VVER-TOI

VVER-TOI (V-510) este un design tipic , optimizat și informatizat al unei centrale nucleare cu două unități cu un reactor VVER-1300 ( reactor de putere răcit sub presiune ), realizat într-un mediu informațional modern și în conformitate cu cerințele de securitate nucleară și de radiație .

Pe baza rezultatelor reuniunii Comisiei sub președintele Federației Ruse pentru Modernizarea și Dezvoltarea Tehnologică a Economiei Ruse , desfășurată la 22 iulie 2009, corporația de stat Rosatom implementează un program pentru construcția de unități nucleare. in Rusia . Amploarea dezvoltării centralelor nucleare până în 2020 a fost determinată pe baza capacităților previzionate ale ingineriei energetice pentru producția anuală a echipamentelor principale ale centralelor nucleare cu o unitate de putere tipică VVER și capacitățile complexului de clădiri nucleare pentru punerea în funcțiune în paralel. a echipamentelor principale la diferite locații.

Dezvoltarea proiectului VVER-TOI se realizează pe baza materialelor de proiectare dezvoltate pentru proiectul AES-2006 , ținând cont la maximum de experiența dobândită de organizațiile din industrie în dezvoltarea celor mai noi proiecte NPP bazate pe tehnologia VVER ( Novovoronezh NPP-2 ).

Proiectul VVER-TOI ia în considerare experiența de construcție și exploatare a centralelor nucleare cu VVER atât în ​​Rusia, cât și în străinătate. Soluțiile de proiectare sunt optimizate pentru a minimiza defecțiunile care afectează negativ performanța economică a unității de alimentare.

Scop

Scopul dezvoltării proiectului VVER-TOI este de a crea un design tipic optimizat, informatizat al unei unități de putere a tehnologiei VVER de noua generație III+ [1] care satisface un set de parametri țintă folosind tehnologii moderne de informare și management.

Proiectul VVER-TOI are ca scop asigurarea competitivității tehnologiei rusești VVER pe piața internațională și se concentrează pe construcția ulterioară în serie a centralelor nucleare cu VVER-TOI atât în ​​Rusia , cât și în străinătate.

Sarcini

1. Elaborarea unui proiect standard pentru o unitate de alimentare a CNE bazată pe soluții tehnice optimizate pentru proiectul AES-2006 .
2. Crearea unui model de informare al unității de alimentare și furnizarea de suport pentru informații suplimentare la toate etapele ciclului de viață al CNE .
3. Crearea unui spațiu informațional unic pentru munca participanților la Proiect, repartizați geografic, în special, dezvoltarea de portal și soluții de integrare.
4. Crearea de instrumente moderne de proiectare și construcție care să asigure transferul tuturor informațiilor necesare către etapele ulterioare ale ciclului de viață al unei centrale nucleare.
5. Crearea unui sistem de management al achizițiilor și aprovizionării și identificarea automată a echipamentelor.
6. Crearea unui sistem de modelare a construcției unității de putere care asigură interacțiunea în timp real între sistemul de proiectare, sistemul de management al achizițiilor de echipamente și sistemul de management al timpului de construcție a unității de putere.

Principalii indicatori tehnici și economici

Cerințe inițiale pentru proiect

1. Stabilitate sub influențe externe extreme și dezastre naturale.
2. Respectarea normelor și regulilor acceptate la nivel internațional.
3. Respectarea condițiilor climatice de la tropice până în regiunile nordice.
4. Autonomia în caz de pierdere a surselor externe de alimentare cu energie electrică și apă.

Principii de securitate

Protejarea publicului și a mediului

Asigurarea securității radiațiilor este organizată și realizată pentru a preveni impactul inacceptabil al surselor de radiații ionizante asupra personalului, publicului și mediului din zona în care este amplasată CNE .

Conceptul de asigurare a securității radiațiilor și nucleare în proiectul VVER-TOI se bazează pe:

• cerințele normelor și standardelor interne existente pentru siguranță în domeniul energiei nucleare în raport cu specificul unității de energie în curs de dezvoltare, ținând cont de dezvoltarea ulterioară a acestora;
• filozofie modernă și principii de siguranță dezvoltate de comunitatea nucleară mondială și consacrate în standardele de siguranță ale AIEA ;
• publicații ale International Nuclear Safety Advisory Group (INSAG), cerințe EUR;
• un set de soluții tehnice dovedite și testate operațional, ținând cont de munca de îmbunătățire a acestora, care vizează eliminarea „legăturilor slabe” identificate în timpul operațiunii;
• metode de calcul, coduri și programe verificate și certificate, metodologie dovedită de analiză a siguranței , bază de date de încredere;
• măsuri organizatorice și tehnice de prevenire și limitare a consecințelor accidentelor grave, care sunt elaborate pe baza rezultatelor cercetărilor în domeniul accidentelor grave;
• experiență în dezvoltarea unei noi generații de instalații de siguranță sporită;
• asigurarea unei sensibilități scăzute la erori și decizii eronate ale personalului;
• asigurarea unor riscuri scăzute de degajări semnificative de substanțe radioactive în caz de accidente;
• asigurarea posibilității de a efectua funcții de siguranță fără alimentare din exterior și control prin interfața om-mașină;
• asigurându-se că nu este necesară evacuarea populației care locuiește în apropierea centralelor nucleare în cazul unor accidente grave.

Bariere de securitate

Proiectul VVER-TOI implementează în profunzime următoarele principii ale conceptului modern de apărare multiplă:

• crearea unui număr de bariere succesive în calea eliberării în mediu a produselor radioactive acumulate în timpul exploatării. Pentru centralele nucleare cu reactoare VVER , astfel de bariere sunt combustibilul nuclear (matricea combustibilului și învelișul de combustibil etanș ), limitele circuitului de răcire care răcește miezul reactorului (vasul reactorului, compensatoare de presiune, pompe principale de circulație, colectoare ale generatorului de abur, conducte de circuitul primar și sistemele conectate la acesta, tuburile de schimb de căldură ale generatoarelor de abur) și incintele ermetice ale incintei în interiorul cărora se află echipamentele și conductele centralei reactoare;
• un nivel ridicat de fiabilitate datorită implementării unor cerințe speciale de asigurare și control al calității în timpul proiectării, fabricației și instalării, menținând nivelul atins în timpul funcționării prin monitorizarea și diagnosticarea (continuă sau periodică) a stării barierelor fizice și eliminarea defectelor, avariilor detectate. și eșecuri;
• crearea de sisteme de protecție și localizare menite să prevină deteriorarea barierelor fizice, să limiteze sau să reducă amploarea consecințelor radiațiilor în cazul posibilelor încălcări ale limitelor și condițiilor de funcționare normală și situații de urgență.

Protecția centralelor nucleare de influențe externe

Impacturile externe naturale și cauzate de om care caracterizează condițiile sitului sunt luate în considerare ținând cont de posibilitatea construirii unei centrale nucleare cu o unitate de putere VVER-TOI în diferite regiuni naturale și geografice, precum și în regiuni caracterizate de diverse persoane. -a avut impact.

Cele mai semnificative impacturi, ai căror parametri au influențat semnificativ soluțiile tehnice ale proiectului VVER-TOI, sunt:

• impacturi seismice ;
• impacturile asociate cu căderea aeronavei;
• expunerea la o undă de șoc a aerului extern ;
• inundatii si furtuni ;
• uragane si tornade .

Sistemele și elementele CNE care fac parte din proiectarea de bază a proiectului sunt dezvoltate pe baza următoarelor impacturi ale proiectării naturale și create de om:

• cutremur maxim de proiectare (MPE) până la 8 puncte pe scara MSK-64 cu o accelerație orizontală maximă pe suprafața liberă a solului de 0,25 g;
• cutremur de proiectare (DE) până la 7 puncte pe scara MSK-64 cu o accelerație orizontală maximă pe suprafața liberă a solului 0,12g;
• prăbușirea unei aeronave cu o greutate de 20 de tone la o viteză de 215 m/s ca eveniment de inițiere a proiectării;
• prăbușirea unei aeronave grele care cântărește 400 de tone la o viteză de 150 m/s ca eveniment declanșator dincolo de proiectare, ținând cont de aprinderea combustibilului; pentru acest eveniment, proiectarea asigură că nu există eliberare de substanțe radioactive în mediu;
• o undă de șoc externă cu o presiune frontală de compresie de 30 kPa și o durată a fazei de compresie de până la 1 s;
• viteza maximă estimată a vântului de până la 56 m/s.

Managementul accidentelor severe

Centralele nucleare moderne se disting printr-un risc fără precedent de împrăștiere a radiațiilor ionizante și a substanțelor radioactive în mediu. Acest lucru se realizează prin cele mai recente tehnologii de protecție și de localizare a sistemelor de securitate.

În proiectul VVER-TOI, a fost adoptată ca opțiune de bază o configurație bazată pe o structură cu două canale a sistemelor de siguranță activă fără redundanță internă și o structură cu patru canale a sistemelor de siguranță pasivă.

Compoziția sistemelor de securitate activă:

• sistem de răcire și răcire de urgență și planificată a bazinului de combustibil uzat;
• sistem de injecție de urgență cu bor;
• sistem de răcire de urgență a generatoarelor de abur;
• sistem de alimentare cu energie de urgență (generatoare diesel).

Compoziția sistemelor de siguranță pasivă:

• parte pasivă a sistemului de răcire de urgență a zonei;
• sistem pasiv de inundare a miezului;
• sistem de alimentare cu apă din piscina cu combustibil uzat la circuitul primar;
• sistem de îndepărtare pasivă a căldurii de la generatoarele de abur;
• sistem de protecție a circuitului primar împotriva suprapresiunii;
• sistem de protecție a circuitului secundar împotriva suprapresiunii;
• unitate de reducere rapidă;
• sistem de evacuare a gazelor de urgență;
• sistem de alimentare cu energie de urgență (baterii);
• sistem pasiv de filtrare pentru scurgerile din carcasa interioară.

Fiind unul dintre mijloacele de gestionare a accidentelor dincolo de proiectare, proiectul VVER-TOI include un dispozitiv de reținere a topiturii de bază (MCR), o tehnologie rusă unică de siguranță care oferă un management al siguranței garantat datorită reținerii topiturii și răcirii în timpul unui accident grav dincolo de proiectare. în stadiul în afara vasului de reținere a topiturii. În cadrul proiectului VVER-TOI se lucrează la optimizarea soluțiilor tehnice de proiectare a dispozitivului de localizare a topiturii pentru a reduce indicatorii de cost și, în paralel, a fundamenta eficiența CLR. Se presupune că va realiza o reducere semnificativă a dimensiunilor totale ale corpului CLR și a masei materialelor de sacrificiu, precum și să treacă la un design modular al corpului CLR, care va facilita transportul echipamentelor de dimensiuni mari la NPP . șantier de construcții .

Combinația de sisteme de siguranță pasive și active prevăzute în proiectarea VVER-TOI asigură că miezul nu va fi distrus timp de cel puțin 72 de ore de la debutul unui accident sever dincolo de proiectare, în orice scenariu de dezvoltare a acestuia și soluțiile tehnice de proiectul garantează tranziția centralei reactoare la o stare de siguranță sub orice combinații de evenimente inițiale (naturale și antropice), conducând la pierderea tuturor surselor de alimentare cu energie electrică, ceea ce crește semnificativ competitivitatea proiectului în plan extern și piețele interne pentru producția de energie electrică [2] .

Caracteristicile distinctive ale proiectului

Proiect tipic

Proiectul VVER-TOI stă la baza dezvoltării proiectelor de construcție în serie a centralelor nucleare în locații cu o gamă largă de condiții naturale și climatice, ținând cont de întreaga gamă de impacturi interne extreme și externe provocate de om, caracteristice toate șantierele potențiale. Proiectul este dezvoltat în așa fel încât aplicarea lui în proiecte individuale ale diferitelor centrale nucleare nu necesită modificări ale principalelor soluții conceptuale, de proiectare și de amenajare, precum și analize suplimentare de siguranță și alte documente justificative depuse autorităților de supraveghere de stat pentru obținerea licențelor de construcție. .

Tehnologii de design inovatoare

1. Un singur spațiu de informații de proiectare este un complex software și hardware multiplatform pentru gestionarea datelor de inginerie pentru proiectare și inginerie, precum și pentru organizarea comunicațiilor între participanții la proiect distribuiti geografic.
2. Analiza funcțională extinsă (bazată pe aplicarea extinsă a standardelor AIEA ) este o bază practică pentru clarificarea sarcinii de automatizare a proceselor tehnologice ale CNE și proiectarea structurii organizatorice și funcționale de funcționare și un calcul rezonabil al coeficientului de personal.
3. MultiD-design este dezvoltarea experienței de „inginerie de teren”, care crește semnificativ posibilitățile de management al proiectelor datorită studiului detaliat al soluțiilor tehnologice pentru construcția și instalarea echipamentelor.

Upgradabil

Soluțiile schematice, proiectarea echipamentelor, sistemelor și structurilor unității de alimentare VVER-TOI oferă posibilitatea modernizării acesteia, permițând:

• creșterea producției anuale de energie (de exemplu, prin creșterea factorului de capacitate , reducerea timpului de oprire planificată și neplanificată etc.);
• reducerea consumului de energie al nevoilor proprii;
• reduce pierderile de energie electrică și termică;
• îmbunătățirea condițiilor de muncă pentru personal;
• menține nivelul corespunzător de siguranță, ca urmare a cerințelor din ce în ce mai mari ale documentelor de reglementare și a necesității de a obține periodic autorizații de funcționare pe durata de viață de proiectare a CNE .

Centrul de prototipare virtuală

Virtual Prototyping Center este un set de instrumente software și hardware care vă permit să vizualizați modele de proiectare și inginerie. Este o sferă cu diametrul de 6 m, în centrul căreia, pe o platformă de sticlă transparentă, la o înălțime de 2 m, publicului i se arată o imagine 3D . Acest lucru vă permite să obțineți efectul de imersiune completă într-un mediu virtual.

Aplicarea practică a complexului:

• controlul interactiv al modelului CNE;
• planificarea și analiza soluțiilor de proiectare;
• dezvoltarea proceselor de operare, întreținere și reparare a CNE;
• simularea acțiunilor în caz de urgență;
• posibilitatea de a-l folosi ca teren de testare pentru un centru de criză situațională.

În prezent, nu există implementări tehnice similare în Rusia în proiectarea instalațiilor tehnologice complexe. Această metodă de demonstrație este folosită până acum doar în industria de apărare , marile corporații de automobile și industria aeronautică [3] .

Cronologia proiectului

anul 2009:

• La 22 iulie 2009, Comisia sub președintele Federației Ruse pentru Modernizarea și Dezvoltarea Tehnologică a Economiei Ruse a decis să lanseze un proiect în cadrul priorității pe termen scurt pentru dezvoltarea tehnologiilor nucleare în Federația Rusă.
• Etapa de inițiere a proiectului

2010:

• Model conceptual al unei insule nucleare și al unei unități de putere VVER-TOI
• crearea unei organizații-deținătoare a tehnologiei de bază, dotată cu instrumente moderne de proiectare și construcție

2011:

• Proiect 3D al insulei nucleare și al unității de energie
• Implementarea justificărilor de siguranță calculate

anul 2012:

• Proiect MultiD de CNE cu VVER-TOI
• Formarea unui pachet de documente de reglementare și tehnice actualizate pentru a asigura utilizarea noilor tehnologii de proiectare și construcție în proiect

2016:

• Lucrările de construcție la scară largă au început la proiectul VVER-TOI la CNE-2 Kursk [4]

2019:

• În iunie, proiectul VVER-TOI a fost certificat de European Utility Requirements (EUR) [5] . Astfel, experții europeni au recunoscut acest proiect (pe baza documentației de proiectare pentru CNE-2 Kursk) ca îndeplinind „cerințele organizațiilor europene de exploatare”

Note

1. ↑ Gen III/III+ Nuclear Reactors NECESII ȘI PROVOCĂRI DE CERCETARE Arhivat 16 decembrie 2014 la Wayback Machine , FISA 2009, Praga.
2. ↑ A. Yu. Kuchumov , A. Yu. Alaev „Conceptul de siguranță al proiectului VVER-TOI.” // Rosenergoatom  - 2011. - Nr. 4.
3. ↑ www.rosenergoatom.ru/wps/wcm/connect/rosenergoatom/site/journalist/presscenter/news/1453c60047ae2dee813f9932dd078209 Copie de arhivă din 9 mai 2012 la Wayback Machine , Departamentul de Informații și Relații Publice Rosenergoa OJSC.
4. ↑ tass.ru/tek/3366202 Lucrările de construcție la scară largă au început la CNE-2 Kursk . Consultat la 15 iunie 2016. Arhivat din original la 22 august 2016. (nedefinit)
5. ↑ Reactorul rusesc VVER-TOI certificat de utilitățile europene - World Nuclear News . world-nuclear-news.org. Preluat la 15 iunie 2019. Arhivat din original la 15 iunie 2019. (nedefinit)

Link -uri

•  VVER-TOI: nou reactor rusesc
• www.rosatom.ru
• www.rosenergoatom.ru
• www.i-russia.ru
• www.aep.ru
• www.niaep.ru