14. Вывод реактора типа ввэр из подкритического состояния

Рассмотрим более подробно 3 этап пуска блока с реактором ВВЭР-1000.

Исходное состояние. Минимальные требования к состоянию систем и оборудования блока к моменту, когда разрешается вывод реактора из подкритики:

- реакторная установка приведена в состояние «горячего останова»:

температура 1 контура – не менее 260^оС; давление в паровой подушке КД – не менее 15,8 МПа (160 кг/см²); в работе не менее 2 ГЦН;

- все системы блока, в том числе системы безопасности, проверены и приведены в исходное состояние для пуска с учётом изменений, внесённых в результате выполнения работ на втором этапе пуска;

- водно-химический режим 1 контура и парогенератора соответствует пусковым нормам;

- определена пусковая («критическая») концентрация борной кислоты.

С точки зрения собственно реактора должны быть проверены и включены в работу или подготовлены к работе:

- аппаратура контроля нейтронного потока АКНП-3;

- система группового и индивидуального управления ОР СУЗ;

- система аварийной и предупредительной защиты реактора;

- устройство автоматического регулирования мощности АРМ-5С;

- устройство разгрузки и ограничения мощности РОМ-2;

- схема электропитания СУЗ;

- выполнена проверка всех защит, блокировок, сигнализации и их уставок;

- включены звуковые индикаторы разгона.

Должна быть также готова к работе система борного (жидкостного) воздействия на реактивность:

- баки «чистого» (без бора) конденсата должны иметь суммарный запас «чистого» конденсата не менее 500 м³, пригодного по качеству для подпитки 1 контура;

- не менее 2-х насосов «чистого» конденсата из 3-х работоспособны; деаэратор борного регулирования работоспособен и разогрет до номинальных параметров;

- баки боросодержащей воды имеют свободный объём не менее 500 м³;

- система подпитки-продувки 1 контура должна находиться в работе с расходом 30 м³/час, не менее 2-х подпиточных агрегатов работоспособны;

- работоспособны обе нитки фильтров СВО-2.

Условия безопасности (укажем 2 наиболее важных):

- запрещается начинать вывод реактора из подкритического состояния, если температурный коэффициент реактивности положителен;

- запрещается одновременное выполнение любого сочетания операций, ведущих к вводу положительной реактивности: по извлечению ОР СУЗ из активной зоны, снижению концентрации борной кислоты в воде 1 контура и снижению температуры теплоносителя. При разнице текущей и расчётной пусковой концентраций Н₃ВО₃ менее 1 г/кг запрещается также включение или отключение ГЦН.

Подъём ОР СУЗ. При указанном выше состоянии РУ и средств управления реактивностью начинается подъём органов СУЗ (ОР СУЗ). Подъём производится, во-первых, группами последовательно в порядке возрастания номеров групп и, во-вторых, шагами приблизительно по 35 см (шаг делается по времени – группа извлекается приводами в течение не более 18 сек.) с выдержкой между шагами. Контроль за извлечением ОР осуществляется по указателям положения и по срабатыванию верхнего концевого выключателя (КВ). Следят также за синхронностью перемещения кластеров в группе. Таким образом поднимаются группы 1 – 4, 6 – 8. Укороченные стержни (группа 5) поднимаются последовательным перемещением каждого ОР до верхнего КВ в индивидуальном режиме после подъёма до КВ группы 4.

При неуверенном контроле уровня нейтронной мощности между шагами делают выдержку 1 мин., при достаточно уверенном контроле каждый следующий шаг производится после стабилизации показаний приборов нейтронного потока и при периоде разгона, равном бесконечности. Если в процессе подъёма ОР период по показаниям хотя бы одного прибора станет меньше 60 сек., то подъём групп немедленно прекращается и продолжить его можно только после увеличения периода до бесконечности.

Затем извлекается группа 9; возможность поднятия её до верха определяется состоянием активной зоны и концентрацией борной кислоты, т. е. группу можно поднимать, если температурный эффект реактивности не становится положительным. Аналогично поступают с группой 10. Нормальное положение ОР СУЗ, указанное выше, достигается обычно примерно через 2 месяца работы реактора после перегрузки. До этого максимальная мощность реактора ограничивается.

Вывод борной кислоты из теплоносителя 1 контура на фильтрах СВО-2. Перед началом этой операции включают все боромеры и начинают отбор проб воды на содержание бора через 30 мин.

Для вывода кислоты Н₃ВО₃ устанавливают расход через фильтры первой нитки СВО-2 20 – 25 м³/час. Контролируется нейтронная мощность, концентрация борной кислоты в теплоносителе и на выходе фильтра, через 30 мин. отбираются пробы.

Если период увеличения нейтронной мощности уменьшается до 60 сек., расход подпитки-продувки снижается до установления периода, равного бесконечности.

Когда концентрация Н₃ВО₃ на выходе из фильтра сравняется с концентрацией в теплоносителе, фильтр насыщен. Расход переключается на вторую нитку СВО-2 и также выводят кислоту до насыщения фильтра. После этого переходят на разомкнутый водообмен.

Вывод борной кислоты путём разомкнутого водообмена. К всасывающему коллектору подпиточных агрегатов подключается деаэратор борного регулирования, а деаэратор подпитки отключается. Концентрация бора в деаэраторе борного регулирования, как известно, нулевая (чистый дистилат).

Расход подпитки-продувки устанавливается 40 – 50 м³/час. Для того, чтобы в КД поддерживалась та же концентрация, как и в контуре, через него организуется слабый проток теплоносителя (через регулятор тонкого впрыска), а нагреватели включаются. Контроль такой же, как выше, по периоду и концентрации бора. Через 30 мин. делаются отборы проб, а результаты сравниваются с показаниями боромера.

При снижении концентрации борной кислоты до ~ 11 г/кг скорость водообмена уменьшается до 20 м³/час, а когда разность между текущей и расчётной «критической» концентрацией Н₃ВО₃ снизится до 1 г/кг переходят на расход 7 – 10 м³/час. В этот момент, как уже упоминалось, запрещается проведение любых операций (кроме вывода Н₃ВО₃), способных внести положительную реактивность, а также включение или отключение ГЦН.

При достижении критической концентрации борной кислоты, что определяется появлением устойчивого периода увеличения нейтронной мощности менее 100 сек., вывод бора прекращается.

Период разгона регулируется пусковой группой ОР СУЗ, которая вводится в зону, если период уменьшается менее 90 сек. Поддерживается период ~ 90 – 120 сек.

На уровне мощности 10^–3 – 5·10^–6% N_ном реактор стабилизируется опусканием пусковой группы ОР СУЗ. Температура 1 контура также стабилизируется.

Проверка сцепления кластеров с приводами СУЗ. Она проводится после каждой остановки реактора. Условия проведения – стабильность температуры и концентрации Н₃ВО₃.

Для проверки ключом индивидуального управления выбранной ОР перемещается вниз (для ОР, находящихся внизу, - вверх) до заметного изменения нейтронного потока. Перемещение контролируется по указателю положения ОР. Затем ОР возвращается в исходное положение. Так поочерёдно проверяется каждый привод.

Подъём мощности до 3 – 5% N_ном. Извлечением пусковой группы ОР СУЗ создаётся период разгона 90 – 120 сек., мощность поднимается до ~ 3 – 5% N_ном и стабилизируется.

АРМ включается в режиме «Н» (режим поддержания нейтронной мощности).

Далее начинается 4 этап пуска блока: разогрев РУ и/или подъем мощности реактора до величины, обеспечивающей по паропроизводительности и параметрам генерируемого пара возможность пуска турбогенераторов.

Пуск энергоблока является наиболее сложным из режимов нормальной эксплуатации. Это объясняется, по крайней мере, следующими причинами.

Во-первых, существенным изменением состояния оборудования и систем блока. На протяжении пуска величина энерговыделения в активной зоне реактора, параметры теплоносителей и рабочего тела, нагрузка агрегатов и другие важные показатели постепенно возрастают вплоть до своих номинальных значений, следствием чего являются и существенные изменения физического состояния активной зоны, механического и теплового состояния оборудования.

Во-вторых, как это уже указывалось для переходных режимов вообще, режим пуска характеризуется очень большой нагрузкой на оперативный персонал, связанной с необходимостью переработки большого объема информации о непрерывно изменяющемся состоянии объекта и выполнения действий для корректировки режима. Количество операций по управлению, которое приходится выполнять персоналу при пуске блока, доходит до 400 в час. При этом. повторимся, необходимо каждый раз убедиться в правильности и полноте выполнения операции, проконтролировать правильность изменения параметров и допустимость скоростей их изменения, своевременно вмешаться, если ситуация в результате управляющего воздействия изменяется нештатным образом.

В-третьих, следует иметь в виду, что на АЭС эксплуатационное и ремонтное обслуживание реакторного и вспомогательного оборудования тесно взаимосвязано технологически. Это требует взаимодействия оперативного и ремонтного персонала при пуске блока и приводит к тому, что ряд операций, особенно испытаний, проверок, обычно относимых к ремонтным, возможно провести и приходится выполнять только после цикла определенных пусковых операций. Например, при пуске блока с реактором ВВЭР после ремонта гидравлические испытания 1-го контура проводятся после разогрева его до 90-120°С.

Психологическая нагрузка на персонал при пуске блока повышается тем, что именно при включении в работу какого-либо оборудования или механизма чаще всего проявляются отказы, даже если эти узлы до остановки работали без замечаний и никакому ремонту или обслуживанию во время остановки не подвергались.

Поэтому из всех переходных режимов НЭ именно при пуске требуется собранность, хорошее взаимодействие, правильность оценки ситуации, четкость действий оперативного персонала.