 |
||
|
AP-1000 - ловушка для Болгарии Сергей Смирнов, для AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 21.01.2014
Публикуем комментарий к данной статье, который подготовил для нашего сайта Сергей СМИРНОВ. Полагаю, прежде всего стоит поздравить коллег с прошедшими праздниками, пожелать им и их близким здоровья и удачи! Давайте также договоримся не комментировать решения совета министров суверенной Республики Болгария, высказывания политиков, равно как и их поступки. Остановимся только на затронутых в исходной статье вопросах.
"Преимущества проекта АР 1000. Технология компании "Westinghouse", является, возможно, самой передовой на сегодняшний день, по мнению ряда экспертов. Системы безопасности значительно улучшились по сравнению с теми, которые видели до сих пор в проектах типа ВВЭР. В частности, речь идёт о пассивных системах безопасности, которые являются уникальными, объяснил для Econ.bg эксперт по вопросам энергетики Иван Хиновски, председатель Болгарского энергетического форума. Он пояснил, что пассивные системы безопасности действительно предоставляют возможность реакторной установке обезопасить себя самостоятельно (независимо) в случае серьёзной аварии. Системы устроены так, что с минимальным вмешательством человека могут ограничить и остановить повышение температуры в активной зоне. На практике, в течение первых 24 часов протекания серьёзной аварии, система управления энергоблока почти не требует вмешательства человека, объяснил Хиновски". К моему сожалению, пассивные системы безопасности (ПСБ), применённые в проекте АР-1000, не являются новыми и уникальными. Разница с технологией ВВЭР [1] заключается в большем объёме жидкости выше активной зоны в ПСБ (PCCWST) [7] и наличии внутреннего бака IRWST с теплообменниками PRHR, которые присутствуют в ряде других проектов [3,4]. Стоит отметить, что доминантным вкладчиком в ЧПАЗ (CDF) АР-1000 является ИС SAFETY INJECTION LINE BREAK - 39,4% [8]. По поводу самозащищённости, пожалуй, обсудим [9] (течь из первого контура во второй, SGTR), которую мы разберём далее. Полагаю, вам известны проекты В-392, В-412, В-428, В-466 (в том числе увеличенной мощности проект В-320), и проекты следующего поколения В-392М, В-491 - АЭС-2006, В-510 - ВВЭР-ТОИ. Объём ГЕ-1 200-240 м3, ГЕ-2 - 960 м3 (ВВЭР-1200); для В-510 предусмотрена система дополнительно ГЕ-3 не менее 720 м3. Слова бак-приямок, бак-барботёр, думаю, вам знакомы на практике. Что такое СПОТ ПГ и СПОТ ЗО, при желании рассказать можно, если, конечно это будет кому-нибудь интересно. В русских ВВЭР открыто написано о комбинации активных и пассивных систем безопасности, в отличие от технологии АР, работа по которой началась в 1986-1989 годах (проект АР-600), и в том, бумажном проекте (ни одного блока построено не было), активных систем безопасности было больше. Кроме этого, у нас в активе четыре независимых линии ПСБ, в АР-1000 - две.
Даже если эти пассивные системы безопасности не помогут, под самим реактором имеется сооружение, называемое устройством локализации расплава. В случае большой аварии в него попадают и далее удерживаются опасные радиоактивные материалы, не попадая в окружающую среду. К сожалению, только из-за отсутствия такого устройства случилось серьёзное загрязнение во время аварии на Чернобыльской АЭС и АЭС "Фукусима". Давайте по порядку. Такое устройство имеется - однако, в русских ВВЭР. Что до американского проекта, то в приложении 1В главы 1 EDCD АР1000 [2], на странице 1В-7 действительно говорится: "Ex-Vessel Core Catcher This SAMDA consists of designing a structure in the containment cavity or using a special concrete or coating that will inhibit core-concrete interaction (CCI), even if the debris bed dries out. A perfect core catcher would prevent CCI for all cases. However, the AP1000 incorporates a wet cavity design in which ex-vessel cooling is used to maintain the core debris in the vessel to prevent ex-vessel phenomena, such as CCI. Consequently, containment failure due to CCI is not considered in detail for the AP1000 Level 2 probabilistic risk assessment." В переводе на русский язык это означает (не дословно): "Внереакторная ловушка расплава Эта опция (SAMDA)* состоит в разработке структуры шахты реактора в гермооболочке (внутренней) или использовании специальной марки бетона, или покрытия, которое предотвратит взаимодействие расплава (кориума) с бетоном (CCI) в случае выхода расплава наружу (проплавления КР). Превосходная ловушка расплава предотвратит CCI во всех случаях. Однако, проект АР-1000 предполагает заполнение шахты реактора водой, таким образом используется охлаждение КР снаружи для удержания расплава в реакторе, с целью предотвратить внереакторное взаимодействие кориума, такое как CCI. Следовательно, нарушение целостности гермооболочки вследствие CCI не рассматривается детально в PRA уровня 2** АР1000."
**) На данном этапе анализируется вероятность выхода радиоактивности в окружающую среду в различных последовательностях событий. Внимательный читатель, сможет найти и цену "ловушки расплава", всего только 1 660 000 долларов. Насколько мне известно, ни о каком устройстве локализации расплава (УЛР) речь не идёт, это просто отдельное, дополнительное помещение снизу и сбоку от шахты реактора - впрочем, это только предположение по аналогии с ATMEA-1 [3] или EPR [4]. На данный момент ни в варианте для США, ни в варианте для Великобритании, иных упоминаний об "Ex-Vessel Core Catcher", мне не встретилось. Впервые настоящие УЛР были применены при строительстве АЭС "Тяньвань" (В-428), кроме этого УЛР применяется на АЭС "Куданкулам" (В-412), во всех проектах АЭС-2006 (В-392М, В-491 и MIR.1200) в России, Белоруссии, Финляндии, будет применено на АЭС "Аккую". Отметим, что это наша, отечественная разработка, со своей системой охлаждения, жертвенными материалами. [5] И, как все мы знаем, она есть в проекте АЭС "Белене", В-466Б (V-466), который можно посмотреть на сайте АЯР Болгарии. Код системы - JKM, название - "Устройството за локализация на стопилката". [6] Если г-н Хиновски сумеет показать настоящее УЛР в проекте АР-1000, буду премного ему благодарен. Чернобыльская трагедия - разгон на мгновенных нейтронах (RIA) из-за кратковременного положительного эффекта реактивности, вскипание воды, разрушение кровли, выход радиоактивности в окружающую среду. УЛР не помогло бы, да и не было проникновения в грунтовые воды в подреакторном объёме. Кроме того, в конструкции РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный) УЛР представить сложно. Авария на АЭС "Фукусима Дайичи" - это к GE, проектировавшей и эксплуатирующей организациям и правительству Японии. Стоит отметить, что по существующим отчётам однозначно назвать виновных непросто, полагаю, надо дождаться окончательных выводов от МАГАТЭ. Взрывы водорода, нарушившие герметичность ГО, вследствие чего был большой выброс радиоактивности в атмосферу, и только впоследствии утечки воды - всё это могло быть предотвращено системами. Отметим, что в АР-1000 пассивных автокаталитических рекомбинаторов водорода - 2, в В-466Б - проектное количество - 154 (страница 152 в [6], система JMT-JMU). Там же можно посмотреть и назначение системы. К слову, вероятность отказа системы мониторинга и контроля водорода АР-1000 составляет 0,1 (страница 19.59-70 в [8]), более того в основном полагаются на активные системы (Hydrogen Ignitors). Сама система CHCS описана в 6.2.4 [13], подсистема мониторинга концентрации водорода CHMS в пункте 6.2.4.2.1, рабочий диапазон не впечатляет (таблица 6.2.4-1). Особенно рекомендую в сочетании с [14]. По событиям на Фукусима-Даичи, надо заметить, что никто об УЛР не думал, по той простой причине, что стержни СУЗ на реакторах типа BWR, как правило, расположены снизу, в моделях BWR-3 (первый блок) и BWR-4 (блоки 2-4) это совершенно точно [12].
"По словам Хиновски, большой процент ошибок при управлении ядерными реакторами абсолютно точно приходится на ошибки персонала. Этот вклад максимально ограничен в проекте АР-1000. Несмотря на большой упор в системе управления на "компьютеризацию", она хорошо защищена и нет опасности перерывов в работе, считает эксперт". Сама компания "Westinghouse" в своих анализах безопасности для расчётов постулирует значение для ошибки персонала в 0,01. Насколько велик в реальности человеческий вклад в нарушения работы АЭС "Козлодуй", согласно статистике за последние годы, думаю, болгарским коллегам известно гораздо лучше меня. Если такого рода информация является открытой, то было бы неплохо с ней ознакомиться. Вернёмся к АР-1000, а именно к разделу 15.6.3 [9]. Рассматривается там стандартная авария - течь теплоносителя из первого контура во второй, по причине разрыва ТОТ (теплообменной трубы в парогенераторе), или SGTR (steam generator tube rupture). В принципе, полезно прочесть целиком, поскольку там встречаются весьма противоречивые рассуждения. К примеру, начнём с пункта 15.6.3.1.3, который начинается предложением: "The AP1000 incorporates several protection system and passive design features that automatically terminate a steam generator tube leak and stabilize the reactor coolant system, in the highly unlikely event that the operators do not perform recovery actions." Или в недословном русском переводе: "АР1000 в своём составе содержит несколько систем защиты, и ПСБ, которые автоматически прекращают течи ТОТ в парогенераторе и стабилизируют объём теплоносителя первого контура, в том крайне неудачном случае, если оперативный персонал не произведёт восстановительные (корректирующие) действия." Если внимательно изучить данный раздел, то автоматика блок действительно остановит. Поясню - при двух работающих ГЦН срабатывает защита, а во избежание утечки радиоактивности во второй контур, парогенератор придётся изолировать. Хотя, в оригинале пишут про активацию защиты по низкому давлению в КД (компенсаторе давления), или по сигналу ОТΔT - как он формируется, при желании, напишу отдельно (это к отсутствию перерывов в работе.) Какие действия должен предпринять оперативный персонал для определения ситуации, написано в 15.6.3.1.4 (они похожи для ВВЭР и АР): "Identify the ruptured steam generator - The ruptured steam generator can be identified by an unexpected increase in steam generator narrow range level or a high radiation indication from any main steam line monitor, steam generator blowdown line monitor, or steam generator sample. Isolate the ruptured steam generator - Once the steam generator with the ruptured tube is identified, recovery actions begin by isolating steam flow from and stopping feedwater flow to the ruptured steam generator." По-русски (не дословно): "Установить ПГ с разрывом ТОТ - ПГ с разрывом ТОТ может быть установлен по неожидаемому росту уровня, или по высокой активности в паропроводе, линии продувки-подпитки, в анализе отбора проб (который, к слову, автоматическим не является). Изолировать повреждённый парогенератор - как только повреждённый ПГ установлен, восстановительные мероприятия начинаются с перекрытия паропровода (аналогом нашего БЗОК) и перекрытия подачи питательной воды". Полагаю, некоторое противоречие между инструкциями персоналу и автоматическим глушением реактора, все заметили. Кроме того, в начале раздела 15.6.3 упоминается о контроле уровня радиоактивности в конденсаторе турбогенератора, и идёт речь о зависимости протекания аварии от наличия внешнего электроснабжения. При отсутствии - идёт сброс в атмосферу через ПК ПГ и систему ADS. Теперь о пассивности систем, применяемых при таком развитии событий. Из пассивных систем безопасности: теплообменники PRHR в баке IRWST, СМТ - две гидроёмкости с давлением, равным давлению в первом контуре. Из активных систем безопасности: КД, CVCS - система поддержания ВХР и объёма теплоносителя первого контура. Клапана - способ питания разный в различных сценариях.
"Преимуществом проекта АР-1000 является то, что его строительство производится на основе модульного принципа - кораблями и железнодорожным транспортом доставляются модули реактора и устанавливаются на месте, что сокращает срок строительства без нарушения качества. Это является одной из причин соблюдения графика строительства в КНР, и в конце этого года там будет готов первый АР-1000. По словам Хиновски, проект может быть во многом удешевлён, если детали модулей будут собраны и сварены у нас". Без всякого сомнения, вы правы. Бетон, скорее всего, из США или КНР не повезут. Только процент локализации производства не известен. В КНР при условии продолжения строительства новых блоков, он составляет не менее 80%, Бразилии обещали тоже достаточно большой процент, где-то 10 днями ранее визита министра Драгомира Стойнева в США. Однако там кредитование не предполагалось, а значит, были другие "правила игры".
"Болгарские специалисты без проблем, ожидается, справятся с большей частью строительства блока. Пуско-наладочные работы и испытания, равно как и ввод в эксплуатацию - стандартные процедуры, хорошо знакомые у нас. Перегрузка топлива производится по принципу, схожему с таким же при работе на реакторе ВВЭР. При более детальном сравнении стоит отметить, что техника установки ТВС отличается. Хиновски напомнил, что в связи со строительством блоков проекта АР-1000 создан ПМТ для обучения лицензированного персонала работе. Сами действия по управлению реактором упрощены максимально. Возможно, будет достаточно ограничиться средним образованием для ВИУР. Такое заключение вытекает из оценки эксперта об уровне наработок инженеров, обучающих будущих оперативный персонал блока и их выводов об уровне изложения материала. На каждом шаге управления энергоблоком компьютер подсказывает оператору, направляет его действия, не допуская "неправильных команд" и неожиданных нажатий на клавишу. Цифровая СКУ довольно хороша, и защищена от отказа, отметил Хиновски". Вот вы знаете, никогда не подвергал сомнению высокий уровень профессионализма болгарских специалистов. Давайте отметим неточности: во-первых, ни одного АР-1000 ещё не было пущено, и потому сложности на данный момент неизвестны. СПНИ (специальные пусконаладочные испытания), хотя и прописаны в 14 главе DCD, но нигде ещё не были выполнены в полном объёме. Во-вторых, в ВВЭР бассейн выдержки отработанного топлива находится внутри ГО, в отличие от АР-1000, где ОТВС (отработавшие тепловыделяющие сборки) сразу транспортируются в специальное строение. Потому говорить о степени схожести процедур перегрузки я бы не торопился. Теперь перейдём к СКУ (системам контроля и управления) энергоблоком. Наверное, для вас будет открытием, что на ВВЭР такого рода системы тоже есть. Весь вопрос заключается в том, что тренировки на ПМТ в режиме симуляции, "немного" более комфортны и не представляют никакой угрозы, кроме возможных административных санкций для оперативного персонала. Кто будет более опытен в принятии решения при, скажем, нарушении нормальной эксплуатации - человек, постоянно принимающий решения или человек, бездумно следующий подсказкам компьютера? Кого вы, уважаемый г-н Хиновски, предлагаете поставить на управление реактором - людей, не имеющих понимания о физике процессов, протекающих в активной зоне, и основном оборудовании РО в целом? На основании какого опыта эксплуатации будет сертифицироваться аппаратное и программное обеспечение энергоблока АР-1000? Нулевого? Западные (американские, в частности) тенденции мне известны. К примеру, на совсем иных по типу канадских реакторах CANDU, если, конечно не изменяет память, на БЩУ могут находиться всего три человека, но обратите внимание на историю эксплуатации. На БЩУ АР-1000 запланировано 11 рабочих мест, 9 для операторов, НСБ и место для контролёра (проверяющего). Полный рассказ о системах АР-1000, боюсь, невозможен, однако замечу, что присутствуют и аналоговые устройства. При работе на мощности изменение алгоритмов действительно маловероятно, в период ППР - ограничено режимом служб безопасности, поскольку процедура замены прошивки контроллеров предусмотрена.
"Для работы на блоке в тоже время будет необходимо намного меньше персонала. Для блока №5 АЭС "Козлодуй" необходимо около 1000 человек, чтобы обеспечивать работу, в АР-1000 требуется всего 300. Когда говорится о сравнении технологий ВВЭР и АР-1000, эксперты даже шутят, если привести сравнение устройства автомобилей марки "Лада" и "Кадиллак" - обе технологии работают чудесно, но одна гораздо более безопасна и "компьютеризирована". В прошлом году предполагался набор 500 человек для обучения работе на энергоблоке "Vogtle-3", а более конкретно - 100 было набрано и ещё 400 предполагалось набрать в будущем. Впрочем, это по данным некоторых американских профессиональных изданий. Если принять за основу данную цифру, то это не менее численности персонала ВВЭР-1200. Кроме того, если всё-таки какое-то время блоки №№5 и 6 АЭС "Козлодуй" будут работать параллельно с новым седьмым блоком, то, полагаю, ключевой персонал не будет взаимозаменяемым. В принципе, существование разных моделей энергоблоков на одной площадке доставит немало проблем эксплуатации. И без всяких шуток, "Кадиллак" гораздо больше потребляет бензина и требует гораздо более частого обслуживания, однако, действительно, ездить на нём достаточно комфортно.
"Однако, согласно официальным данным, на данный момент, если исключить Китай, наиболее востребовано строительство русских блоков ВВЭР". Полагаю, стоит отметить, что на данный момент в КНР (с 2007 года) успешно работают два энергоблока первой очереди АЭС "Тяньвань" проекта В-428 (V-428), строится вторая очередь из двух энергоблоков и идут переговоры по блокам №№5,6. В качестве завершения, хотелось бы заметить, что диверсификация - это когда есть много "яиц", которые раскладывают по разным корзинам, для целости. Когда есть одно "яйцо", в две разные корзины его положишь! И, кроме того, уважаемый господин Иван Хиновски, сайт Болгарского энергетического форума, председателем которого вы являетесь, спонсируется по программе USAID. Ваши высказывания о проекте АР-1000 компании "Westinghouse", пользующейся поддержкой госсекретаря США [10, 11], могут быть восприняты неоднозначно. Список ссылок:
3. Страница 17 описания МАГАТЭ: https://aris.iaea.org/PDF/ATMEA1.pdf 4. Страница 21 описания МАГАТЭ: https://aris.iaea.org/PDF/EPR.pdf 5. http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/mntk2011/documents/mntk2011-070.pdf 6. Страница 158(159) документа Окончателен доклад за допълнителна оценка на безопасността "Стрес-тестове" за АЕЦ "Белене", АЯР Республики Болгария. 8. Страница 19.59-38, https://www.ukap1000application.com/PDFDocs/European%20DCD%20EPS-GW-GL-700%20Rev%201_Public/EPS-GW-GL-700%20Rev%201%20Chapter%2019/EPS-GW-GL-700-Rev%201%20Chapter%2019%20Section%2019-59.pdf 10. Пресс-релиз компании Westinghouse 11. http://www.atominfo.ru/newse/l0830.htm 14. http://atominfo.bg/?p=20494 Общие ссылки: 15. Европейский вариант (Великобритания): https://www.ukap1000application.com/doc_pdf_library.aspx 16. Американский вариант: http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML1117/ML11171A500.html Ключевые слова: Болгария, АЭС Козлодуй, AP-1000, Мнения, Сергей Смирнов Другие новости: На "Ростове-3" закончен монтаж ГЦТ В марте - пролив на открытый реактор. Чехия перестала быть пупом земли Реакция в чешских СМИ на сообщения по Темелину. Физпуск второго блока АЭС "Куданкулам" в Индии состоится в мае или июне - СМИ Подключение к сети - в сентябре. |
Герой дня 
10 января 2014 года ушёл из жизни Олег Дмитриевич Казачковский - последний представитель славной плеяды тех, кто в конце 1940-ых годов стоял у истоков создания Лаборатории "В", носящей ныне название Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт. ИНТЕРВЬЮ
Бедржих Гержмански МНЕНИЕ
Валерий Дроздов 
|