VVER-TOI

VVER-TOI (V-510) je typický , optimalizovaný a informatizovaný projekt dvoublokové jaderné elektrárny s reaktorem VVER-1300 ( tlakově chlazený energetický reaktor ), realizovaný v moderním informačním prostředí a v souladu s požadavky jaderné a radiační bezpečnosti.

Na základě výsledků jednání Komise prezidenta Ruské federace pro modernizaci a technologický rozvoj ruské ekonomiky konaného dne 22. července 2009 realizuje státní korporace Rosatom program výstavby jaderných bloků v Rusku . Rozsah rozvoje jaderných elektráren do roku 2020 byl stanoven na základě předpokládaných schopností energetiky pro roční produkci hlavního zařízení jaderných elektráren s typickým energetickým blokem VVER a schopností komplexu jaderných budov pro paralelní uvádění do provozu hlavního vybavení na různých místech.

Vývoj projektu VVER-TOI probíhá na základě konstrukčních materiálů vyvinutých pro projekt AES-2006 s maximálním zohledněním zkušeností získaných průmyslovými organizacemi při vývoji nejnovějších projektů JE na bázi technologie VVER ( Novovoronezh JE-2 ).

Projekt VVER-TOI zohledňuje zkušenosti z výstavby a provozu jaderných elektráren s VVER jak v Rusku, tak v zahraničí. Konstrukční řešení jsou optimalizována tak, aby minimalizovaly poruchy, které nepříznivě ovlivňují ekonomický výkon pohonné jednotky.

Účel

Účelem vývoje projektu VVER-TOI je vytvoření typického optimalizovaného, ​​informatizovaného návrhu energetického bloku technologie VVER nové generace III+ [1] splňující soubor cílových parametrů s využitím moderních informačních a řídicích technologií.

Projekt VVER-TOI je zaměřen na zajištění konkurenceschopnosti ruské technologie VVER na mezinárodním trhu a je zaměřen na následnou sériovou výstavbu JE s VVER-TOI v Rusku i v zahraničí.

Úkoly

1. Vývoj standardního návrhu energetického bloku JE na základě optimalizovaných technických řešení pro projekt AES-2006 .
2. Vytvoření informačního modelu energetického bloku a zajištění jeho další informační podpory ve všech fázích životního cyklu JE .
3. Vytvoření jednotného informačního prostoru pro práci geograficky rozptýlených účastníků Projektu, zejména vývoj portálových a integračních řešení.
4. Vytvoření moderních nástrojů pro projektování a konstrukci pro zajištění přenosu všech potřebných informací do následných fází životního cyklu jaderného bloku.
5. Vytvoření systému řízení nákupu a dodávek a automatizovaná identifikace zařízení.
6. Vytvoření systému modelování konstrukce energetické jednotky, který poskytuje interakci v reálném čase mezi systémem návrhu, systémem řízení nákupu zařízení a systémem řízení času výstavby energetické jednotky.

Hlavní technické a ekonomické ukazatele

Počáteční požadavky na projekt

1. Stabilita při extrémních vnějších vlivech a přírodních katastrofách.
2. Dodržování mezinárodně uznávaných norem a pravidel.
3. Soulad s klimatickými podmínkami od tropů po severní oblasti.
4. Autonomie v případě ztráty externích zdrojů elektřiny a vody.

Bezpečnostní zásady

Ochrana veřejnosti a životního prostředí

Zajištění radiační bezpečnosti je organizováno a uskutečňováno tak, aby nedocházelo k nepřijatelným vlivům zdrojů ionizujícího záření na personál, veřejnost a životní prostředí v oblasti umístění JE .

Koncepce zajištění radiační a jaderné bezpečnosti v projektu VVER-TOI je založena na:

• požadavky tuzemských stávajících pravidel a norem pro bezpečnost v oblasti jaderné energetiky ve vztahu ke specifikům vyvíjeného energetického bloku s přihlédnutím k jejich dalšímu vývoji;
• moderní filozofie a bezpečnostní principy vyvinuté světovým jaderným společenstvím a zakotvené v bezpečnostních standardech MAAE ;
• publikace Mezinárodní poradní skupiny pro jadernou bezpečnost (INSAG), požadavky EUR;
• soubor osvědčených a provozně vyzkoušených technických řešení s přihlédnutím k práci na jejich zdokonalování, zaměřených na eliminaci „slabých článků“ zjištěných během provozu;
• ověřené a certifikované výpočtové metody, kódy a programy, ověřená metodika bezpečnostní analýzy , spolehlivá databáze;
• organizační a technická opatření k prevenci a omezování následků těžkých havárií, která jsou vypracována na základě výsledků výzkumu v oblasti těžkých havárií;
• zkušenosti s vývojem nové generace zařízení se zvýšenou bezpečností;
• zajištění nízké citlivosti na chyby a chybná rozhodnutí personálu;
• zajištění nízkých rizik významných úniků radioaktivních látek v případě havárií;
• zajištění možnosti provádění bezpečnostních funkcí bez napájení zvenčí a ovládání přes rozhraní člověk-stroj;
• zajištění toho, že v případě těžkých havárií nebude potřeba evakuovat obyvatelstvo žijící v blízkosti jaderných elektráren .

Bezpečnostní bariéry

Projekt VVER-TOI do hloubky implementuje následující principy moderní koncepce vícenásobné obrany:

• vytvoření řady po sobě jdoucích bariér na cestě k úniku radioaktivních produktů nahromaděných během provozu do životního prostředí. U jaderných elektráren s reaktory VVER jsou takovými bariérami jaderné palivo (palivová matrice a utěsněný plášť paliva ), hranice chladicího okruhu, který ochlazuje aktivní plochu reaktoru (nádoba reaktoru, kompenzátory tlaku, hlavní cirkulační čerpadla, sběrače parogenerátorů, potrubí primární okruh a systémy na něj napojené, teplosměnné trubky parogenerátorů) a hermetické uzávěry prostor, ve kterých se nachází zařízení a potrubí reaktorového zařízení;
• vysoká úroveň spolehlivosti díky implementaci speciálních požadavků na zabezpečování a kontrolu jakosti při návrhu, výrobě a instalaci, udržování dosažené úrovně během provozu sledováním a diagnostikou (průběžnou nebo periodickou) stavu fyzických bariér a odstraňováním zjištěných závad, poškození a selhání;
• vytváření ochranných a lokalizačních systémů určených k prevenci poškození fyzických bariér, omezení nebo zmenšení velikosti radiačních následků při možném porušení limitů a podmínek běžného provozu a havarijních situací.

Ochrana jaderných elektráren před vnějšími vlivy

Vnější přírodní a člověkem způsobené vlivy, které charakterizují podmínky lokality, jsou zohledněny s přihlédnutím k možnosti výstavby jaderné elektrárny s energetickým blokem VVER-TOI v různých přírodních a geografických regionech, jakož i v regionech charakterizovaných různými lidmi. - udělal dopady.

Nejvýznamnějšími vlivy, jejichž parametry významně ovlivnily technická řešení projektu VVER-TOI, jsou:

• seismické dopady ;
• nárazy spojené s pádem letadla;
• vystavení vnější vzduchové rázové vlně ;
• povodně a bouře ;
• hurikány a tornáda .

Systémy a prvky JE jako součást základního návrhu projektu jsou vyvíjeny na základě následujících přírodních a umělých vlivů návrhu:

• maximální návrhové zemětřesení (MPE) až 8 bodů na stupnici MSK-64 s maximálním horizontálním zrychlením na volném povrchu země 0,25 g;
• návrhové zemětřesení (DE) do 7 bodů na stupnici MSK-64 s maximálním horizontálním zrychlením na volném povrchu půdy 0,12g;
• pád letadla o hmotnosti 20 tun rychlostí 215 m/s jako projektová iniciační událost;
• pád těžkého letadla o hmotnosti 400 tun při rychlosti 150 m/s jako nadprojektová iniciační událost s uvážením vznícení paliva; pro tuto událost projekt zajišťuje, že nedochází k úniku radioaktivních látek do životního prostředí;
• vnější rázová vlna s předním kompresním tlakem 30 kPa a dobou trvání kompresní fáze do 1 s;
• odhadovaná maximální rychlost větru až 56 m/s.

Řízení těžkých nehod

Moderní jaderné elektrárny se vyznačují nebývale nízkým rizikem šíření ionizujícího záření a radioaktivních látek do životního prostředí. Toho je dosaženo pomocí nejnovějších technologií ochranných a lokalizačních bezpečnostních systémů.

V projektu VVER-TOI byla jako základní varianta přijata konfigurace založená na dvoukanálové struktuře aktivních bezpečnostních systémů bez vnitřní redundance a čtyřkanálové struktuře pasivních bezpečnostních systémů.

Složení aktivních bezpečnostních systémů:

• systém havarijního a plánovaného dochlazování a chlazení bazénu vyhořelého paliva;
• systém nouzového vstřikování bóru;
• systém nouzového dochlazování parogenerátorů;
• systém nouzového napájení (dieselové generátory).

Složení pasivních bezpečnostních systémů:

• pasivní část systému zónového nouzového chlazení;
• pasivní systém zaplavení jádra;
• systém dodávky vody z bazénu vyhořelého paliva do primárního okruhu;
• systém pasivního odvodu tepla z parogenerátorů;
• systém ochrany primárního okruhu proti přetlaku;
• systém ochrany sekundárního okruhu proti přetlaku;
• rychle redukční jednotka;
• systém nouzového odstranění plynu;
• systém nouzového napájení (baterie);
• pasivní filtrační systém pro úniky z vnitřního pláště.

Jako jeden z prostředků řízení nadprojektových havárií zahrnuje projekt VVER-TOI zařízení pro zadržování taveniny aktivní zóny (MCR), unikátní ruskou bezpečnostní technologii, která poskytuje garantované řízení bezpečnosti díky zadržování taveniny a chlazení během těžké nadprojektové havárie. ve fázi mimo nádobu zadržování taveniny . V rámci projektu VVER-TOI probíhají práce na optimalizaci technického řešení návrhu zařízení pro lokalizaci taveniny s cílem snížit nákladové ukazatele a současně doložit efektivitu CLR. Má dosáhnout výrazného snížení celkových rozměrů tělesa CLR a hmoty obětních materiálů a také přechod na modulární konstrukci tělesa CLR, která usnadní přepravu velkorozměrových zařízení do JE . staveniště .

Kombinace pasivních a aktivních bezpečnostních systémů předpokládaná v projektu VVER-TOI zajišťuje, že aktivní zóna nebude zničena po dobu nejméně 72 hodin od vzniku těžké nadprojektové havárie podle jakéhokoli scénáře jejího vývoje a technická řešení projekt garantuje přechod reaktorové elektrárny do bezpečného stavu za jakýchkoliv kombinací iniciačních událostí (přírodních i umělých), vedoucích ke ztrátě všech zdrojů dodávek elektřiny, což výrazně zvyšuje konkurenceschopnost projektu ve vnějším a vnitřní trhy pro výrobu elektřiny [2] .

Charakteristické rysy projektu

Typický projekt

Projekt VVER-TOI je základem pro rozvoj projektů sériové výstavby jaderných elektráren v lokalitách s širokým spektrem přírodních a klimatických podmínek s přihlédnutím k celé řadě vnitřních extrémních i vnějších umělých vlivů charakteristických pro všechna potenciální staveniště. Projekt je zpracován tak, aby jeho aplikace v jednotlivých projektech různých JE nevyžadovala změny v hlavním koncepčním, projektovém a dispozičním řešení, jakož i dodatečné bezpečnostní rozbory a další odůvodňující podklady předkládané orgánům státního dozoru pro získání stavebního povolení. .

Inovativní designové technologie

1. Jediný informační prostor návrhu je multiplatformní softwarový a hardwarový komplex pro správu technických dat pro návrh a inženýrství a také pro organizaci komunikace mezi geograficky distribuovanými účastníky projektu.
2. Rozšířená funkční analýza (založená na rozšířené aplikaci standardů MAAE ) je praktickým podkladem pro objasnění úkolu automatizace technologických procesů JE a návrhu organizační a funkční struktury provozu a rozumného výpočtu personálního koeficientu.
3. MultiD-design je rozvíjení zkušeností „field engineering“, které výrazně zvyšuje možnosti projektového řízení díky podrobnému studiu technologických řešení konstrukce a instalace zařízení.

Upgradovatelný

Schématická řešení, návrh zařízení, systémů a konstrukcí energetického bloku VVER-TOI poskytují možnost jeho modernizace, což umožňuje:

• zvýšit roční produkci energie (například zvýšením kapacitního faktoru , zkrácením doby plánovaných a neplánovaných odstávek atd.);
• snížit energetickou spotřebu vlastních potřeb;
• snížit ztráty elektrické a tepelné energie;
• zlepšit pracovní podmínky pro zaměstnance;
• udržovat náležitou úroveň bezpečnosti v souladu se stále se zvyšujícími požadavky regulačních dokumentů a nutností pravidelně získávat povolení k provozu během projektové životnosti JE .

Centrum virtuálního prototypování

Centrum virtuálního prototypování je sada softwarových a hardwarových nástrojů, které vám umožňují vizualizovat návrhové a technické modely. Jedná se o kouli o průměru 6 m, v jejímž středu se na průhledné skleněné plošině ve výšce 2 m divákům zobrazuje 3D obraz . To vám umožní dosáhnout efektu úplného ponoření do virtuálního prostředí.

Praktická aplikace komplexu:

• interaktivní ovládání modelu JE;
• plánování a analýza návrhových řešení;
• rozvoj procesů provozu, údržby a oprav JE;
• simulace akcí v případě nouze;
• možnost využití jako zkušebního hřiště pro situační krizové centrum.

V současné době nejsou v Rusku podobné technické realizace při projektování složitých technologických zařízení. Tento způsob demonstrace je zatím využíván pouze v obranném průmyslu , velkých automobilových korporacích a leteckém průmyslu [3] .

Časová osa projektu

rok 2009:

• Komise pod vedením prezidenta Ruské federace pro modernizaci a technologický rozvoj ruské ekonomiky rozhodla dne 22. července 2009 o zahájení projektu v rámci krátkodobé priority rozvoje jaderných technologií v Ruské federaci.
• Fáze zahájení projektu

2010:

• Koncepční model jaderného ostrova a energetického bloku VVER-TOI
• vytvoření organizace-držitele základní technologie, vybavené moderními konstrukčními a konstrukčními nástroji

2011:

• 3D projekt jaderného ostrova a energetické jednotky
• Implementace vypočítaných bezpečnostních zdůvodnění

rok 2012:

• MultiD-projekt JE s VVER-TOI
• Vytvoření balíčku aktualizovaných regulačních a technických dokumentů s cílem zajistit použití nových konstrukčních a konstrukčních technologií v projektu

2016:

• Byly zahájeny rozsáhlé stavební práce na projektu VVER-TOI v JE Kursk-2 [4]

2019:

• V červnu byl projekt VVER-TOI certifikován Evropskými požadavky na veřejné služby (EUR) [5] . Evropští experti tak uznali tento projekt (na základě projektové dokumentace pro JE-2 Kursk) jako splňující „požadavky evropských provozních organizací“.

Poznámky

1. ↑ Jaderné reaktory Gen III/III+ POTŘEBY VÝZKUMU A VÝZVY Archivováno 16. prosince 2014 na Wayback Machine , FISA 2009, Praha.
2. ↑ A. Yu. Kuchumov , A. Yu. Alaev "Bezpečnostní koncept projektu VVER-TOI." // Rosenergoatom  - 2011. - č. 4.
3. ↑ www.rosenergoatom.ru/wps/wcm/connect/rosenergoatom/site/journalist/presscenter/news/1453c60047ae2dee813f9932dd078209 Archivní kopie ze dne 9. května 2012 , OJSC Department of Concerngo Publication Machine of Concerngo
4. ↑ tass.ru/tek/3366202 V JE Kursk-2 byly zahájeny kompletní stavební práce . Získáno 15. června 2016. Archivováno z originálu 22. srpna 2016. (neurčitý)
5. ↑ Ruský reaktor VVER-TOI certifikovaný evropskými společnostmi - World Nuclear News . world-nuclear-news.org. Získáno 15. června 2019. Archivováno z originálu 15. června 2019. (neurčitý)

Odkazy

•  VVER-TOI: nový ruský reaktor
• www.rosatom.ru
• www.rosenergoatom.ru
• www.i-russia.ru
• www.aep.ru
• www.niaep.ru