Распространение водорода при неповрежденном контуре МПЦ

При неповрежденном контуре МПЦ единственным путем выхода генерирующего водорода является его выход в конденсаторы турбин через БРУ-К, которые задействованы для снижения давления и поддержания его на уровне, близком к атмосферному.

При штатной работе в конденсаторе турбины пар конденсируется, а неконденсируемые газы (радиолитические водород и кислород, воздух, проникающий в конденсатор через неплотности) удаляется эжекторами (см. рис.3.1) и направляется на УСГС (см. рис.3.2).

 

 

Рис. 3.1. Схема включения паровых эжекторов для отсоса газовоздушной смеси из конденсаторов:

1 — подвод рабочего пара;

2 — выпуск воздуха;

3 — вторая ступень основного эжектора;

4 — перемычка для возможности работы одной второй ступени при пуске турбины;

5 — первая ступень основного эжектора;

6 — отвод конденсата в паровой объем конденсатора;

7 — пусковой эжектор;

8 — отсос воздуха из конденсатора;

9 — конденсатор турбины;

10 — конденсатный насос;

11 — перепуск конденсата рабочего пара эжектора из холодильника второй ступени в холодильник первой ступени;

12 — трубопровод для рециркуляции конденсата турбины при ее пуске;

13 — клапан рециркуляции и поддержания уровня в конденсаторе;

14 — конденсатоочистка

В область отсоса газов из конденсатора сбрасывают и паровоздушную смесь из ПНД для последующего совместного удаления.

Рис. 3.2. Схема установки для сжигания водорода, отсасываемого вместе с паровоздушной смесью из конденсатора

1 — подвод пара к основному эжектору;

2 — подвод парогазовой смеси из конденсатора;

3 — трехступенчатый эжектор;

4 — холодильники первой, второй и третьей ступеней эжекторов;

5 — отвод, конденсата после холодильников эжекторов в конденсатор турбины;

6 — подвод конденсата после конденсатного насоса первого подъема на холодильники эжекторов;

7 — электронагреватель контактного аппарата;

8 — контактный аппарат для сжигания водорода;

9 — конденсатор контактного аппарата;

10 — отвод конденсата в конденсатор;

11 — подвод конденсата после конденсатного насоса второго подъема на конденсатор контактного аппарата и его отвод ко всосу этого насоса;

12 — отвод в систему дезактивации газообразных сбросов;

13 — отвод конденсата к конденсатоочистке;

14 — дополнительный ввод пара при необходимости разбавления смеси, подаваемой в контактный аппарат.

 

Паровой эжектор непрерывно удаляет образующиеся в реакторе продукты радиолитического разложения воды, в том числе атомарный водород и атомарный кислород. Для предотвращения возможного образования гремучей смеси в специальных контактных аппаратах организуют сжигание водорода (рис. 3.2). Если основной эжектор имеет холодильники не после всех трех ступеней, а только после двух первых, то перед электронагревателем контактного аппарата устанавливают специальный холодильник, максимально сокращающий объемы, проходящие в контактный аппарат. Электронагреватель позволяет ускорить реакцию в контактном аппарате. Для предотвращения образования гремучей смеси на тракте от холодильника третьей ступени эжектора до контактного аппарата имеется возможность разбавления концентрации водорода за счет подачи дополнительного пара по линии 14. В эту же систему подают парогазовую смесь из помещений реакторного пространства, бассейна-барботера, плотно-прочных боксов (для реакторов 2-х очередей), ПВК, НВК через трубопроводы отсоса парогазовой смеси и рециркуляции плотно-прочных боксов.

В аварии с полным обесточиванием энергоблока УСГС, как уже упоминалось, не работает.

В начальный период аварии в конденсатор будет поступать пар. Возможно также поступление радиолитических водорода и кислорода, выходящих из выпариваемой воды и продолжающих генерироваться g-излучением остаточного энерговыделения.

Через 1.5 – 2.0 часа после начала аварии в конденсатор начнет поступать пар вместе с водородом, образующимся в ПЦР. Следует отметить, что здесь речь может идти именно о поступлении водорода. Кислород в ПЦР не образуется, т.е. не будет гремучей смеси, и опасность от поступления водорода может возникнуть только в случае контакта с воздухом.

Как следует из данных раздела 2.3 до момента 700 мин скорость генерации пара остается больше скорости его потребления в ПЦР. Далее весь генерируемый пар “перехватывается” цирконием и в конденсатор будет поступать только водород со скоростью (30¸10) кг/час снижающейся во времени. Поступающий в конденсатор пар, а вместе с ним и водород в рассматриваемой ситуации будет уходить в атмосферу по специальным линиям через атмосферные клапаны конденсаторов /10/.

Таким образом, при неповрежденном контуре МПЦ, несмотря на активную генерацию водорода, угроза образования взрывоопасной концентрации водорода в помещениях АЭС отсутствует.

Вопрос о том, возможен ли взрыв водорода на выходе из линий, соединяющих конденсатор с атмосферой, требует специального изучения.