WWER-TOI

WWER -TOI lub WWER-TOI ( rosyjski : Водо-водяной энергетический реактор типовой оптимизированный информатизированный , romanizowana : Vodo-Vodyanoi Energe tichesky Reactor Tipovoi Optimizirovanniy Informatizirovanniy , dosł. „Water-Water Energy Reactor Universal Optimized Digital”) to energia jądrowa generacji III+ reaktor oparty na technologii WWER opracowanej przez Rosatom . Projekt WWER-TOI ma na celu poprawę konkurencyjności rosyjskiej technologii WWER na rynkach międzynarodowych. Wykorzystałby wodne reaktory ciśnieniowe WWER -1300/510, skonstruowane tak, aby spełniały nowoczesne wymogi bezpieczeństwa jądrowego i radiacyjnego.

Projekt WWER-TOI jest opracowywany na podstawie dokumentów projektowych opracowanych dla AES-2006, z uwzględnieniem doświadczeń zdobytych w rozwoju projektów opartych na technologii WWER zarówno w Rosji, jak i za granicą, takich jak Nowoworoneska Elektrownia Jądrowa II . Pierwszym WWER-TOI będzie blok 1 Elektrowni Jądrowej Kursk II .

Główne wskaźniki techniczno-ekonomiczne

Projektowany okres eksploatacji reaktora wynosi 60 lat, z możliwością przedłużenia do 100 lat, a moc cieplna 3300 MWt i moc elektryczna brutto 1300 MWe.

Wskaźnik	Wartość ^{[ potrzebne wyjaśnienie ]}
Bezpieczne wyłączenie Trzęsienie ziemi o intensywności w skali MSK-64 : - wartość bazowa - konstrukcje i zespoły odpowiedzialne za funkcje bezpieczeństwa wywołane dodatkowymi środkami	8 9
Projektowe trzęsienie ziemi o intensywności w skali MSK-64	7
Czas wymagany do zapewnienia samodzielnej pracy instalacji w przypadku awarii wykraczającej poza projekt, h	72
Termin budowy elektrowni jądrowej (EJ) od pierwszego betonowania do fizycznego rozruchu (dla jednostki seryjnej), miesiące	40
Spadek szacowanego kosztu budowy bloku seryjnego w porównaniu z pierwszym blokiem Novovoronezh NPP-2 , %	20
Zmniejszenie nakładów eksploatacyjnych projektowych bloku energetycznego w porównaniu z czwartym blokiem elektrowni jądrowej Balakovo , %	10

Wstępne wymagania projektu

Stabilność w zakresie krytycznych oddziaływań zewnętrznych i klęsk żywiołowych.
Korespondencja z przyjętymi na świecie zasadami i przepisami.
Zgodność z warunkami klimatycznymi od tropików po regiony północne.
Niezależność w zakresie utraty zewnętrznych źródeł zaopatrzenia w energię i wodę.

Zasady zapewnienia bezpieczeństwa

Ochrona ludności i środowiska

Bezpieczeństwo radiacyjne jest organizowane i wdrażane w celu zapobiegania niedopuszczalnym wpływom źródeł promieniowania jonizującego na materiały, ludność i środowisko na obszarze otaczającym elektrownię jądrową.

Koncepcja zapewnienia bezpieczeństwa radiacyjnego i jądrowego w projekcie WWER-TOI opiera się na:

wymagania wynikające z krajowych zasad i przepisów bezpieczeństwa obowiązujących w zakresie energetyki jądrowej, które mają zastosowanie do projektowanego bloku energetycznego z uwzględnieniem ich dalszego rozwoju;
nowoczesna filozofia i zasady bezpieczeństwa opracowane przez światową społeczność nuklearną i odzwierciedlone w Normach Bezpieczeństwa MAEA ;
materiały opublikowane przez Międzynarodową Grupę Doradczą ds. Bezpieczeństwa Jądrowego (INSAG) dotyczące kwestii bezpieczeństwa jądrowego, wymagania EUR;
kompleks opracowanych i sprawdzonych w eksploatacji rozwiązań technicznych z uwzględnieniem wysiłków ukierunkowanych na ich unowocześnienie i eliminację ujawnionych podczas eksploatacji „słabych ogniw”;
zweryfikowane i certyfikowane metody obliczeniowe, przepisy i programy; wypracowana metodologia analizy bezpieczeństwa, rzetelna baza danych;
środki organizacyjne i techniczne służące zapobieganiu i ograniczaniu skutków poważnych awarii, które są opracowywane na podstawie wyników badań w zakresie poważnych awarii;
doświadczenie w rozwoju instalacji nowej generacji i zakładów o podwyższonym bezpieczeństwie;
zapewnić niską wrażliwość na błędy i błędne rozwiązania personelu;
zapewnienie niskiego ryzyka znacznej emisji radionuklidów w razie wypadku;
zapewnienie możliwości realizacji funkcji bezpieczeństwa bez zewnętrznego zasilania oraz sterowania poprzez interfejs „człowiek-maszyna”;
zapewnienie warunków niezbędnych do uniknięcia ewakuacji ludności mieszkającej w pobliżu elektrowni jądrowej w przypadku poważnych awarii.

Bariery bezpieczeństwa

Projekt VVER-TOI pokazuje wdrożenie następujących zasad zapewniających dogłębną koncepcję obrony powtarzalnej:

stworzenie szeregu wtórnych barier uniemożliwiających emisję do środowiska produktów radioaktywnych, które gromadzą się podczas eksploatacji. Paliwo jądrowe (matryca paliwowa i okładzina elementu paliwowego), granice obiegu chłodziwa, rdzeń chłodzący reaktora (zbiornik reaktora, środki zwiększające ciśnienie, główne pompy obiegowe, kolektory wytwornicy pary, rurociągi obiegu pierwotnego i układy z nimi związane, wymienniki ciepła, rury wytwornicy pary), hermetyczne ogrodzenia pomieszczeń z umieszczonymi wewnątrz urządzeniami i rurociągami reaktorów mogą służyć jako bariery dla elektrowni jądrowych z reaktorami WWER.
wysoki poziom niezawodności spowodowany wdrożeniem specjalnych wymagań zapewnienia i kontroli jakości przy projektowaniu, wytwarzaniu, montażu, utrzymywanie poziomu osiąganego podczas eksploatacji poprzez kontrolę i diagnostykę (ciągłą lub okresową) stanu barier fizycznych, eliminację ujawnionych wad, uszkodzeń i niepowodzenia;
ustanowienie systemów ochronnych i lokalizacyjnych przeznaczonych do zapobiegania uszkodzeniom barier fizycznych, ograniczania lub łagodzenia skutków promieniowania w przypadku ewentualnego naruszenia marginesów i warunków normalnej eksploatacji oraz w przypadku awarii.

Ochrona elektrowni jądrowej przed wpływami zewnętrznymi

Akceptowane są klęski żywiołowe i skutki działalności człowieka określające warunki lokalizacyjne, biorąc pod uwagę możliwość budowy elektrowni jądrowych z reaktorami WWER-TOI w różnych regionach geograficznych, a także w regionach charakteryzujących się różnymi skutkami działalności człowieka.

Najważniejsze wpływy, których parametry znacząco wpłynęły na rozwiązania techniczne w projekcie WWER-TOI wymieniono poniżej:

Oddziaływania sejsmiczne
Uderzenia związane z katastrofami lotniczymi
Fale uderzeniowe powietrza
Powodzie i burze
Tornada

elektrowni jądrowej jako część projektu podstawowego są opracowywane w odniesieniu do następujących klęsk żywiołowych i projektowania skutków spowodowanych działalnością człowieka:

Trzęsienie ziemi Safe Shutdown o intensywności do 8 w skali MSK-64 przy maksymalnym przyspieszeniu poziomym na swobodnej powierzchni gruntu 0,25 g
Projektowe trzęsienie ziemi o intensywności do 7 w skali MSK-64 przy maksymalnym przyspieszeniu poziomym na swobodnej powierzchni gruntu 0,12 g
Katastrofa samolotu o masie 20 ton przy prędkości 215 m/s jako początkowe zdarzenie projektowe
Katastrofa ciężkiego samolotu o masie 400 ton przy prędkości 150 m/s jako wykraczające poza początkowe zdarzenie projektowe, biorąc pod uwagę pożar paliwa; aby poradzić sobie z tym zdarzeniem, konstrukcja zapewnia zapobieganie uwalnianiu radionuklidów do środowiska
Fala uderzeniowa powietrza o ciśnieniu 30 kPa i czasie trwania fazy sprężania do 1 s
Maksymalna prędkość projektowa wiatru do 56 m/s

Kontrola poważnych wypadków

Nowoczesne elektrownie jądrowe charakteryzują się niespotykanie niskim ryzykiem propagacji promieniowania jonizującego i emisji radionuklidów do środowiska. Wynik ten osiągnięto dzięki najnowszym technologiom ochronnym i lokalizacyjnym systemu bezpieczeństwa. Projekt WWER-TOI przedstawia jako wariant bazowy konfigurację opartą na dwukanałowej strukturze systemów bezpieczeństwa czynnego bez wewnętrznego podtrzymania oraz czterokanałowej strukturze systemów bezpieczeństwa pasywnego. Pasywny system bezpieczeństwa zapewnia 72-godzinny okres bez interwencji operatora.

Profil systemów bezpieczeństwa czynnego przedstawia się następująco:

System awaryjności basenu paliwowego oraz planowego schładzania i schładzania;
system awaryjnego wtrysku boru;
system awaryjnego schładzania generatora pary;
Układ zasilania awaryjnego (zespół diesel-generator).

Profil systemów bezpieczeństwa biernego jest następujący:

pasywna część podstawowego systemu chłodzenia awaryjnego;
pasywny system zalewania rdzenia;
system zaopatrzenia w wodę ze stawu paliwowego do obwodu pierwotnego;
system pasywnego odprowadzania ciepła z generatora pary;
zabezpieczenie obwodu pierwotnego przed nadciśnieniem;
zabezpieczenie obwodu wtórnego przed nadciśnieniem;
szybko działająca stacja redukcji ciśnienia;
system awaryjnego usuwania gazów;
system zasilania awaryjnego (akumulatory);
pasywny system filtracji przecieków płaszcza wewnętrznego.

Obiekt kontroli wypadków projektu WWER-TOI obejmuje chwytacz rdzenia , który zapewnia gwarantowaną kontrolę bezpieczeństwa poprzez lokalizowanie i chłodzenie stopu w przypadku poważnego wypadku na etapie stopienia rdzenia poza zbiornikiem Lokalizacja. W ramach WWER-TOI prowadzone są prace ukierunkowane na optymalizację rozwiązań technicznych wykonanych dla projektu pułapki korium w celu obniżenia wskaźników kosztowych i uzasadnienia efektywności działania pułapki korium. Ma to na celu uzyskanie znacznego zmniejszenia gabarytów pułapki i masy uszczuplonych materiałów, a także przejście na modułową konstrukcję pułapki, która umożliwi uproszczenie transportu sprzętu wielkogabarytowego na plac budowy Elektrownia atomowa.

Połączenie pasywnych i aktywnych systemów bezpieczeństwa przewidzianych w projekcie WWER-TOI gwarantuje, że rdzeń nie zostanie zniszczony przez co najmniej 72 godziny od momentu wystąpienia poważnej awarii w przypadku każdego możliwego scenariusza. Odpowiednie rozwiązania techniczne gwarantują, że elektrownia reaktora zostanie przeniesiona do bezpiecznych warunków przy dowolnej kombinacji zdarzeń początkowych (naturalnych i antropogenicznych) powodujących utratę wszystkich źródeł energii elektrycznej . Fakt ten znacznie zwiększa konkurencyjność projektu zarówno na zagranicznych, jak i krajowych rynkach produkcji energii elektrycznej.

Framatome dostarcza systemy ochrony reaktorów dla reaktorów WWER-TOI w Kursk II .

Kluczowe cechy projektu

Przedłużenie życia

Zbiornik ciśnieniowy reaktora WWER-TOI ma mniej spoin niż WWER-1200, wszystkie poza obszarem centralnym i bardziej symetryczny układ dysz chłodziwa. Daje to możliwość dwóch 20-letnich przedłużeń życia, co może dać 100-letnie życie.

Typowy projekt

WWER-TOI jest podstawą do opracowania projektów budowy seryjnej elektrowni jądrowej w lokalizacjach położonych w szerokim zakresie warunków przyrodniczo-klimatycznych, uwzględniających całe spektrum wewnętrznych ekstremalnych i zewnętrznych oddziaływań antropogenicznych, które są specyficzne dla wszystkich ewentualnych place budowy. Projekt jest opracowywany w taki sposób, aby jego zastosowanie w poszczególnych projektach elektrowni jądrowych nie wymagało zmiany głównych rozwiązań koncepcyjnych, inżynierskich i projektowych, a także dodatkowych analiz bezpieczeństwa i innych dokumentów uzasadniających przedkładania organom nadzoru państwowego do odbioru uprawnienia budowlane.

Innowacyjne technologie projektowania

United Information Space to wieloplatformowy kompleks programowo-sprzętowy przeznaczony do kontroli danych inżynierskich na potrzeby inżynierii, projektowania, a także organizowania komunikacji między oddalonymi terytorialnie uczestnikami projektu.
Rozbudowana analiza funkcjonalna (oparta na szczegółowym zastosowaniu norm IAEA ) stanowi praktyczną podstawę do określenia zadania automatycznego prowadzenia jądrowych procesów technologicznych, projektowania organizacyjno-funkcjonalnej struktury operacyjnej oraz ugruntowanego obliczania współczynnika trybu normalnego.
MultiD-designing służy jako rozbudowane doświadczenie „field-inżynierskie”, które znacznie zwiększa możliwości kontrolowania projektu poprzez szczegółowe opracowanie rozwiązań procesowych na budowie i instalacji urządzeń.

Możliwość aktualizacji

Projekt obwodów, urządzeń, systemów i konstrukcji bloku energetycznego WWER-TOI umożliwia jego modernizację pozwalającą na:

zwiększenie rocznej produkcji energii elektrycznej (np. poprzez zwiększenie ICUF , ograniczenie planowych i nieplanowanych przestojów);
zmniejszyć zużycie energii pomocniczej;
zmniejszyć straty mocy elektrycznej i cieplnej;
poprawić warunki pracy personelu;
utrzymanie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa zgodnie z wymaganiami hartowania określonymi w dokumentach regulacyjnych oraz konieczności okresowego uzyskiwania pozwoleń na eksploatację w okresie eksploatacji projektowej elektrowni jądrowej .

Wirtualne Centrum Prototypowania

Wirtualne Centrum Prototypowania to zespół zaplecza softwarowo-sprzętowego umożliwiającego wizualizację modeli projektowych i inżynierskich. Przedstawia kulę o średnicy 6 metrów (20 stóp), w której uczestnicy centrum znajdujący się na wysokości 2 metrów (6,6 stopy) na przezroczystej szklanej platformie mogą oglądać obraz w formacie 3D . Pozwala każdemu wejść do wirtualnych światów.

Złożone praktyczne zastosowanie obejmuje:

Interaktywna kontrola modelu elektrowni jądrowej;
planowanie i analiza rozwiązań projektowych;
opracowywanie eksploatacji, konserwacji i napraw elektrowni jądrowej;
symulacja działań, jakie należy podjąć w sytuacjach awaryjnych;
do wykorzystania jako obszar testowy dla Centrum Zarządzania Kryzysowego.

Rosji nie ma analogicznych wdrożeń technicznych przy projektowaniu skomplikowanych obiektów technologicznych. Ta metoda demonstracyjna jest używana tylko przez przemysł obronny , duże korporacje samochodowe i firmy zajmujące się inżynierią lotniczą .

Terminy realizacji projektu

2009:

W dniu 22 lipca 2009 r. Prezydencki Komitet ds. modernizacji i rozwoju gospodarki rosyjskiej podjął decyzję o rozpoczęciu projektu rozwoju technologii jądrowych w elektrowni jądrowej w ramach priorytetu krótkoterminowego;
Etap rozpoczęcia prac w ramach projektu.

2010:

Model koncepcyjny wyspy jądrowej i bloku energetycznego WWER-TOI;
Powstanie organizacji będącej posiadaczem podstawowej technologii wyposażonej w nowoczesne zaplecze projektowe i inżynierskie.

2011:

Projekt 3D wyspy jądrowej i jednostki napędowej WWER-TOI;
Obliczenia uzasadniające bezpieczeństwo.

2012:

MultiD-projekt elektrowni jądrowej z reaktorem WWER-TOI;
Przygotowanie pakietu zaktualizowanych normatywnych dokumentów technicznych zapewniających zastosowanie w projekcie nowych technologii projektowania i budowy.

Projekt został zrealizowany w 2009 roku i zakończony w 2012 roku.

Budowa

Pierwsza budowa WWER-TOI rozpoczęła się w kwietniu 2018 roku w Elektrowni Jądrowej Kursk , a przewidywany termin zakończenia to koniec 2022 roku.

Ponadto planowanych jest 11 dodatkowych jednostek WWER-TOI.

Linki zewnętrzne