Заманауи атом электр станциялары қауіпті ауытқулар кезінде автоматика реакторды тоқтатып, ал арнайы жүйелер электрмен жабдықтау үзілген жағдайда да қалдық жылуды әкетуді қамтамасыз ете алатындай етіп жобаланады, деп жазады inbusiness.kz сайты.
Көпдеңгейлі қорғаныс жүйесі қалай жұмыс істейді, реактор тоқтағаннан кейін де ядролық отын неге салқындатуды қажет етеді және пассивті қауіпсіздік жүйелері қандай рөл атқарады? Бұл туралы "ҚАЭС" ЖШС энергетика тобының жетекші инженері Құмар Аусенов түсіндірді.
Ядролық энергетика саласының маманының айтуынша, заманауи атом электр станциясының қауіпсіздігі бірін-бірі толықтыратын бірнеше қорғаныс деңгейі арқылы қамтамасыз етіледі. Олардың міндеті – ықтимал ақаулардың алдын алу, қауіпті ауытқулар кезінде реакторды тоқтату, ядролық отынды салқындатуды қамтамасыз ету және радиоактивті заттарды қорғаныс тосқауылдарының ішінде ұстау. III+ буындағы реакторларда, соның ішінде ВВЭР-1200 реакторында, осы мақсатта арнайы автоматты жүйелер, резервтік жабдықтар және табиғи физикалық процестерді пайдаланатын пассивті қауіпсіздік шешімдері қатар қолданылады.
Радиоактивті заттардың таралуына жол бермеу үшін бірнеше дәйекті физикалық тосқауыл қарастырылған. Қысымдағы су пайдаланылатын заманауи реакторларда, соның ішінде ВВЭР реакторларында, мұндай тосқауылдарға бөліну өнімдерінің едәуір бөлігін ұстап қалатын керамикалық отын матрицасы, жылу бөлетін элементтердің металл қабықшалары, реактор корпусы мен құбырларды қамтитын бірінші контурдың герметикалық шекарасы, сондай-ақ герметикалық қорғаныш қабығы жатады. Қауіпсіздік жүйелері осы тосқауылдардың тұтастығын сақтауға көмектеседі.
Физикалық тосқауылдар мен техникалық және ұйымдастырушылық шаралардың дәйекті деңгейлерін үйлестіру көпдеңгейлі қорғаныс қағидатының негізін құрайды.
2011 жылғы наурызда "Фукусима-1" АЭС-інде болған апат тізбекті реакцияны тоқтатудың өзі жеткіліксіз екенін көрсетті. Бөліну реакциясы тоқтағаннан кейін де радиоактивті ыдырау салдарынан ядролық отын қалдық жылу бөліп, салқындатуды қажет етеді. Жапониядағы станцияда жер сілкінісі жұмыс істеп тұрған реакторлардың автоматты түрде тоқтауына әкелді. Алайда одан кейін болған цунами электрмен жабдықтаудың жаппай үзілуіне және салқындату жүйесінің бұзылуына себеп болды.
Сондықтан Фукусимадан кейін төтенше сыртқы әсерлердің қатар туындауына, электрмен жабдықтаудың ұзақ уақытқа тоқтауына және жылуды әкету көздерінің істен шығуына ерекше назар аударыла бастады.
III+ буындағы реакторларды әзірлеу бұл апатқа дейін басталғанымен, оның сабақтары қауіпсіздік талаптарын одан әрі күшейтуге және атом станцияларының орнықтылығын тексеруге негіз болды. Ендігі басты мәселе кеңірек қарастырылады: егер бірнеше жүйе бір мезгілде істен шығып, станция инфрақұрылымы бұзылып, сырттан көмек кешіксе, энергоблок қауіпсіздіктің негізгі функцияларын сақтай ала ма? МАГАТЭ талаптарында қорғаныс деңгейлерінің тәуелсіздігіне, сыртқы әсерлерге және ауыр апаттардың алдын алуға ерекше мән беріледі.
Қауіпті ауытқуға алғашқы жауапты автоматика береді. Датчиктер реактор қуатын, қысымды, температураны және басқа да параметрлерді үздіксіз өлшейді. Белгіленген шекті мәндерге жеткен кезде қорғаныс жүйесі реакторды тоқтатуға және қажетті қауіпсіздік жүйелерін іске қосуға автоматты түрде команда береді. Бұл үшін оператордың шешімін күтудің қажеті жоқ. Сонымен қатар қалыпты жұмыс режимін реттеу жүйелері мен апаттық қорғаныс жүйелері бір-бірінен ажыратылып жобаланады. Осылайша қалыпты реттеу жүйесіндегі ақау қорғаныс функцияларының орындалуына кедергі келтірмеуі тиіс.
Сенімділік тек жабдықтың сапасына ғана емес, резервтеу қағидатына да байланысты. Бір ғана сорғының, өлшеу құрылғысының немесе басқару арнасының орнына жобада көзделген бірнеше тәуелсіз арна қарастырылады. Олардың саны мен өнімділігі нақты жобаның талаптарына сәйкес белгіленеді. Бұл жекелеген элемент істен шыққан жағдайда да қажетті функцияны сақтауға мүмкіндік береді. Алайда жабдықты жай ғана қайталау жеткіліксіз. Егер негізгі және резервтік жабдық бір жерде орналасып, бір электр көзіне тәуелді болса, бір ғана оқиға олардың екеуін де істен шығаруы мүмкін.
Сондықтан резервтеу тәуелсіздік және физикалық оқшаулау қағидаттарымен толықтырылады. Ол үшін бөлек электрмен қоректендіру тізбектері мен кабельдік трассалар қарастырылып, жабдық орналасқан бөлмелер бір-бірінен оқшауланады және ортақ сыртқы әсерлерден қорғалады. Тағы бір маңызды қағидат – техникалық шешімдердің әртүрлілігі. Бір міндетті әртүрлі физикалық принциптерге негізделген құрылғылар орындай алады. Бұл бір ғана себептің барлық қорғаныс құралдарының бір мезгілде істен шығу ықтималдығын төмендетеді.
Пассивті қауіпсіздік жүйелері ерекше рөл атқарады. Белсенді жүйелерден айырмашылығы, олар, мысалы, электр қозғалтқышымен жұмыс істейтін сорғыларды қажет етпей, ауырлық күшіне, қысым айырмасына, табиғи циркуляцияға және жылу алмасуға сүйенеді. Су арнайы қарастырылған ыдыстардан қысымның әсерімен немесе өз салмағымен берілуі мүмкін, ал жылу сорғылардың мәжбүрлі айдауынсыз әкетіледі. Мұндай шешімдер қалыпты электрмен жабдықтау көздері істен шыққан кезде де салқындатуды жалғастыруға мүмкіндік береді. Дегенмен жүйенің автоматты түрде іске қосылуы оның пассивті екенін білдірмейді. Мысалы, сорғы да автоматты түрде іске қосылуы мүмкін, бірақ оның жұмысына электр энергиясы қажет.
ВВЭР-1200 жобаларында белсенді және пассивті қауіпсіздік құралдары, соның ішінде жылуды пассивті әкету жүйесі қарастырылған. Сонымен қатар ауыр апаттардың салдарын шектеуге арналған қосымша құралдар бар. Олардың қатарына сутектің жиналуын азайтатын рекомбинаторлар және белсенді аймақ қатты зақымданған жағдайда балқыған материалдарды ұстап, салқындатуға арналған балқыма ұстағыш құрылғы жатады. Бұл шаралар реактор ғимаратының қорғаныш қабығын толықтырады.
Реактордың қауіпсіздік жүйелері персоналдың араласуынсыз қанша уақыт бойы салқындатуды қамтамасыз ете алады? Мысалы, Westinghouse компаниясының деректеріне сәйкес, AP1000 реакторының пассивті қауіпсіздік жүйелері айнымалы токпен жабдықтаудың барлық көздері істен шыққан жағдайда персоналдың араласуынсыз белсенді аймақ пен қорғаныш қабығын 72 сағат бойы салқындата алады. Осы уақыттан кейін салқындатуды жалғастыру үшін су қорын толықтыру көзделген.
Құмар АУСЕНОВ,
"ҚАЭС" ЖШС энергетика тобының жетекші инженері
