MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem „Kockázatok értékelése az energetikában” Budapest, 2015.06.15.
Hermetikus tér viselkedése tervezési és tervezésen túli üzemzavarok során a Paksi Atomerőműben
Tóthné Laki Éva MVM PA Zrt.-MNT BMSZ
Tartalom
Paksi Atomerőmű (PAE) tervezési alapadatok Hermetikus tér üzemzavari viselkedése –
CONTAIN elemzések
Hermetikus téri túlnyomás elemzése Súlyos baleset kezelési stratégiák és átalakítások – – – –
2015.06.16.
SBK szempontú speciális tervezési adottságok Védőgátak és PSA szintek SBK stratégiák elemei PAE SBK: erőművi átalakítások
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 2
PAE tervezési alapadatok Hermetikus tér szerkezete PAE hermetikus tér (VVER 440/213 típus) buborékoltató kondenzátorral Air traps Bubble condenser
Reactor hall
SG boxes reactor corridor cavity door
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 3
PAE tervezési alapadatok Hermetikus tér szerkezete
1200 m3 víztartalék a buborékoltató tálcákon
m3
50.000 – hermetikus tér össztérfogata
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 4
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:
Plant state/Max. DBA case Load/Stress parameters Nominal LBLOCA Pressure 99,8 kPa (-2 mbar) 250 kPa Temperature 60 ºC 125 ºC Leakage rate 14,7 vol%/day Depression after 80 kPa (-200 mbar ) accident within 12 min 2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 5
PAE tervezési alapadatok Szivárgási ráta
hermetikus tér tervezési szivárgási ráta: 14,7 térf%/nap (9,4 m3/h a kb. 50.000 m3-ből) Integrális tömörség vizsgálat értékek (átrakás alatt mért):
Unit No. 1. 2. 3. 4.
2015.06.16.
Pressure [kPa] 120 120 120 120
Measured leakage rate [vol%/day] 8,6 10,2 4,8 7,7
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 6
Hermetikus tér viselkedése CONTAIN elemzések Hermetikus tér elemzési eredmények (CONTAIN kód) nyomás és hőmérséklet terhelés különböző tervezési üzemzavarok során:
Break type/size [mm] ∅73 ∅90 ∅111 ∅233 ∅277 ∅492 cold leg ∅492 hot leg FWLB MSLB 2015.06.16.
Max. cont. pressure and its time kPa s 139,2 734 147 452 156,1 322 181,4 151 170,7 241 222,8 8,1 197,1 12 156,8 132 163,2 1900
Max. temperature and its time s °C 94,69 734 101,04 452 107,78 231 116,62 131 113,83 241 123,29 8,9 119,16 14 111,47 120 137,79 14
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 7
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 240000 220000
Nyomás (Pa)
200000 1. Térrész 2. Térrész 3. Térrész 4. Térrész 5. Térrész
180000 160000
6. Térrész 7. Térrész 8. Térrész
140000 120000 100000 80000 0.1
1.0
10.0
100.0
1000.0
10000.0
100000.0
Idő (s)
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 8
Hermetikus tér viselkedése CONTAIN elemzések Időfüggő hőmérséklet terhelés MSLB esetén: maximum hőm. 138 °C DBA ELEMZÉSEK CONTAIN 1.2 KÓDDAL Főgőzvezeték törés (108% teljesítményen) a C1 térrészben Hőmérsékletek a konténment légterében 1.60E+02 1.40E+02 1.20E+02 Hőmérséklet (°C)
1. Térrész 1.00E+02
2. Térrész 3. Térrész 4. Térrész 5. Térrész 6. Térrész 7. Térrész 8. Térrész
8.00E+01 6.00E+01 4.00E+01 2.00E+01 0.00E+00 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Idő (s)
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 9
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 0.16
16
tömegáram (CONTAIN kifolyással) 0.14
tömegáram (kimért. jelleggörbével)
14
tömeg (CONTAIN kifolyással) tömeg (kimért jelleggörbével)
12
0.10
10
0.08
8
0.06
6
0.04
4
0.02
2
0.00 0.01
0.1
1
10
100
1000
10000
Tömeg (kg)
Tömegáram (kg/s)
0.12
0 100000
Idő (s)
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 10
Hermetikus tér túlnyomás elemzés Véges elemes modell számítások
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 11
Hermetikus tér túlnyomás elemzés Sérülési görbe 1.00
0.90
0.80 Mean Fragility 95% Confidence Fragility 0.70
Probability
0.60
Középérték - 0.350 MPa
0.50
0.40
0.30
0.20
HCLPF - 0.235 MPa 0.10
0.00 0.1
0.15
0.2
tervezési nyomás - 0.150 MPa 2015.06.16.
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
Pressure [MPa]
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 12
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!
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 13
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. 1200 m3 víztartalék a buborékoltató kondenzátor tálcáin ⇒ Akna elárasztás és reaktortartály külső hűtés sikeres lehet! 2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 14
Védőgátak és PSA szintek
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 15
SBK stratégiák elemei
SBK stratégiák kulcs elemei:
Konténment stratégiák: •
Hermetizálás
•
Hidrogén kezelés
•
Hosszú távú túlnyomódás megelőzése (nyomáscsökkentés, szűrt leeresztés)
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 16
SBK stratégiák elemei Reaktortartály külső hűtés
Reactor
Steam/water outlet
Box PG Water level in SG box
corium biological shield metal oxid UO2 ZrO2
crus t
Thermal shield
l
Ventilation duct Reactor cavity
Water inlet Concrete wall screening
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
isolation valve
Slide 17
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!)
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 18
SBK stratégiák elemei Hermetikus tér integritása •
Hidrogén kezelés: Passzív autokatalitikus rekombinátorok telepítése a H2 koncentráció csökkentésére (3D számítások)
Hidrogén tömege a domináns súlyos baleseti esetben rekombinátorral és anélkül
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 19
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) 2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 20
Realized at PAE SBK erőművi átalakítások
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 21
PAE SBK Erőművi átalakítások TL03 szellőző vezeték (hattyúnyak)
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 22
PAE SBK Erőművi átalakítások Passzív nyílás („WC tartály” elv) a hő- és biológiai védelmen
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 23
PAE SBK Erőművi átalakítások SBK mérések és mérőrendszer monitor a Védett Vezetési Ponton
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem
Slide 24
Köszönöm a figyelmet!
2015.06.16.
MTA SUKO-MNT-Óbudai Egyetem