, причем, как минимум, не должно быть выбросов радиоактивности в условиях полного обесточивания станции. Детерминистически это означает, что нет энергосистемы, ни один дизель не завелся, аккумуляторная батарея, как говорится, не работает – вот с карманными фонариками, с переносными, только и можно ходить и смотреть. И вот в этих условиях нужно, чтобы не произошло тяжелой аварии. Так вот, оказывается, что реактор с тяжелым жидким металлом дает уникальную возможность сброса вот этого тепла через корпус реактора. Потому что в аварийных условиях теплоноситель может быть нагрет и на 7000, и на 8000, и на 9000
- и при этом давление не повысится. И какой-то катастрофической коррозии, вызывающий разрушения, тоже не будет. Но если в нормальных условиях температура корпуса реактора 3000 и поток тепла вот в этот бак водяной идет 500 кВт, то когда корпус нагреется (вместе с теплоносителем) до 7000, то пойдет поток тепла до 1500 кВт. Аккумулирование тепла металлоконструкциями реактора, нагрев в воде приводит к тому, что даже если прекратится охлаждение этого бака (воды в баке пром. контура тоже нет, ни один насос не работает) – вода в нем начнет кипеть. Период невмешательства длится пять суток – пока вода не выкипит. Так вот, при этом никакой катастрофы не произойдет. В течение пяти суток пожарные машины из цистерны, из пруда качают воду, потому что единственная борьба с этой аварией – долить водой. Эти штуцера могут быть выведены куда то там далеко от станции, находиться вблизи пруда, понятно, как это делать.

Можно сделать и по-другому. Можно сделать контур естественной циркуляции еще один – из воды к воздуху теплообменника. Тогда получается бесконечное время – т.е. постоянно будут работать воздушные радиаторы, навешанные снаружи контейнмента. Ну а я бы сказал – ребята, зачем это, ведь это дорого, зачем? Мы же делаем реактор по нормам, это далеко превосходит принцип единичного отказа, зачем мы будем ухудшать экономику?

Вопрос – а естественная циркуляция здесь не возникает?     

Как же не возникает? Обязательно возникает. По всем контурам идет естественная циркуляция. Внутри идет естественная циркуляция свинца-висмута с передачей тепла через корпус. В баке идет своя естественная циркуляция, потому что внутренняя стенка горячая, наружная – холодная. Когда нагрелась вода в баке до 900, возникает циркуляция вот в этой петле и тепло уходит в воздушный теплообменник. Т.е. вот это полностью пассивная система, без всяких переключений, без клапанов, без заслонов, без ничего. Т.е. она всегда действует, и вы не думаете, включится она или не включится, она всегда отводит тепло.

Вопрос – ей генераторы не нужны?

Не нужны. В этом проекте есть два дизель-генератора, но они не относятся к первой категории по безопасности. Потому что катастрофической аварии не происходит, даже если они не включатся. Назначение этих дизель-генераторов — сохранение работоспособности оборудования (чтобы там подшипники не поплавились и т.д.), т.е. эти два дизель-генератора служат просто для предотвращения экономических потерь. Они не входят в систему безопасности.

Таким образом, мы пришли, исходя из требований безопасности, к облику реактора с внутренней самозащищенностью. Вот термин такой есть – внутренняя самозащищенность. Сейчас внедряется другой термин – внутренняя присущая безопасность, но этот термин дезориентирует людей, потому что реактор, конечно, все равно остается опасным. В нем всегда есть внутренняя опасность, поскольку в нем заключена огромная радиоактивность. Правильно говорить о внутренней самозащищенности в отношении тяжелых аварий. Значит, первое: запас реактивности может быть сделан меньше b. Понятно, как это сделать: быстрый реактор с коэффициентом воспроизводства чуть больше единицы, это отрицательные обратные связи, небольшой отрицательный пустотный эффект, чтобы мощность давилась. Это теплоноситель с высокой точкой кипения, чтобы не было давления и не было опасности взрыва корпуса реактора под действием сил внутреннего давления. Ведь все ВВЭР, РБМК – это сосуды или каналы, работающие под давлением, с этим давлением борется сопротивление металлов, но металл устает — термоциклика, радиация и т.д. Если происходит хрупкое разрушение – тяжелая авария – ничего этого нет, эта опасность устранена. Если лопается корпус такого реактора, никакого выброса энергии нет, ничего не происходит.

Вопрос – а какая точка кипения?

 У свинца 17300, у свинца-висмута – 16700. Т.е. скорее корпус расплавится, разольется, а давление в теплоносителе все равно не будет.