В.П.Муравьев. Пенсионер
Современные АЭС содержат активную систему аварийного охлаждения реактора с отводом остаточного тепловыделения водным контуром на охладитель с передачей в атмосферу. При обесточивании АЭС циркуляция воды в контуре обеспечивается насосами с электропитанием от внешнего автономного источника, дизель-генераторной установки (ДГУ). При аварии реактора тепловой мощностью 3000 МВт ДГУ снабжает электроэнергией участвующее в охлаждении оборудование суммарной мощностью 6,0 МВт, которое отводит от реактора остаточное тепловыделение вначале аварии мощностью 270,0 МВт, с последующим снижением до 52,0 МВт.
При таком соотношении мощностей возникает вопрос о целесообразности использовать для аварийного охлаждения реактора энергию, выделяемую этим же реактором с ее передачей посредством низкокипящей жидкости на турбину с электрогенератором требуемой для охлаждения реактора мощностью 6,0 МВт [1].
Аварийное охлаждение реактора с использованием турбины на низкокипящей жидкости может быть решено следующим образом (рис.1).
Рис. 1. Принципиальная схема
1 - турбина на низкокипящей жидкости; 2 - электрогенератор; 3 - конденсатор; 4 - насос охлаждающей воды; 5 - охладитель; 6 - приямок реакторного отделения; 7 - теплообменник-испаритель спринклерной системы; 8 - спринклерная система; 9 - насос низкокипящей жидкости; 10 – теплообменник-испаритель 1 контура; 11- запорное устройство; 12 - насос низкокипящей жидкости; 13 - обратный клапан; 14 - теплообменник аварийного охлаждения реактора.
При аварии с разгерметизацией первого контура вода из него с высокой температурой поступает в приямок 6, и перетекает в теплообменник-испаритель 7 с контуром, заполненным низкокипящей жидкостью. Низкокипящая жидкость нагревается, переходит в паровую фазу, и вращает турбину 1 с электрогенератором 2, который подает электроэнергию на насосы 4 и 9. Отработанный в турбине пар охлаждается в конденсаторе 3, и в виде жидкости возвращается насосом 9 в теплообменник-испаритель 7. Тепло от конденсации пара низкокипящей жидкости и от штатного теплообменника аварийного охлаждения 14, обеспечивающего отвод остаточных тепловыделений реактора, водным контуром отводится насосом 4 на охладитель 5 и далее в атмосферу. В нормальных условиях эксплуатации, приямок 6 свободен от воды, низкокипящая жидкость находится в покое, турбина 1 в режиме ожидания.
При аварии с сохранением герметичности первого контура открывается запорное устройство 11 на трубопроводе, подсоединенном к первому контуру, вода с высокой температурой поступает в теплообменник-испаритель 10 с контуром, заполненным низкокипящей жидкостью. Низкокипящая жидкость нагревается, переходит в паровую фазу, и вращает турбину 1 с электрогенератором 2, который подает электроэнергию на насосы 4 и 12. Отработанный в турбине пар охлаждается в конденсаторе 3, и в виде жидкости возвращается насосом 12, в теплообменник 10. Тепло от конденсации пара низкокипящей жидкости и от штатного теплообменника аварийного охлаждения 14, отводятся в атмосферу так же, как и в предыдущем случае. В нормальных условиях эксплуатации запорное устройство 11 закрыто, низкокипящая жидкость находится в покое, а турбина в режиме ожидания.
Применение схемы охлаждения аварийного реактора АЭС с использованием энергии тепловыделения аварийного реактора позволит повысить надежность и безопасность благодаря ее полной автономности, без привлечения внешних источников энергии. Такая схема освобождает от использования ДГУ, содержащей систему топливоподачи, хранилище топлива с протяженными коммуникациями и систему, обеспечивающую запуск и работу установки.
Список литературы.
- Система ограничения последствий аварии на атомной электростанции. Патент на изобретение №2030801, 10.03.1995.
