Потеря управления цепной реакцией

Потеря управления с последующим разгоном реактора приводит к инцидентам с самыми тяжелыми последствиями.

Самопроизвольный разгон критичного реактора ВВЭР исключается внутренней самозащищенностью реактора – отрицательными температурным и мощностным эффектами.

Для исключения потери управления мощностью активной зоны в результате отказов в системе управления или ошибочных действий персонала в проектах ВВЭР предусмотрено действие автоматической защиты (см. табл.).

Таблица *

Параметр Тип реактора	Мощность N		Период увеличения мощности в е раз
	N≥107(110)% Nном.	N≥104(105)% Nном.	Т ≤ 10 сек	Т ≤ 20 сек
ВВЭР - 1000	АЗ N≥107% Nном.	ПЗ -1 N≥104% Nном.	АЗ	ПЗ - I
ВВЭР-440	АЗ - I N≥110% Nном.	АЗ – III N≥105% Nном.	АЗ - I	АЗ - III

На практике в эксплуатации ВВЭР не было зафиксировано ни одного случая увеличения мощности при работе на номинальном уровне до срабатывания уставок АЗ (АЗ -1). Единичные случаи аварийного останова по достижению периода аварийных уставок имели место при выводе реактора на МКУ в результате нарушения регламента в части выдержки времени после ввода положительной реактивности.

Потенциально опасным режимом на ВВЭР, в части возможной кратковременной потери управления мощностью, является аварийный режим с быстрым глубоким расхолаживанием I контура, например, в результате разрыва паропровода в неотключаемой от парогенератора части.

В случае возникновения такого режима на ВВЭР-1000 в конце кампании, когда температурный коэффициент реактивности имеет максимальную абсолютную величину, при расхолаживании I контура до ~ 220ºC освобождается ~ 5,5% реактивности, что приблизительно эквивалентно эффективности АЗ с отказом одного ОР. Таким образом, при данной температуре в этом технологическом режиме возможен повторный выход в критическое состояние.

Для ВВЭР-440 с 37 ОР СУЗ этот режим проходит мягче, поскольку эффективность АЗ - 1 более 6%, Температура повторной критичности на данном реакторе менее 100ºC.

При проектной работе систем безопасности нормативный предел повреждения ТВЭЛ при повторной критичности не нарушается. Реактор переводится в подкритику вводом борной кислоты в первый контур. Тем не менее режим опасен развитием в запроектный в случае дополнительных отказов оборудования.

* - Уставки приведены для номинального уровня мощности.

До настоящего времени на ВВЭР-1000 имели место не более 4-5 случаев глубокого, до 220ºC, относительно быстрого расхолаживания первого контура. Все они связаны с не закрытием предохранительных устройств от превышения давления во II-ом контуре, которые срабатывали при сбросе нагрузки турбогенератора. Во всех указанных случаях отказов ОР при срабатывании АЗ не было, а режим расхолаживания длился десятки минут – времени достаточного для увеличения подкритики введением борной кислоты.