Výzkum havarijních scénářů nadprojektových nehod jaderných elektráren

Rokem 2015 končí řešení tříletého projektu  „Prevence, připravenost a zmírnění následků těžkých havárií českých jaderných elektráren v souvislosti s novými poznatky zátěžových testů po havárii ve Fukušimě“  řešeného v rámci bezpečnostního výzkumu MV ČR. Úlohou CV Řež v kolektivu řešitelů – ČVUT – FJFI, SURO v.v.i. a SÚJCHBO v.v.i. – bylo analyzovat pro jadernou elektrárnu typu VVER 1000 vybrané havarijní scénáře vedoucí k těžké havárii s tavením aktivní zóny.

Řešitelský tým CV Řež vytvořil pro účely projektu model elektrárny v kódu MELCOR a provedl výpočty zdrojových členů pro havarijní scénáře s úplnou ztrátou napájení vlastní spotřeby – station blackout (SBO), který nastává např. po rozpadu elektrizační soustavy, nezregulování ani jednoho z turbogenerátorů na vlastní spotřebu a nepodání napájení od žádného dieselgenerátoru bloku. Celkově bylo analyzováno 5 havarijních scénářů:

  • SBO
  • ztráta napájení parogenerátorů + SBO
  • SBO + velká LOCA (ztráta primárního chladiva)
  • SBO + střední LOCA
  • SBO + malá LOCA.

Událost spojená s úplnou ztrátou elektrického napájení na blocích EDU a ETE je vysoce nepravděpodobnou havárií patřící, s ohledem na existující mnohonásobné zálohování el. napájení, mezi velmi nepravděpodobné nadprojektové nehody. Přesto, jak ukázala havárie jaderné elektrárny Fukušima, problematika těžkých havárií zasluhuje náležitou pozornost a prevenci. Právě z důvodu prevence a připravenosti na havarijní situace s cílem zmírnění jejich potenciálních vážných následků se provádějí predikční výpočty a modelování a sestavují se detailní popisy těchto potenciálních událostí. Výsledky těchto výpočtů jsou stěžejní pro přípravu návodu pro řízení zěžkých havárií (SAMG). 

Dynamika tvorby vodíku a jeho uvolňování do kontejnmentu při SBO

Dynamika uvolňování 16 kategorií štěpných produktů do prostoru kontejnmentu pro SBO

Dynamika tvorby vodíku a jeho uvolňování do kontejnmentu při SBO Dynamika uvolňování 16 kategorií štěpných produktů do prostoru kontejnmentu pro SBO

 

 

 

 

 

 

 

Pomocí výsledků z kódu MELCOR je možné zjistit důležité hodnoty pro minimalizaci následků nehody SBO. Jedním z nejdůležitějších parametrů je množství vodíku v kontejnmentu, výpočet dokumentuje fakt, že k vlastnímu vývoji vodíku dojde po více než 2 hodinách celkové ztráty napájení.

Významnou součástí výsledků tohoto projektu je kompletní databáze predikcí časového vývoje uvolňování jednotlivých izotopů v jednotlivých fázích události SBO – např. míra vytváření H2, CO, CO2, CH4 a kompletní inventář radioaktivních prvků v kg. Tři čtvrtiny všech uvolněných prvků tvoří skupina 1 obsahující vzácné plyny (72 kg). Druhou důležitou skupinou jsou alkalické kovy (35kg), především cesium. Další důležitý parametr je čas do selhání integrity tlakové nádoby. 

Průběh teploty paliva při SBO

Průběh teploty paliva při SBO

Časová posloupnost dlouhodobého SBO :
  • T=0 s: start of sequence
  • T=10 s: Feed water start to trip
  • T=11 s: Reactor trip
  • T=11 s: Pump trip
  • T=13 s: Close of Main Steam Line Valves
  • T=19 s: Feed water trip
  • T=35 s: First Steam Generator SDA open
  • T=157.4 s: open of SRV1 of PRZ due to over pressure
  • T=4700 s: SGs completely dry
  • T=4950 s: start of the Vessel water level (collapsed) to fall down 
  • T=7900 s: Start of H2 Reaction
  • T=8122 s: First Release of FP (Cladding Failure)
  • T=13328 s: Failure of Lower Head

 

marek.ruscak@cvrez.cz