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 (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 Цель разработки проекта «ВВЭР-ТОИ» — создание типового оптимизированного, информатизированного проекта энергоблока технологии ВВЭР нового поколения III+Gen III/III+ Nuclear Reactors RESEARCH NEEDES AND CHALLENGES , FISA 2009, Prague., 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 Разработка типового проекта энергоблока АЭС на базе оптимизированных технических решений проекта АЭС-2006. Создание информационной модели энергоблока и обеспечение её дальнейшего информационного сопровождения на всех стадиях жизненного цикла АЭС. Создание единого информационного пространства для работы территориально распределённых участников Проекта, в частности разработка портальных и интеграционных решений. Создание современного инструментария для проектирования и конструирования с обеспечением передачи всей необходимой информации на последующие стадии жизненного цикла энергоблока АЭС. Создание системы управления закупками, поставками и автоматизированной идентификации оборудования. 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 №п/п Наименование характеристики Величина 1 Срок службы, лет: — энергоблок — реакторная установка 6060 2 Мощность энергоблока, МВт: — электрическая (брутто, гарантийный режим) — тепловая, передаваемая в машинный зал 12553300 3 Максимальное расчётное землетрясение, баллы по шкале MSK-64: — базовое значение — для конструкций и узлов, выполняющих функции безопасности за счёт дополнительных мероприятий 89 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 Устойчивость при экстремальных внешних воздействиях и природных катаклизмах. Соответствие принятым в мировой практике нормам и правилам. Соответствие климатическим условиям от тропиков до северных регионов. Автономность при потере внешних источников электро- и водоснабжения.
Принципы обеспечения безопасности
Защита населения и окружающей среды 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
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
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: сейсмические воздействия; воздействия, связанные с падением самолёта; воздействие внешней воздушной ударной волны; наводнения и штормы; ураганы и смерчи. 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
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 электроэнергииА. Ю. Кучумов, А. Ю. Алаев "Концепция безопасности проекта «ВВЭР-ТОИ». // Росэнергоатом — 2011. — № 4..
Отличительные особенности проекта
Типовой проект