#

Обратная связь |

ФИО:
Email:
Сообщение:
Код:
Межведомственная информационная система по вопросам обеспечения радиационной безопасности населения и проблемам преодоления последствий радиационных аварий
Федеральная целевая программа «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года»

Инцидент на Белоярской АЭС (СССР), связанный с большой течью в парогенераторе № 5 энергоблока БН-600

На АЭС БН-600 за период с 1980 по 1992 гг. в ПГ произошло 13 течей воды в натрий. Ниже описан случай большой течи, произошедший 19.01.82 г. в ПГ № 5. Этот случай достаточно типичен как с точки зрения хода развития ситуации, работы приборов контроля и средств защиты, так и последствий течи.

 

1. Краткое описание парогенератора и систем защиты

На АЭС БН-600 парогенератор ПГН-200 М тепловой мощностью 490 МВт имеет секционно-модульную конструкцию. Он состоит из 8 одинаковых секций, отключаемых от общих коллекторов натрия, воды и пара секционной арматурой. ПГ может работать с одной, двумя и тремя отключенными секциями, причем при отключений одной секции мощность ПГ не снижается.

Каждая секция состоит из трех модулей: испарителя, основного пароперегревателя и промпароперегревателя. Принцип конструкции всех модулей одинаков: модули прямотрубные; трубный пучок расположен в корпусе диаметром 620 мм; компенсация температурных удлинений производится за счет компенсаторов на корпусе; пароводяные камеры на верхнем и нижнем концах уплотнены съемными плоскими крышками; натрий течет в межтрубном пространстве, вода-пар - в трубках; движение теплоносителей во всех модулях противоточное; модули отличаются материалом, числом трубок, их длиной и размерами. В состав ПГ входит также буферная емкость для обеспечения объемного расширения натрия во 2-м контуре.

Для контроля за герметичностью теплообменной поверхности используются системы:

-    контроля водорода в натрии на выходе из каждой секции ПГ (прибор ИВА);

-       контроля водорода в газе буферной емкости (общий замер на весь ПГ прибором КАВ-7;

-       контроля появления водородных пузырьков в потоке натрия на сдувочных линиях из верхних точек каждого модуля (прибор ИТИ);

-       контроля появления пузырьков водорода в потоке натрия на выходе из секций (прибор ИШИТ).

Проектный алгоритм предусматривал при появлении течи отключение всего ПГ с быстрым осушением, нахождение и отключение секции технологической (небыстродействующей) арматурой и пуск ПГ в работу с отсеченной дефектной секцией. В практике при малых течах удавалось отключить секцию «на ходу», т.е. при работе ПГ.

 

2. Характер течи

Блок был введен в работу после очередного планового ремонта примерно за 2 месяца до течи и работал устойчиво на мощности 90-100%. К. моменту течи блок работал на всех петлях на мощности 93,6%. В состоянии ПГ-5 имелась следующая особенность: в секции 5Б1 был отключен модуль промпароперегревателя.

Режим ПГ №5 в момент возникновения течи:

-    температура натрия на входе в ПГ - 492°С, на выходе из ПГ- 298°С;

-    давление острого пара - 11.2 МПа;

-    температура острого пара - 489°С;

-    паропроизводительность ПГ - 463 т/ч.

Все приборы контроля за протечкой воды в натрий были исправны и находились в работе. Фоновое содержание водорода в натрии составляло (0.08-0.15)10-6, в газе - 0.016 об.%.

19 января 1982 г. в 16.11 появился сигнал о росте показаний ИВА секции 5Б1. По другим приборам изменений показаний не было. Для проверки правильности показаний прибора ИВА был послан оперативный персонал.

В 16.15 начали резко увеличиваться показания приборов ИВА на выходе всех секций ПГ-5. (Поясним, что время полного оборота натрия по контуру составляет около 2 мин). Но показания ИТИ, ИШИТ, и КАВ-7 не изменялись. Это вызвало сомнение в показаниях ИВА. их рост объяснили ошибочным воздействием посланного на местный щит прибориста.

Впоследствии было установлено, что в 16.12 и 16.20 дважды выходил в диапазон «течь» прибор ИТИ, но эти выбросы были в виде единичных точек на самописце и не были замечены персоналом. Впрочем, по действовавшей инструкции сигналы такого вида и не должны были учитываться.

В 16.23 система ИШИТ выдала показание «течь» по секции 5Б1. Одновременно начался рост давления газа в буферной емкости. Персонал воспринял все явления как признак большой течи, и в 16.24 ПГ-5 0ыл отключен ключом "большая течь" с автоматическим выполнением алгоритма (отключение ГЦН, осушение ПГ по 3-му контуру). Реактор после понижения мощности до 64% от номинальной продолжал работать на 2-х петлях. Через 4.5 сут. петля (без секции) была введена в работу. Недовыработка электроэнергии составила 34.5 млн. кВт.ч.

Прибор КАВ-7 резко увеличил свои показания за пределы шкалы (5%) в 16.30. По прибору ИВА дефектной секции концентрация водорода в ней доходила до 30*10-6, а в остальных секциях - до (3-5) 10-6об.%.

 

3. Анализ режима

Ретроспективный анализ показаний приборов контроля за течью в ПГ-5 и технологическими параметрами позволил воссоздать следующую картину развития процесса:

  • в 16.10 в основном пароперегревателе возникла течь пара в натрий с расходом 60-100 г/мин, что вызвало увеличение гидравлического сопротивления секции по 2-му контуру и уменьшение расхода натрия примерно на 2% от исходного значения; через 1 мин. начался рост показаний ИВА этой секции (рис.1.);
  • за 13 мин. течь пара увеличилась до 30 кг/ч. При этом продолжалось уменьшение расхода натрия через секцию (см. рис.2). Наибольшее уменьшение расхода составило 16.5% от исходного; через остальные секции расход натрия возрос на 30% от исходного;
  • в 16.23 течь резко увеличилась до 900 кг/ч, что вызвало быстрое образование пузыря водорода в модуле и выталкивание натрия в коллекторы. Расход натрия на выходе дефектной секции возрос в 1.35 раза; уровень натрия в буферной емкости вырос на 250 мм. При давлении 0.18 МПа на буферной емкости самопроизвольно разорвалась мембрана, по-видимому, из-за прямого попадания в нее струи натрия;
  • после введения в действие автоматического алгоритма "большая течь" ПГ и петля 2 контура были остановлены, а ПГ осушен.

Оценка количества пара, попавшего во 2-й контур, выполнялась по итоговым концентрациям водорода в натрии и газе и по приросту объема газа. Это количество пара определено в 20.3 кг. Кроме того, несмотря на быструю подачу азота в 3-й контур, в нижнюю камеру модуля и выходной паропровод попало около 200 кг натрия.

 

4. Причины течи и ремонт

Определение текущего модуля проводилось методом поочередной опрессовки модулей азотом со стороны 3-го контура с контролем падения этого давления. 

Последующее обследование демонтированного модуля показало, что причиной течи явилась деформация (выгиб) дистанционирующей решетки. Выгнувшаяся решетка зажала несколько труб, что при взаимном перемещении вызвало глубокие задиры на наружной поверхности труб. В одном из таких мест и произошла течь. Модуль был демонтирован и заменен на новый; секция была введена в работу в марте 1983 г.