ВВЭР-ТОИ

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

ВВЭР-ТОИ (В-510) — типовой оптимизированный и информатизированный проект двухблочной АЭС с реактором ВВЭР-1300 (водо-водяной энергетический реактор), выполняемый в современной информационной среде и в соответствии с требованиями ядерной и радиационной безопасности.

По итогам заседания Комиссии при президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики России, состоявшегося 22 июля 2009 года, госкорпорация «Росатом» реализует программу строительства атомных энергоблоков в России. Масштабы развития АЭС до 2020 года были определены, исходя из прогнозируемых возможностей энергомашиностроения по ежегодному выпуску основного оборудования АЭС с типовым энергоблоком ВВЭР и возможностей атомного строительного энергокомплекса по параллельному вводу основного оборудования на разных площадках.

Разработка проекта «ВВЭР-ТОИ» выполняется на базе проектных материалов, разработанных для проекта АЭС-2006, с максимальным учётом опыта, полученного отраслевыми организациями при разработке последних проектов АЭС, основанных на технологии ВВЭР (Нововоронежская АЭС-2).

В проекте «ВВЭР-ТОИ» учитывается опыт сооружения и эксплуатации АЭС с ВВЭР как в России, так и за рубежом. Проектные решения оптимизированы с целью минимизации отказов, отрицательно влияющих на экономические показатели энергоблока.

Цель

[править | править код]

Цель разработки проекта «ВВЭР-ТОИ» — создание типового оптимизированного, информатизированного проекта энергоблока технологии ВВЭР нового поколения III+[1], удовлетворяющего набору целевых параметров с использованием современных информационных и управленческих технологий.

Проект «ВВЭР-ТОИ» направлен на обеспечение конкурентоспособности российской технологии ВВЭР на международном рынке и ориентирован на последующее серийное сооружение АЭС с ВВЭР-ТОИ как в России, так и за рубежом.

Задачи

[править | править код]
  1. Разработка типового проекта энергоблока АЭС на базе оптимизированных технических решений проекта АЭС-2006.
  2. Создание информационной модели энергоблока и обеспечение её дальнейшего информационного сопровождения на всех стадиях жизненного цикла АЭС.
  3. Создание единого информационного пространства для работы территориально распределённых участников Проекта, в частности разработка портальных и интеграционных решений.
  4. Создание современного инструментария для проектирования и конструирования с обеспечением передачи всей необходимой информации на последующие стадии жизненного цикла энергоблока АЭС.
  5. Создание системы управления закупками, поставками и автоматизированной идентификации оборудования.
  6. Создание системы моделирования сооружения энергоблока, обеспечивающей взаимодействие в режиме реального времени между системой проектирования, системой управления закупками оборудования и системой управления сроками сооружения энергоблока.

Основные технико-экономические показатели

[править | править код]
№
п/п		 Наименование характеристики Величина
1 Срок службы, лет:
 — энергоблок
 — реакторная установка
60
60
2 Мощность энергоблока, МВт:
 — электрическая (брутто, гарантийный режим)
 — тепловая, передаваемая в машинный зал
1255
3300
3 Максимальное расчётное землетрясение, баллы по шкале MSK-64:
 — базовое значение
 — для конструкций и узлов, выполняющих функции безопасности за счёт дополнительных мероприятий
8
9
4 Проектное землетрясение, баллы по шкале MSK-64 7
5 Время обеспечения автономности работы станции в случае запроектной аварии, ч 72
6 Турбина тихоходная
7 Срок сооружения АЭС от первого бетона до физического пуска (для серийного блока), месяцы 40
8 Снижение расчётной стоимости сооружения для серийного блока по сравнению с первым блоком Нововоронежской АЭС-2, % 20
9 Снижение проектных эксплуатационных затрат энергоблока по сравнению с четвёртым блоком Балаковской АЭС, % 10

Исходные требования к проекту

[править | править код]
  1. Устойчивость при экстремальных внешних воздействиях и природных катаклизмах.
  2. Соответствие принятым в мировой практике нормам и правилам.
  3. Соответствие климатическим условиям от тропиков до северных регионов.
  4. Автономность при потере внешних источников электро- и водоснабжения.

Принципы обеспечения безопасности

[править | править код]
Принципы обеспечения безопасности

Защита населения и окружающей среды

[править | править код]

Обеспечение радиационной безопасности организуется и осуществляется в целях предотвращения недопустимого воздействия источников ионизирующего излучения на персонал, население и окружающую среду в районе размещения АЭС.

Концепция по обеспечению радиационной и ядерной безопасности в проекте «ВВЭР-ТОИ» основана на:

  • требованиях отечественных действующих правил и норм по безопасности в области атомной энергетики применительно к специфике разрабатываемого энергоблока с учётом их дальнейшего развития;
  • современной философии и принципах безопасности, выработанных мировым ядерным сообществом и закреплённых в нормах безопасности МАГАТЭ;
  • публикациях Международной консультативной группы по ядерной безопасности (INSAG), требованиях EUR;
  • комплексе отработанных и проверенных эксплуатацией технических решений с учётом работ по их совершенствованию, направленных на устранение выявленных в процессе эксплуатации «слабых звеньев»;
  • верифицированных и аттестованных расчётных методах, кодах и программах, отработанной методологии анализа безопасности, достоверной базе данных;
  • организационных и технических мерах по предотвращению и ограничению последствий тяжёлых аварий, которые разработаны по результатам исследований в области тяжёлых аварий;
  • опыте разработки установок нового поколения повышенной безопасности;
  • обеспечении низкой чувствительности к ошибкам и ошибочным решениям персонала;
  • обеспечении низких рисков значительных выбросов радиоактивных веществ при авариях;
  • обеспечении возможности выполнения функций безопасности без подвода энергии извне и управления через интерфейс «человек-машина»;
  • обеспечении отсутствия необходимости эвакуации населения, проживающего вблизи АЭС, при тяжёлых авариях.

Барьеры безопасности

[править | править код]
Барьеры безопасности

В проекте «ВВЭР-ТОИ» реализованы следующие принципы современной концепции многократной глубоко эшелонированной защиты:

  • создание ряда последовательных барьеров на пути выхода в окружающую среду накопленных при эксплуатации радиоактивных продуктов. Для АЭС с реакторами ВВЭР такими барьерами являются ядерное топливо (топливная матрица и герметичные оболочки твэлов), границы контура теплоносителя, охлаждающего активную зону реактора (корпус реактора, компенсаторы давления, главные циркуляционные насосы, коллекторы парогенераторов, трубопроводы первого контура и соединённых с ним систем, теплообменные трубки парогенераторов) и герметичные ограждения помещений, внутри которых размещено оборудование и трубопроводы реакторной установки;
  • высокий уровень надёжности за счёт реализации специальных требований к обеспечению и контролю качества при конструировании, изготовлении и монтаже, поддержание достигнутого уровня при эксплуатации за счёт проведения контроля и диагностики (непрерывных или периодических) состояния физических барьеров и устранения обнаруженных дефектов, повреждений и отказов;
  • создание защитных и локализующих систем, предназначенных для предотвращения повреждений физических барьеров, ограничения или снижения размеров радиационных последствий при возможных нарушениях пределов и условий нормальной эксплуатации и аварийных ситуаций.

Защита АЭС от внешних воздействий

[править | править код]
Защита от внешних воздействий

Внешние природные и техногенные воздействия, характеризующие условия площадки, принимаются с учётом обеспечения возможности строительства АЭС с энергоблоком ВВЭР-ТОИ в различных природно-географических регионах, а также в регионах, характеризующихся различными техногенными воздействиями.

Наиболее значимыми воздействиями, параметры которых существенно повлияли на технические решения проекта «ВВЭР-ТОИ», являются:

Системы и элементы АЭС в составе базового варианта проекта разработаны исходя из следующих природных и техногенных проектных воздействий:

  • максимального расчётного землетрясения (МРЗ) до 8 баллов по шкале MSK-64 с максимальным горизонтальным ускорением на свободной поверхности грунта 0,25g;
  • проектного землетрясения (ПЗ) до 7 баллов по шкале MSK-64 с максимальным горизонтальным ускорением на свободной поверхности грунта 0,12g;
  • падения самолёта массой 20 т со скоростью 215 м/с в качестве проектного исходного события;
  • падения тяжёлого самолёта массой 400 т со скоростью 150 м/с в качестве запроектного исходного события с учётом возгорания топлива; для этого события проект обеспечивает отсутствие выхода радиоактивных веществ в окружающую среду;
  • внешней ударной волны с давлением сжатия во фронте 30 кПа и продолжительностью фазы сжатия до 1 с;
  • расчётной максимальной скорости ветра до 56 м/с.

Управление тяжёлыми авариями

[править | править код]
Устройство локализации расплава

Современные АЭС отличает беспрецедентно низкий риск распространения ионизирующих излучений и радиоактивных веществ в окружающую среду. Это достигается за счёт новейших защитных и локализующих технологий системы безопасности.

В проекте «ВВЭР-ТОИ» принята в качестве базового варианта конфигурация, построенная на двухканальной структуре активных систем безопасности без внутреннего резервирования и четырёхканальной структуре пассивных систем безопасности.

Состав активных систем безопасности:

  • система аварийного и планового расхолаживания и охлаждения бассейна выдержки;
  • система аварийного ввода бора;
  • система аварийного расхолаживания парогенераторов;
  • система аварийного электропитания (дизель-генераторы).

Состав пассивных систем безопасности:

  • пассивная часть системы аварийного охлаждения зоны;
  • система пассивного залива активной зоны;
  • система подачи воды бассейна выдержки в первый контур;
  • система пассивного отвода тепла от парогенераторов;
  • система защиты первого контура от превышения давления;
  • система защиты второго контура от превышения давления;
  • быстродействующая редукционная установка;
  • система аварийного газоудаления;
  • система аварийного электропитания (аккумуляторы);
  • пассивная система фильтрации протечек из внутренней оболочки.

В качестве одного из средств управления запроектными авариями в состав проекта «ВВЭР-ТОИ» входит устройство локализации расплава активной зоны (УЛР) — уникальная российская технология безопасности, которая обеспечивает гарантированное управление безопасностью благодаря локализации и охлаждению расплава при тяжёлой запроектной аварии на внекорпусной стадии локализации расплава. В рамках проекта «ВВЭР-ТОИ» выполняются работы по оптимизации технических решений проекта устройства локализации расплава с целью снижения стоимостных показателей и параллельному обоснованию эффективности работы УЛР. Предполагается достичь значительного уменьшения габаритных размеров корпуса УЛР и массы жертвенных материалов, а также перейти к модульной конструкции корпуса УЛР, что позволит облегчить вопросы транспортировки крупногабаритного оборудования на площадку сооружения АЭС.

Предусматриваемое в проекте «ВВЭР-ТОИ» сочетание пассивных и активных систем безопасности обеспечивает отсутствие разрушения активной зоны в течение не менее 72 часов с начала возникновения тяжёлой запроектной аварии при любом сценарии её развития, а технические решения проекта гарантируют переход реакторной установки в безопасное состояние при любых комбинациях исходных событий (природных и техногенных), приводящих к потере всех источников электроснабжения, что существенно повышает конкурентоспособность проекта на внешнем и внутреннем рынках производства электроэнергии[2].

Отличительные особенности проекта

[править | править код]

Типовой проект

[править | править код]

Проект «ВВЭР-ТОИ» является основой разработки проектов серийного строительства атомных станций на площадках с широким диапазоном природно-климатических условий, в расчёте на весь спектр внутренних экстремальных и внешних техногенных воздействий, характерных для всех потенциальных площадок строительства. Проект разрабатывается таким образом, чтобы его применение в индивидуальных проектах различных АЭС не требовало изменений основных концептуальных, конструктивных и компоновочных решений, а также дополнительных анализов безопасности и других обосновывающих документов, представляемых в государственные надзорные органы для получения лицензий на строительство.

Инновационные технологии проектирования

[править | править код]
  1. Единое информационное пространство проектирования — мультиплатформенный программно-аппаратный комплекс управления инженерными данными для конструирования и проектирования, а также организации коммуникаций между территориально распределёнными участниками проекта.
  2. Расширенный функциональный анализ (основан на расширенном применении стандартов МАГАТЭ) — практическая основа для уточнения задания на автоматизацию технологических процессов АЭС и проектирования организационно-функциональной структуры эксплуатации и обоснованного расчёта штатного коэффициента.
  3. MultiD-проектирование — развитие опыта «полевого инжиниринга», существенно повышающего возможности управления проектом за счёт детальной проработки технологических решений по строительству и монтажу оборудования.

Возможность модернизации

[править | править код]

Схемные решения, конструкция оборудования, систем и сооружений энергоблока ВВЭР-ТОИ обеспечивают возможность его модернизации, позволяющей:

  • повышать годовую энерговыработку (например, за счёт повышения КИУМ, сокращения времени плановых и неплановых простоев и т. д.);
  • уменьшать энергопотребление собственных нужд;
  • снижать потери электрической и тепловой энергии;
  • улучшать условия работы персонала;
  • поддерживать должный уровень безопасности, следуя всевозрастающим требованиям нормативных документов и необходимости периодического получения разрешений на эксплуатацию в период проектного срока службы АЭС.

Центр виртуального прототипирования

[править | править код]

Центр виртуального прототипирования — это комплекс программно-технических средств, позволяющих визуализировать проектные и конструкторские модели. Он представляет собой сферу диаметром 6 м, в центре которой на прозрачной стеклянной площадке, на высоте 2 м, зрителям демонстрируется изображение в 3D-формате. Это позволяет достичь эффекта полного погружения в виртуальную среду.

Практическое применение комплекса:

  • интерактивное управление моделью АЭС;
  • планирование и анализ проектных решений;
  • отработка процессов эксплуатации, технического обслуживания и ремонта АЭС;
  • моделирование действий при возникновении чрезвычайных ситуаций;
  • возможность использования в качестве полигона для ситуационно-кризисного центра.


В настоящее время в России нет аналогичных технических реализаций при проектировании сложных технологических объектов. Такой способ демонстрации применяется пока только в оборонной промышленности, крупных автомобильных корпорациях и авиастроении[3].

Сроки реализации проекта

[править | править код]

2009 год:

  • 22 июля 2009 года принято решение Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России о начале проекта в рамках краткосрочного приоритета развития ядерных технологий в РФ
  • Стадия инициирования работ по проекту

2010 год:

  • Концептуальная модель ядерного острова и энергоблока ВВЭР-ТОИ
  • создание организации-держателя базовой технологии, оснащённой современными инструментами проектирования и конструирования

2011 год:

  • 3D-проект ядерного острова и энергоблока
  • Выполнение расчётных обоснований безопасности

2012 год:

  • MultiD-проект АЭС с ВВЭР-ТОИ
  • Формирование пакета актуализированных нормативно-технических документов в целях обеспечения применения в проекте новых технологий проектирования и сооружения

2016 год:

  • Начались полномасштабные строительные работы по проекту ВВЭР-ТОИ на Курской АЭС-2[4]

2019 год:

  • В июне проект ВВЭР-ТОИ получил сертификацию European Utility Requirements (EUR)[5]. Таким образом, европейские эксперты признали данный проект (на основании проектно-конструкторской документации по Курской АЭС-2) соответствующим «требованиям европейских эксплуатирующих организаций»

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Gen III/III+ Nuclear Reactors RESEARCH NEEDES AND CHALLENGES Архивная копия от 16 декабря 2014 на Wayback Machine, FISA 2009, Prague.
  2. ↑ А. Ю. Кучумов, А. Ю. Алаев "Концепция безопасности проекта «ВВЭР-ТОИ». // Росэнергоатом — 2011. — № 4.
  3. ↑ www.rosenergoatom.ru/wps/wcm/connect/rosenergoatom/site/journalist/presscenter/news/1453c60047ae2dee813f9932dd078209 Архивная копия от 9 мая 2012 на Wayback Machine, Управление информации и общественных связей ОАО «Концерн Росэнергоатом».
  4. ↑ tass.ru/tek/3366202 На Курской АЭС-2 начались полномасштабные строительные работы. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 22 августа 2016 года.
  5. ↑ Russia's VVER-TOI reactor certified by European utilities — World Nuclear News. world-nuclear-news.org. Дата обращения: 15 июня 2019. Архивировано 15 июня 2019 года.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=ВВЭР-ТОИ&oldid=136592748