Ловушка расплава

Лову́шка распла́ва (Устройство локализации расплава) — опциональная часть гермооболочки ядерных реакторов, конструкция, служащая для локализации расплава активной зоны ядерного реактора, в тяжелых авариях с расплавлением активной зоны реакторов и проплавлением корпуса реактора. Является одной из систем пассивной атомной безопасности (англ. passive nuclear safety). Обеспечивает изоляцию фундамента от расплава, подкритичность расплава и охлаждение расплава.

Ловушки расплава, спроектированные в России, используются на Тяньваньской АЭС (эксплуатируется с 2007 года, реакторы ВВЭР-1000), АЭС Куданкулам^[1] и являются частью проектов ВВЭР-1200 (Нововоронежская АЭС-2, Ленинградская АЭС-2,^[2] Балтийская АЭС^[3]), ВВЭР-ТОИ.

В российских гермооболочках ловушка расплава сооружается непосредственно под реактором (на дне шахты реактора) и представляет собой конусообразную металлическую конструкцию общим весом около 750 тонн.^[4] Ловушка заполняется специальным, так называемым жертвенным материалом (наполнителем),^[5] состоящим в основном из оксидов железа и алюминия.^[5] Наполнитель растворяется в расплаве топлива для уменьшения его объёмного энерговыделения и увеличения поверхности теплообмена, а вода по специальным трубопроводам в корпусе ловушки заливает эту массу.^[6]

В европейских реакторах EPR^[англ.]^[7]^[8] ловушка представляет собой подреакторное помещение большой площади (170 м²), оснащенное донной системой водоохлаждения и сплинкерной системой орошения растекшегося расплава водой. Расплав, прожёгший корпус реактора, поступает в предловушку, а затем по наклонной поверхности поступает в помещение растекания, и должен, по концепции ловушки, растечься по помещению тонким слоем и закристаллизоваться.

Также применяется в реакторах SNR-300^[англ.], SWR1000, ESBWR,^[9] EU-APR-1400 и APR+,^[10] ACPR1000,^[11] Atmea I.

Недостатки

Стоимость систем безопасности, в частности, ловушек расплава и больших гермооболочек, является чрезвычайно высокой, в том числе из-за капитальных вложений и увеличения длительности постройки. Из-за этого создаются финансовые препятствия постройке новых АЭС в США и Европе.^[12]^[13]

См. также

Примечания

↑ УНИФИЦИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ЛОКАЛИЗАЦИИ РАСПЛАВА АКТИВНОЙ ЗОНЫ 3-ГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ АЭС-2006 Архивная копия от 18 июня 2011 на Wayback Machine // Атомэнергопроект (Санкт-Петербург)
↑ Уникальная ловушка защитит ЛАЭС-2 от аварии, которой не может быть (неопр.). Дата обращения: 1 января 2013. Архивировано 10 ноября 2013 года.
↑ На Балтийской АЭС установили корпус ловушки расплава — Елена Нагорных — Российская газета — В центре здания реактора Балтийской АЭС, строящейся в Калининград … (неопр.) Дата обращения: 3 января 2013. Архивировано 31 декабря 2012 года.
↑ Строительство Белорусской АЭС вступает в новую фазу — Владимир Яковлев — Российская газета (неопр.). Дата обращения: 16 января 2014. Архивировано 16 января 2014 года.
↑ ¹ ² Гусаров В. В., Альмяшев В. И., Хабенский В. Б., Бешта С. В., Грановский В. С. Новый класс функциональных материалов для устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора // Российский химический журнал. — М., 2005. — № 4. — С. 17—28. Архивировано 18 октября 2012 года.
↑ Андрушечко С. А., Афоров А. М., Васильев Б. Ю., Генералов В. Н., Косоуров К. Б., Семченков Ю. М., Украинцев В. Ф. АЭС с реактором типа ВВЭР-1000. От физических основ эксплуатации до эволюции проекта. — М.: Логос, 2010. — 604 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-98704-496-4. Архивировано 6 марта 2011 года.
↑ To Gen III+ with proven technology Архивная копия от 17 ноября 2015 на Wayback Machine — Vienna, 2 February 2010: Core Melt Retention System (CMRS), page 10
↑ UK-EPR FUNDAMENTAL SAFETY OVERVIEW. VOLUME 2: DESIGN AND SAFETY. 2.4.ASSESSMENT OF CORIUM STABILISATION
↑ Next-generation nuclear energy: The ESBWR Архивная копия от 4 июля 2010 на Wayback Machine // BY DAVID HINDS AND CHRIS MASLAK, January 2006, NUCLEAR NEWS: «Even if very low probability, commonmode failures result in core damage (estimated to be 3 x 10⁻⁸/yr), the presence of a designed core catcher (BiMAC) and a diverse ﬂooding system for the lower drywell will terminate any containment degradation»
↑ Южная Корея разработает EU-APR-1400, APR+ и APR-1000 Архивная копия от 31 октября 2016 на Wayback Machine // AtomInfo.ru 28.04.2010
↑ Advanced Nuclear Power Reactors Архивная копия от 15 июня 2010 на Wayback Machine // World nuclear association, 20 November 2012
↑ Supercritical steam cycle for nuclear power plant Архивная копия от 28 сентября 2013 на Wayback Machine // Nuclear Engineering and Design, 2005, doi:10.1016/j.nucengdes.2004.11.016: «The cost of safety systems, including large containments and core-catchers…»
↑ Б.И.Нигматулин, первый замдиректора ИПЕМ (2012-09-28). "ВВЭР-ТОИ – Тупик, Обманка, Имитация". Архивировано 24 сентября 2015. Дата обращения: 28 декабря 2013. Помимо стоимости изготовления самой ловушки..., её использование в проекте ведёт к увеличению высоты гермооболочек на 6-7 м и требует дополнительных систем охлаждения и наблюдения.

Ссылки

Безопасность российских АЭС // Росатом
Under The Hood With Duncan Williams — Core Catching, Duncan Williams

[1] УНИФИЦИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ЛОКАЛИЗАЦИИ РАСПЛАВА АКТИВНОЙ ЗОНЫ 3-ГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ АЭС-2006 Архивная копия от 18 июня 2011 на Wayback Machine // Атомэнергопроект (Санкт-Петербург)

[сс-2] Уникальная ловушка защитит ЛАЭС-2 от аварии, которой не может быть (неопр.). Дата обращения: 1 января 2013. Архивировано 10 ноября 2013 года.

[3] На Балтийской АЭС установили корпус ловушки расплава — Елена Нагорных — Российская газета — В центре здания реактора Балтийской АЭС, строящейся в Калининград … (неопр.) Дата обращения: 3 января 2013. Архивировано 31 декабря 2012 года.

[4] Строительство Белорусской АЭС вступает в новую фазу — Владимир Яковлев — Российская газета (неопр.). Дата обращения: 16 января 2014. Архивировано 16 января 2014 года.

[sm-5] ¹ ² Гусаров В. В., Альмяшев В. И., Хабенский В. Б., Бешта С. В., Грановский В. С. Новый класс функциональных материалов для устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора // Российский химический журнал. — М., 2005. — № 4. — С. 17—28. Архивировано 18 октября 2012 года.

[ВВЭР-6] Андрушечко С. А., Афоров А. М., Васильев Б. Ю., Генералов В. Н., Косоуров К. Б., Семченков Ю. М., Украинцев В. Ф. АЭС с реактором типа ВВЭР-1000. От физических основ эксплуатации до эволюции проекта. — М.: Логос, 2010. — 604 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-98704-496-4. Архивировано 6 марта 2011 года.

[7] To Gen III+ with proven technology Архивная копия от 17 ноября 2015 на Wayback Machine — Vienna, 2 February 2010: Core Melt Retention System (CMRS), page 10

[8] UK-EPR FUNDAMENTAL SAFETY OVERVIEW. VOLUME 2: DESIGN AND SAFETY. 2.4.ASSESSMENT OF CORIUM STABILISATION

[9] Next-generation nuclear energy: The ESBWR Архивная копия от 4 июля 2010 на Wayback Machine // BY DAVID HINDS AND CHRIS MASLAK, January 2006, NUCLEAR NEWS: «Even if very low probability, commonmode failures result in core damage (estimated to be 3 x 10⁻⁸/yr), the presence of a designed core catcher (BiMAC) and a diverse ﬂooding system for the lower drywell will terminate any containment degradation»

[10] Южная Корея разработает EU-APR-1400, APR+ и APR-1000 Архивная копия от 31 октября 2016 на Wayback Machine // AtomInfo.ru 28.04.2010

[11] Advanced Nuclear Power Reactors Архивная копия от 15 июня 2010 на Wayback Machine // World nuclear association, 20 November 2012

[12] Supercritical steam cycle for nuclear power plant Архивная копия от 28 сентября 2013 на Wayback Machine // Nuclear Engineering and Design, 2005, doi:10.1016/j.nucengdes.2004.11.016: «The cost of safety systems, including large containments and core-catchers…»

[13] Б.И.Нигматулин, первый замдиректора ИПЕМ (2012-09-28). "ВВЭР-ТОИ – Тупик, Обманка, Имитация". Архивировано 24 сентября 2015. Дата обращения: 28 декабря 2013. Помимо стоимости изготовления самой ловушки..., её использование в проекте ведёт к увеличению высоты гермооболочек на 6-7 м и требует дополнительных систем охлаждения и наблюдения.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]