(54) СИСТЕМА ОГРАНИЧЕНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ НА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
1
Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано для улучшения систем ограничения последствий аварии при разрыве главного трубопровода циркуляционного контура атомной электростанции (АЭС).
Известны системы ограничеиия иоследствий таких аварий, содержащие герметичиое ограждеиие оборудования первого контура, снабженное запорно-отсечной арматурой выброса паровоздушной смеси за иределы аварийного помещения, устройством для конденсации пара, образующегося при вскипаиии теплоносителя.
В таких системах расходная и геометрическая характеристики конденсациоипого устройства выбираются из условия кондеисации пара в количестве, достаточном для снижения давления в аварийном помещении ниже атмосферного, начиная от момента, предществующего началу разгерметизации оболочек топлива. До этого момента времени паровоздушная смесь, которая считается малоактивной, сбрасывается за пределы аварийного помещения, наиример в атмосферу, не конденсируясь.
Недостатком таких систем является зависимость эффективности защиты окружающей среды от надежности работы других систем, обеспечивающих сохранность активиой зоны реактора, например от системы охлаждеиия активиой зоны реактора и системы контроля герметичности оболочек топлива. Если вследствие каких-либо неисправностей, в этих системах иеред аварией с разрывом главного трубоировода первого контура в теплоносителе будет содержаться повыщеиное количество радиоактивных иродуктов, т. е. паровоздущиая смесь, выбрасываемая в начальиый период аварии за пределы аварийного помещения, например в атмосферу, не будет малоактивной, то возникает опасность иедопустимого загрязнения радиоактивными иродуктами
окружающей среды.
Проектирование таких систем необходимо основывать на достаточно точных представлениях о действительном протекащш аварийиых процессов, что в настоящее время затруднено из-за недостатка таких данных и трудности их получения.
Целью изобретения является иовышение эффективности защиты окружающей среды от радиоактивных загрязнений.
Это достигается тем, что место выброса из канала соединено с герметичным помещением локализации давления и устройство для конденсации пара разделено на две независимые группы, первая из которых расположена в канале в непосредственной близости от места выброса воздуха, а вторая-в остальной части аварийного помещения, нанример в помещении оборудования первого коитура; первая группа устройств для конденсации нара, расположенная у места выброса воздуха, содержит по меньшей мере один горизонтальный лоток, заполненный охлаждающей жидкостью н имеющий каналы для организации барботажа паровоздушной смеси через жидкость, а пространство над уровнем жидкости в лотке ограничено наклонным скатом, имеющим расширение в сторону места выброса; первая группа устройств для конденсации пара и герметичное помещение локализации давления разделены на одноименное число секций с таким же количеством мест выброса смеси, расположенных выше максимальиого уровия охлаждающей жидкости; помещение локализации давления расиоложеио виутри каиала для выброса иаровоздушиой смеси, а устройство для конденсацни-в кольцевом зазоре между иими.
На фиг. 1 схематически изображеиа предлагаемая система; на фиг. 2-вариант системы с помещением локализации давлеиия внутри канала.
Помещение 1 первого контура соединяется с каналом 2, в котором расположена разделенная на секции первая группа конденсациоиных устройств 3. Эта группа конденсационных устройств должна начать действовать с самого начала аварии, поэтому они должны быть пассивного, например барботажного, типа. Секции конденсационного устройства этой группы соединяются с примыкающими к каналу помещениями 4 локализации с иомощью трубоироводов 5 с запорио-отсечной арматурой 6. Конденсациоиное устройство груииы 3 имеет запас воды, рассчитанный на полную конденсацию нара, выделяющегося за время истечения теплоносителя из первого контура.
Конденсация пара, образующегося за счет остаточных тепловыделений в течение всего последующего периода аварии, обеспечивается с помощью другой конденсационной группы 7. Поскольку эта групиа коидеисационных устройств вводится в действие после вытеснения воздуха паром в помещение 4, они должны быть активного, например спринклериого, типа. Конденсационные устройства этой группы расположены частично в помещении оборудования первого контура и частично во входной части канала 2.
Для обеспечения циркуляции хладагента, охлаждеиия его и очистки от радиоактивиых загрязнений в системе предусмотрены ионообменный фильтр 8, холодильник 9 и насое 10.
Конденсационные устройства группы 3 состоят из лотков 11 с каиалами 12 для ирохода паровоздушной смеси и организации барботажа. Каждый лоток 11 св.ерху закрыт 13 с наклонным скатом, имеющим расширение в сторону места выброса и образующим над уровнем охлаждающей жидкости камеру 14. Устройства для коиденсации пара обеспечивают также эффективную очистку воздуха от йода (J-131) и радиоактивных аэрозолей за счет контакта очнщаемой среды с хладагентом.
На фиг. 2 показан вариаит выполнения
предлагаемой системы с расположением помещения 4 локализации давления внутри канала 2. Конденсациониая группа 3 в этом случае размещепа в кольцевом зазоре 15 между герметичным ограждением 16 н помещением 4 локализации.
Преимуществом такого варианта системы является почти полное отсутствие ограждения номещення локализации с повышенным давлением, смежиого с окрул-сающей средой.
При разрыве главного трубопровода первого коитура теплоноснтель вскипает, образуется пар, который заполняет помещение 1. В этом номещенин повышается давление, и паровоздушиая смесь, образоваиная за счет
перемешивания пара и воздуха, находящегося в помещении 1, поступает через канал 2 в конденсационное устройство 3, вытесняя находнвшнйся в канале 2 воздух. Пар в конденсационном устройстве 3 конденсируется, а
воздух проходит дальше, заиолияя пространство камеры 14 конденсациониого устройства 3. Из камеры 14 вследствие повышеиия давлеиия воздух перетекает в помещения 4. К концу процесса истечения теплоносителя из
первого контура значительная часть воздуха (не меньше количества воздуха, заполнявшего канал 2) будет вытеснена в пространство камеры 14 и помещения 4.
В дальнейшем включается иасос 10 и нодается хладагент на конденсационное устройство 7; пар, заполняющий аварийное помещение 1 и канал 2 начинает конденсироваться, а давление в этих помещениях снижается и устанавливается разрежение. Одновременно с
включением насоса 10 закрывается запорноотсечная арматура 6, и воздух, заполиивший камеры 4, отсекается. Воздух, заполнивший пространство 14, частично перетекает обратно в канал 2 и номещение 1, несколько снижая разрежеиие в них. Однако соотношение объемов всех помещений и камер 4 выбирается таким образом, чтобы минимально возможное разрежение в аварийном помещении было не ниже определенной величины, зависящей от герметичности аварийного помещения и величины «присосов в него воздуха из окружающей среды. Необходимо так выбрать геометрические характеристики системы, чтобы разрежение в аварийном помендении сохранялось в течение 2-3 час. За это время с помощью рециркуляции хладагента через конденсационное устройство 7 н фильтр 8 из атмосферы аварийного помещения будет удалена основная часть радиоактивных загрязнений и таким образом, они не смогут быть выброшены в окружающую среду.
Формула изобретения
устройство для конденсации пара разделено на две независимые грунпы, первая из которых расположена в канале в непосредственной близости от места выброса воздуха, а вторая-в остальной части аварийиого помещеиия, например в помещении оборудования нервого контура.
