Hermetikus tér viselkedése tervezési és tervezésen túli üzemzavarok során a Paksi Atomerőműben

Átírás

1 MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem Kockázatok értékelése az energetikában Budapest, Hermetikus tér viselkedése tervezési és tervezésen túli üzemzavarok során a Paksi Atomerőműben Tóthné Laki Éva MVM PA Zrt.-MNT BMSZ

2 Tartalom Paksi Atomerőmű (PAE) tervezési alapadatok Hermetikus tér üzemzavari viselkedése CONTAIN elemzések Hermetikus téri túlnyomás elemzése Súlyos baleset kezelési stratégiák és átalakítások SBK szempontú speciális tervezési adottságok Védőgátak és PSA szintek SBK stratégiák elemei PAE SBK: erőművi átalakítások Slide 2

3 PAE tervezési alapadatok Hermetikus tér szerkezete PAE hermetikus tér (VVER 440/213 típus) buborékoltató kondenzátorral Air traps Reactor hall Bubble condenser SG boxes reactor corridor cavity door Slide 3

4 PAE tervezési alapadatok Hermetikus tér szerkezete m 3 hermetikus tér össztérfogata 1200 m 3 víztartalék a buborékoltató tálcákon Slide 4

5 PAE tervezési alapadatok Hermetikus tér tervezési adatai PAE hermetikus tér tervezési nyomása: 2,5 bar (absz.) Nyomásesés a buborékoltató kondenzátoron: 30 kpa PAE hermetikus tér tervezési adatok normál üzem (100 % telj.) és a maximális tervezési üzemzavar (LBLOCA-nagycsőtörés) esetén: Load/Stress Plant state/max. DBA case parameters Nominal LBLOCA Pressure 99,8 kpa (-2 mbar) 250 kpa Temperature 60 ºC 125 ºC Leakage rate 14,7 vol%/day Depression after accident 80 kpa (-200 mbar ) within 12 min Slide 5

6 PAE tervezési alapadatok Szivárgási ráta hermetikus tér tervezési szivárgási ráta: 14,7 térf%/nap (9,4 m 3 /h a kb m 3 -ből) Integrális tömörség vizsgálat értékek (átrakás alatt mért): Unit No. Pressure [kpa] , , , ,7 Measured leakage rate [vol%/day] Slide 6

7 Hermetikus tér viselkedése CONTAIN elemzések Hermetikus tér elemzési eredmények (CONTAIN kód) nyomás és hőmérséklet terhelés különböző tervezési üzemzavarok során: Break type/size Max. cont. pressure and its time Max. temperature and its time [mm] kpa s C s , , , , , , , , , cold leg 222,8 8,1 123,29 8,9 492 hot leg 197, ,16 14 FWLB 156, , MSLB 163, ,79 14 Slide 7

8 Hermetikus tér viselkedése CONTAIN elemzések Időfüggő nyomás terhelés LBLOCA esetén: maximum nyomás 1,23 bar DBA ELEMZÉSEK CONTAIN 1.2 KÓDDAL NÁ 492 mm-es törés; TRASS report: IPLBLOCA-A/01; a2 aleset Nyomások a konténmentben Nyomás (Pa) Térrész 2. Térrész 3. Térrész 4. Térrész 5. Térrész 6. Térrész 7. Térrész 8. Térrész Idő (s) Slide 8

9 Hermetikus tér viselkedése CONTAIN elemzések Időfüggő hőmérséklet terhelés MSLB esetén: maximum hőm. 138 C 1.60E+02 DBA ELEMZÉSEK CONTAIN 1.2 KÓDDAL Főgőzvezeték törés (108% teljesítményen) a C1 térrészben Hőmérsékletek a konténment légterében 1.40E+02 Hőmérséklet ( C) 1.20E E E E E Térrész 2. Térrész 3. Térrész 4. Térrész 5. Térrész 6. Térrész 7. Térrész 8. Térrész 2.00E E Idő (s) Slide 9

10 Hermetikus tér viselkedése CONTAIN elemzések Szivárgás tömegárama és integrált tömege LBLOCA esetén, számolt és mért jelleggörbék a számítások konzervatívak (+25 %)! DBA ELEMZÉSEK CONTAIN 1.2 KÓDDAL NÁ 492 mm-es törés; TRASS report: IPLBLOCA-A/01; a2 aleset Ellenőrizetlen szivárgás a konténmentből (C1 térrészből) a környezetbe tömegáram (CONTAIN kifolyással) tömegáram (kimért. jelleggörbével) tömeg (CONTAIN kifolyással) tömeg (kimért jelleggörbével) Tömegáram (kg/s) Tömeg (kg) Idő (s) Slide 10

11 Hermetikus tér túlnyomás elemzés Véges elemes modell számítások Slide 11

12 Hermetikus tér túlnyomás elemzés Sérülési görbe Mean Fragility 95% Confidence Fragility Probability Középérték MPa HCLPF MPa tervezési nyomás MPa Pressure [MPa] Slide 12

13 SBK szempontú speciális tervezési adottságok Reaktortartály VVER-440/213 blokk típus: Nem volt súlyos balesetekre tervezve! viszonylag kicsi aktív zóna hosszú reaktortartályban reaktortartály: viszonylag nagy felület alacsony maradványhő telj. a tartály külső hűtés hatékony lehet névleges primerköri nyomás: 123 bar primerköri nyomás csökkentés! Slide 13

14 SBK szempontú speciális tervezési adottságok Reaktorakna viszonylag szűk reaktorakna ajtóval hermetikus tér tervezési nyomása: 2,5 bar a várható sérülési nyomás 4,5 bar viszonylag magas szivárgási ráta most 5-10 térf%/nap kb m 3 víztartalék a buborékoltató kondenzátor tálcáin Akna elárasztás és reaktortartály külső hűtés sikeres lehet! Slide 14

15 Védőgátak és PSA szintek Slide 15

16 SBK stratégiák elemei SBK stratégiák kulcs elemei: Konténment stratégiák: Hermetizálás Hidrogén kezelés Hosszú távú túlnyomódás megelőzése (nyomáscsökkentés, szűrt leeresztés) Slide 16

17 SBK stratégiák elemei Reaktortartály külső hűtés Reactor Steam/water outlet Box PG Water level in SG box corium biological shield metal oxid UO 2 ZrO 2 l crus t Thermal shield Reactor cavity Water inlet screening Ventilation duct Concrete wall isolation valve Slide 17

18 SBK stratégiák elemei Reaktortartály külső hűtés A CERES kísérleti berendezés (MTA EK, KFKI területén) a reaktortartály külső hűtést modellezi (PAE geometria): a reaktortartály felületét 1:40, a magasságát 1:1 arányban. A berendezés képe, sémája és a kísérleti eredmények (nincs forráskrízis!) Slide 18

19 SBK stratégiák elemei Hermetikus tér integritása Hidrogén kezelés: Passzív autokatalitikus rekombinátorok telepítése a H 2 koncentráció csökkentésére (3D számítások) Hidrogén tömege a domináns súlyos baleseti esetben rekombinátorral és anélkül Slide 19

20 PAE SBK Erőművi átalakítások Zónaolvadás megelőzése: Primerköri nyomáscsökkentő szelepek önálló - villamos betáp (4xSBK mobil dízel, 100 kw) Pihentető medence hűtőrendszer átalakítás (1. PSA javaslatok alapján) ÁOKU, SBKU (Westinghouse) Reaktortartály és hermetikus tér sérülésének megelőzése: Hidrogén rekombinátorok (2011-ben minden blokkon!) SBK Útmutatók, MTK helyiség a VVP-n (2014-ben minden blokkon) Reaktortartály külső hűtés (2014-ben minden blokkon) SBK mérések (2014-ben minden blokkon) Slide 20

21 Realized at PAE SBK erőművi átalakítások Slide 21

22 PAE SBK Erőművi átalakítások TL03 szellőző vezeték (hattyúnyak) Slide 22

23 PAE SBK Erőművi átalakítások Passzív nyílás ( WC tartály elv) a hő- és biológiai védelmen Slide 23

24 PAE SBK Erőművi átalakítások SBK mérések és mérőrendszer monitor a Védett Vezetési Ponton Slide 24

25 Köszönöm a figyelmet!