VVER-TOI

VVER-TOI (V-510) er et typisk , optimeret og informatiseret design af et to-enheds atomkraftværk med en VVER-1300 reaktor ( trykkølet kraftreaktor ), udført i et moderne informationsmiljø og i overensstemmelse med krav til nuklear og strålingssikkerhed .

Baseret på resultaterne af mødet i Kommissionen under præsidenten for Den Russiske Føderation for modernisering og teknologisk udvikling af den russiske økonomi , afholdt den 22. juli 2009, implementerer statsselskabet Rosatom et program for konstruktion af atomkraftenheder i Rusland . Omfanget af udviklingen af ​​atomkraftværker frem til 2020 blev bestemt baseret på de forudsagte evner i kraftteknik til den årlige produktion af hovedudstyret på atomkraftværker med en typisk VVER-kraftenhed og atomkraftbygningskompleksets muligheder for parallel idriftsættelse af hovedudstyret på forskellige steder.

Udviklingen af ​​VVER-TOI-projektet udføres på basis af designmaterialer udviklet til AES-2006- projektet , med maksimal hensyntagen til erfaringen opnået af brancheorganisationer i udviklingen af ​​de nyeste NPP-projekter baseret på VVER -teknologi ( Novovoronezh NPP-2 ).

VVER-TOI-projektet tager højde for erfaringerne med konstruktion og drift af atomkraftværker med VVER både i Rusland og i udlandet. Designløsninger er optimeret til at minimere fejl, der negativt påvirker kraftenhedens økonomiske ydeevne.

Formål

Formålet med udviklingen af ​​VVER-TOI-projektet er at skabe et typisk optimeret, informatiseret design af en kraftenhed af VVER -teknologien fra den nye generation III+ [1] , der opfylder et sæt målparametre ved hjælp af moderne informations- og styringsteknologier.

VVER-TOI-projektet har til formål at sikre den russiske VVER -teknologis konkurrenceevne på det internationale marked og er fokuseret på den efterfølgende seriekonstruktion af kernekraftværker med VVER-TOI både i Rusland og i udlandet.

Opgaver

1. Udvikling af et standarddesign til en NPP kraftenhed baseret på optimerede tekniske løsninger til AES-2006 projektet .
2. Oprettelse af en informationsmodel for kraftenheden og levering af dens yderligere informationsstøtte på alle stadier af kernekraftværkets livscyklus .
3. Oprettelse af et enkelt informationsrum til arbejdet med geografisk fordelte deltagere i projektet, især udvikling af portal- og integrationsløsninger.
4. Oprettelse af moderne værktøjer til design og konstruktion for at sikre overførsel af al nødvendig information til de efterfølgende faser af en atomkraftenheds livscyklus.
5. Oprettelse af et indkøbs- og forsyningsstyringssystem og automatiseret identifikation af udstyr.
6. Oprettelse af et konstruktionsmodelleringssystem for kraftenheder, der giver interaktion i realtid mellem designsystemet, styringssystemet for indkøb af udstyr og tidsstyringssystemet for konstruktion af kraftenheden.

Vigtigste tekniske og økonomiske indikatorer

Indledende krav til projektet

1. Stabilitet under ekstrem ydre påvirkning og naturkatastrofer.
2. Overholdelse af internationalt accepterede normer og regler.
3. Overholdelse af klimatiske forhold fra troperne til de nordlige regioner.
4. Autonomi i tilfælde af tab af eksterne kilder til elektricitet og vandforsyning.

Sikkerhedsprincipper

Beskyttelse af offentligheden og miljøet

Sikring af strålingssikkerhed organiseres og udføres for at forhindre den uacceptable påvirkning af ioniserende strålingskilder på personale, offentligheden og miljøet i det område, hvor kernekraftværket er placeret .

Konceptet for at sikre stråling og nuklear sikkerhed i VVER-TOI-projektet er baseret på:

• kravene i indenlandske eksisterende regler og standarder for sikkerhed inden for atomenergi i forhold til specifikationerne for den kraftenhed, der udvikles, under hensyntagen til deres videre udvikling;
• moderne filosofi og sikkerhedsprincipper udviklet af verdens nukleare samfund og nedfældet i IAEA's sikkerhedsstandarder ;
• publikationer fra International Nuclear Safety Advisory Group (INSAG), EUR-krav;
• et sæt af gennemprøvede og operationelt testede tekniske løsninger, under hensyntagen til arbejdet med at forbedre dem, rettet mod at eliminere de "svage led" identificeret under operationen;
• verificerede og certificerede beregningsmetoder, koder og programmer, dokumenteret sikkerhedsanalysemetodologi , pålidelig database;
• organisatoriske og tekniske foranstaltninger til forebyggelse og begrænsning af konsekvenserne af alvorlige ulykker, som er udviklet på baggrund af resultaterne af forskning inden for alvorlige ulykker;
• erfaring med at udvikle en ny generation af øgede sikkerhedsinstallationer;
• sikring af lav følsomhed over for fejl og fejlagtige beslutninger fra personalet;
• sikring af lave risici for betydelige udslip af radioaktive stoffer i tilfælde af ulykker;
• sikring af muligheden for at udføre sikkerhedsfunktioner uden strømforsyning udefra og kontrol gennem menneske-maskine-grænsefladen;
• sikre, at der ikke er behov for at evakuere befolkningen i nærheden af ​​atomkraftværker i tilfælde af alvorlige ulykker.

Sikkerhedsbarrierer

VVER-TOI-projektet implementerer følgende principper i det moderne koncept for multiple forsvar i dybden:

• skabelse af en række på hinanden følgende barrierer på vejen mod udslip af radioaktive produkter, der er ophobet under drift, i miljøet. For atomkraftværker med VVER-reaktorer er sådanne barrierer nukleart brændsel (brændstofmatrix og forseglet brændstofbeklædning ), grænserne for kølemiddelkredsløbet, der afkøler reaktorkernen (reaktorbeholder, trykkompensatorer, hovedcirkulationspumper, dampgeneratorsamlinger, rørledninger af det primære kredsløb og de systemer, der er forbundet til det, varmevekslerrør fra dampgeneratorer) og hermetiske indeslutninger af de lokaler, hvori reaktoranlæggets udstyr og rørledninger er placeret;
• et højt niveau af pålidelighed på grund af implementering af særlige krav til kvalitetssikring og kontrol under design, fremstilling og installation, opretholdelse af det opnåede niveau under drift ved at overvåge og diagnosticere (kontinuerlig eller periodisk) tilstanden af ​​fysiske barrierer og eliminering af opdagede defekter, skader og fiaskoer;
• skabelse af beskyttelses- og lokaliseringssystemer designet til at forhindre skade på fysiske barrierer, begrænse eller reducere størrelsen af ​​strålingskonsekvenser i tilfælde af mulige overtrædelser af grænserne og betingelserne for normal drift og nødsituationer.

Beskyttelse af atomkraftværker mod ydre påvirkninger

Eksterne naturlige og menneskeskabte påvirkninger, der kendetegner forholdene på stedet, tages i betragtning under hensyntagen til muligheden for at bygge et atomkraftværk med en VVER-TOI kraftenhed i forskellige naturlige og geografiske regioner samt i regioner karakteriseret af forskellige mennesker - lavet påvirkninger.

De væsentligste påvirkninger, hvis parametre i væsentlig grad påvirkede de tekniske løsninger af VVER-TOI-projektet, er:

• seismiske påvirkninger ;
• påvirkninger forbundet med flyets fald;
• udsættelse for en ekstern luftchokbølge ;
• oversvømmelser og storme ;
• orkaner og tornadoer .

NPP - systemer og -elementer som en del af det grundlæggende projektdesign er udviklet baseret på følgende naturlige og menneskeskabte designpåvirkninger:

• maksimalt designjordskælv (MPE) op til 8 point på MSK-64-skalaen med en maksimal horisontal acceleration på den frie jordoverflade på 0,25g;
• design jordskælv (DE) op til 7 punkter på MSK-64 skalaen med en maksimal horisontal acceleration på den frie overflade af jorden 0,12g;
• styrt af et fly, der vejer 20 tons med en hastighed på 215 m/s som en designinitierende begivenhed;
• nedstyrtning af et tungt fly, der vejer 400 tons, med en hastighed på 150 m/s som en initierende hændelse uden for design, under hensyntagen til brændstoftænding; til denne begivenhed sikrer designet, at der ikke sker frigivelse af radioaktive stoffer i miljøet;
• en ekstern stødbølge med et frontkompressionstryk på 30 kPa og en kompressionsfasevarighed på op til 1 s;
• estimeret maksimal vindhastighed op til 56 m/s.

Håndtering af alvorlige ulykker

Moderne atomkraftværker er kendetegnet ved en hidtil uset lav risiko for spredning af ioniserende stråling og radioaktive stoffer i miljøet. Dette opnås gennem de nyeste beskyttende og lokaliserede sikkerhedssystemteknologier.

I VVER-TOI-projektet blev en konfiguration baseret på en to-kanal struktur af aktive sikkerhedssystemer uden intern redundans og en fire-kanal struktur af passive sikkerhedssystemer vedtaget som en grundlæggende mulighed.

Sammensætning af aktive sikkerhedssystemer:

• system for nødsituationer og planlagt nedkøling og afkøling af puljen med brugt brændsel;
• bor nødinjektion system;
• system til nødafkøling af dampgeneratorer;
• nødstrømforsyningssystem (dieselgeneratorer).

Sammensætning af passive sikkerhedssystemer:

• passiv del af zonens nødkølesystem;
• passiv kerne oversvømmelse system;
• system til at levere vand fra den brugte brændselspulje til det primære kredsløb;
• system til passiv varmefjernelse fra dampgeneratorer;
• primært kredsløbsbeskyttelsessystem mod overtryk;
• sekundært kredsløbsbeskyttelsessystem mod overtryk;
• hurtig reducerende enhed;
• nødsystem til fjernelse af gas;
• nødstrømforsyningssystem (batterier);
• passivt filtreringssystem til lækager fra den indvendige skal.

Som et af midlerne til at håndtere ulykker uden for designbasis, omfatter VVER-TOI-projektet en kernesmelteindeslutningsanordning (MCR), en unik russisk sikkerhedsteknologi, der giver garanteret sikkerhedsstyring på grund af smelteindeslutning og afkøling under en alvorlig uheld uden for designbasis på smelteindeslutningsstadiet uden for fartøjet. Som en del af VVER-TOI-projektet arbejdes der på at optimere de tekniske løsninger til design af smeltelokaliseringsanordningen for at reducere omkostningsindikatorer og sideløbende underbygge effektiviteten af ​​CLR. Det formodes at opnå en betydelig reduktion i de overordnede dimensioner af CLR-legemet og massen af ​​offermaterialer, samt at skifte til et modulært design af CLR-legemet, hvilket vil lette transporten af ​​stort udstyr til NPP byggeplads .

Kombinationen af ​​passive og aktive sikkerhedssystemer, der er forudset i VVER-TOI-designet, sikrer, at kernen ikke bliver ødelagt i mindst 72 timer fra begyndelsen af ​​en alvorlig uheld uden for designgrundlaget under ethvert udviklingsscenarie, og de tekniske løsninger af projektet garanterer overgangen af ​​reaktoranlægget til en sikker tilstand under enhver kombination af initierende begivenheder (naturlige og menneskeskabte), hvilket fører til tab af alle kilder til elektricitetsforsyning, hvilket markant øger projektets konkurrenceevne i den eksterne og indre markeder for elproduktion [2] .

Karakteristiske træk ved projektet

Typisk projekt

VVER-TOI-projektet er grundlaget for udviklingen af ​​projekter til seriel konstruktion af atomkraftværker på steder med en bred vifte af naturlige og klimatiske forhold under hensyntagen til hele rækken af ​​interne ekstreme og eksterne menneskeskabte påvirkninger, der er karakteristiske for alle potentielle byggepladser. Projektet er udviklet på en sådan måde, at dets anvendelse i individuelle projekter af forskellige kernekraftværker ikke kræver ændringer i de vigtigste konceptuelle, design- og layoutløsninger, samt yderligere sikkerhedsanalyser og andre begrundende dokumenter indsendt til statslige tilsynsmyndigheder for opnåelse af byggetilladelser .

Innovative designteknologier

1. Et enkelt designinformationsrum er et multi-platform software- og hardwarekompleks til styring af ingeniørdata til design og konstruktion samt tilrettelæggelse af kommunikation mellem geografisk fordelte projektdeltagere.
2. Udvidet funktionsanalyse (baseret på den udvidede anvendelse af IAEA- standarder ) er et praktisk grundlag for at afklare opgaven med at automatisere NPP teknologiske processer og designe den organisatoriske og funktionelle struktur af driften og en rimelig beregning af bemandingskoefficienten.
3. MultiD-design er udviklingen af ​​erfaringen med "field engineering", som markant øger mulighederne for projektledelse på grund af den detaljerede undersøgelse af teknologiske løsninger til konstruktion og installation af udstyr.

Kan opgraderes

Skematiske løsninger, design af udstyr, systemer og strukturer af VVER-TOI -kraftenheden giver mulighed for modernisering, hvilket tillader:

• øge den årlige energiproduktion (for eksempel ved at øge kapacitetsfaktoren , reducere tiden for planlagt og uplanlagt nedetid osv.);
• reducere energiforbruget af egne behov;
• reducere tab af elektrisk og termisk energi;
• forbedre arbejdsforholdene for personalet;
• opretholde det korrekte sikkerhedsniveau i overensstemmelse med de stadigt stigende krav i regulatoriske dokumenter og behovet for periodisk at indhente tilladelser til drift i kernekraftværkets designlevetid .

Virtual Prototyping Center

Virtual Prototyping Center er et sæt software- og hardwareværktøjer, der giver dig mulighed for at visualisere design- og ingeniørmodeller. Det er en kugle med en diameter på 6 m, i hvis centrum, på en gennemsigtig glasplatform, i en højde af 2 m, publikum får vist et 3D-billede . Dette giver dig mulighed for at opnå effekten af ​​fuldstændig fordybelse i et virtuelt miljø.

Praktisk anvendelse af komplekset:

• interaktiv styring af NPP-modellen;
• planlægning og analyse af designløsninger;
• udvikling af NPP-drift, vedligeholdelse og reparationsprocesser;
• simulering af handlinger i nødstilfælde;
• muligheden for at bruge det som testområde for et situationsbestemt krisecenter.

På nuværende tidspunkt er der ingen lignende tekniske implementeringer i Rusland i design af komplekse teknologiske faciliteter. Denne demonstrationsmetode bruges indtil videre kun i forsvarsindustrien , store automobilvirksomheder og flyindustrien [3] .

Projektets tidslinje

år 2009:

• Den 22. juli 2009 besluttede Kommissionen under præsidenten for Den Russiske Føderation for modernisering og teknologisk udvikling af den russiske økonomi at iværksætte et projekt inden for rammerne af den kortsigtede prioritet for udvikling af nukleare teknologier i Den Russiske Føderation
• Projektinitieringsfasen

2010:

• Konceptuel model af en nuklear ø og en VVER-TOI kraftenhed
• oprettelse af en organisation-indehaver af den grundlæggende teknologi, udstyret med moderne design og konstruktionsværktøjer

2011:

• 3D-projekt af den nukleare ø og kraftenhed
• Implementering af beregnede sikkerhedsbegrundelser

år 2012:

• MultiD-projekt af NPP med VVER-TOI
• Dannelse af en pakke af opdaterede regulatoriske og tekniske dokumenter for at sikre brugen af ​​nye design- og konstruktionsteknologier i projektet

2016:

• Fuldskala konstruktionsarbejde er begyndt på VVER-TOI-projektet ved Kursk NPP-2 [4]

2019:

• I juni blev VVER-TOI-projektet certificeret af European Utility Requirements (EUR) [5] . De europæiske eksperter anerkendte således, at dette projekt (baseret på designdokumentationen for Kursk NPP-2) opfylder "kravene fra europæiske driftsorganisationer"

Noter

1. ↑ Gen III/III+ atomreaktorer FORSKNINGSBEHOV OG UDFORDRINGER Arkiveret 16. december 2014 på Wayback Machine , FISA 2009, Prag.
2. ↑ A. Yu. Kuchumov , A. Yu. Alaev "Sikkerhedskonceptet for VVER-TOI-projektet." // Rosenergoatom  - 2011. - Nr. 4.
3. ↑ www.rosenergoatom.ru/wps/wcm/connect/rosenergoatom/site/journalist/presscenter/news/1453c60047ae2dee813f9932dd078209 Arkivkopi dateret 9. maj 2012 på Wayback Machine , Department of Rosenergoatoms Concern Information and Public Relations.
4. ↑ tass.ru/tek/3366202 Fuldskala byggearbejde begyndte ved Kursk NPP-2 . Hentet 15. juni 2016. Arkiveret fra originalen 22. august 2016. (ubestemt)
5. ↑ Ruslands VVER-TOI-reaktor certificeret af europæiske forsyningsselskaber - World Nuclear News . world-nuclear-news.org. Hentet 15. juni 2019. Arkiveret fra originalen 15. juni 2019. (ubestemt)

Links

•  VVER-TOI: ny russisk reaktor
• www.rosatom.ru
• www.rosenergoatom.ru
• www.i-russia.ru
• www.aep.ru
• www.niaep.ru