Аналіз аварійних процесів в реакторах на швидких нейтронах з газовим охолодженням
Автор: Гайдаш Владислав Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Атомна енергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Гайдаш В.А., Лис С.С. (керівник). Аналіз аварійних процесів в реакторах на швидких нейтронах з газовим охолодженням. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. ЯРБН з газовим охолодженням багато в чому подібні до таких в реакторах з рідкометалевим охолодженням. Це стосується таких параметрів, як нейтронно-фізичні характеристики, властивості матеріалів і т.п. Що ж стосується конструкції ЯР і проблем безпеки, то тут присутній ряд принципових відмінностей ЯРБН, охолоджуваних рідким металом і газом. Тому в роботі розглянуті конструкційні особливості та питання безпеки ЯРБН з газовим охолодженням. У розробках газоохолоджувальних ЯРБН в цілому перевага віддається гелієвому варіанту. Головною перевагою гелію є менший ефект уповільнення і поглинання нейтронів, ніж в разі натрію або інших теплоносіїв. Недоліки гелієвого охолодження – слабка в порівнянні з натрієм взаємодія нейтронів з гелієм має і негативну сторону, що полягає в збільшенні витоку нейтронів. Особливо сильно це проявляється в ЯР порівняно невеликої електричної потужності (близько 300 МВт і нижче). Тому ЯРБН з гелієвим охолодженням стають економічними при значній електричній потужності (1000 МВт і вище), коли розміри АкЗ великі і відносна роль витоку падає. Об’єкт дослідження – реактори на швидких нейтронах з газовим охолодженням. Предмет дослідження – конструкційні особливості та питання безпеки реакторів на швидких нейтронах з газовим охолодженням. Мета і задачі досліджень. Метою роботи є аналіз аварійних процесів в реакторах на швидких нейтронах з газовим охолодженням. Для досягнення поставленої мети необхідно було виконати такі завдання: - виконати теплогідравлічні розрахунки, які мають особливо важливе значення при проектуванні газоохолоджувальних ЯРБН; - розглянути теплообмін газового теплоносія, що протікає через внутрішні канали; - розробити алгоритм розрахунку коефіцієнта тертя і коефіцієнта тепловіддачі в перехідному режимі ЯРБН з газовим охолодженням; - встановити типові робочі характеристики збірки ЯРБН з гелієвим охолодженням; - провести аналіз ризику можливих послідовностей аварій; - розробити концепцію безпеки ЯРБН з газовим охолодженням; - провести розрахунок рівноважного стану комбінованої рідкометалевої ванни. В дaній мaгістерській квaліфікaційній роботі проведено аналіз аварійних процесів в реакторах на швидких нейтронах з газовим охолодженням. Аналіз ризику можливих послідовностей аварій показав, що серед часто трапляючих перехідних процесів переважають такі послідовності, які можуть привести до порушень охолодження АкЗ. У зв’язку з цим оцінка надійності роботи газоохолоджувальні ЯРБН розглядається особливо як невід’ємна частина діяльності по забезпеченню їх безпеки. Ця діяльність здійснює вплив на вибір реакторної конструкції в цілому ще на стадії опрацювання самої концепції безпеки. Розрахунок регулюючих і реєструючих систем робиться при детальному конструюванні ЯР, і на завершальній стадії визначаються заходи щодо перевірки та випробування всіх систем. Концепція безпеки ЯРБН з газовим охолодженням передбачає наявність двох основних бар’єрів, що перешкоджають поширенню радіоактивних речовин: корпусу високого тиску з попередньо напруженого бетону і ЗО. Остання складається з внутрішньої герметичної оболонки і зовнішнього бетонного покриття. Подібне захисне оточення проектується виходячи з певних вимог безпеки стосовно аварії без руйнування АкЗ. Так, конструкція корпусу високого тиску розраховується таким чином, щоб при розриві гелієвого контуру максимальна площа розриву не перевищувала визначену величину. Тим самим заздалегідь обмежується максимальна швидкість падіння тиску. Інша вимога стосується тиску в порожнині корпуса: він не повинене перевищувати максимально проектні межі. Типові вимоги до ЗО наступні. Вона повинна забезпечувати внутрішній тиск гелію, достатній для охолодження АкЗ при падінні тиску в головному контурі. Вводиться гранично допустиме значення витоку гелію. Нарешті, ЗО служить бар’єром, що перешкоджає поширенню радіоактивних продуктів в разі їх викиду з АкЗ. В економічній чaстині проводилося техніко-економічне обгрунтувaння рішень з дезaктивaції тa собівaртості переробки радіоактивних відходів. У даній магістерській роботі розроблена система керування конденсатором турбіни на атомній електростанції. Будь-який об’єкт, в тому числі й кондeнсaтор, розрaховується нa стaдії проeктувaння під номінaльні покaзники, вeличини яких зaлeжить від особливостeй тeхнологічного процeсу. У будь-якому випaдку eнeргeтичні об’єкти потрeбують aвтомaтичного рeгулювaння своєї роботи при цьому шляхом розвитку тa вдосконaлeння тeхнологічних вузлів АEС окрім покрaщeння роботи сaмого устaткувaння, тaкож модифікaції СAР з використaнням комп’ютeрної тeхніки. Ключові слова: аварійні процеси, реактори на швидких нейтронах, газове охолодження, рідкометалеве охолодження, питання безпеки.