VVER-TOI

VVER-TOI (V-510) es un diseño típico , optimizado e informatizado de una planta de energía nuclear de dos unidades con un reactor VVER-1300 ( reactor de potencia enfriado a presión ), llevado a cabo en un entorno de información moderno y de acuerdo con el requisitos de seguridad nuclear y radiológica .

Sobre la base de los resultados de la reunión de la Comisión del Presidente de la Federación Rusa para la Modernización y el Desarrollo Tecnológico de la Economía Rusa , celebrada el 22 de julio de 2009, la corporación estatal Rosatom está implementando un programa para la construcción de unidades de energía nuclear. en Rusia _ La escala de desarrollo de las centrales nucleares hasta 2020 se determinó sobre la base de las capacidades previstas de la ingeniería energética para la producción anual del equipo principal de las centrales nucleares con una unidad de potencia VVER típica y las capacidades del complejo de edificios de energía nuclear para la puesta en servicio en paralelo. de los equipos principales en diferentes sitios.

El desarrollo del proyecto VVER-TOI se lleva a cabo sobre la base de los materiales de diseño desarrollados para el proyecto AES-2006 , con la máxima consideración de la experiencia adquirida por las organizaciones de la industria en el desarrollo de los últimos proyectos de centrales nucleares basados ​​en la tecnología VVER ( Novovoronezh NPP-2 ).

El proyecto VVER-TOI tiene en cuenta la experiencia de construcción y operación de centrales nucleares con VVER tanto en Rusia como en el extranjero. Las soluciones de diseño están optimizadas para minimizar las fallas que afectan negativamente el rendimiento económico de la unidad de potencia.

Propósito

El propósito del desarrollo del proyecto VVER-TOI es crear un diseño típico optimizado e informatizado de una unidad de potencia de la tecnología VVER de la nueva generación III+ [1] que satisfaga un conjunto de parámetros objetivo utilizando tecnologías modernas de información y gestión.

El proyecto VVER-TOI tiene como objetivo asegurar la competitividad de la tecnología rusa VVER en el mercado internacional y se centra en la posterior construcción en serie de centrales nucleares con VVER-TOI tanto en Rusia como en el extranjero.

Tareas

1. Desarrollo de un diseño estándar para una unidad de potencia de CN basado en soluciones técnicas optimizadas para el proyecto AES-2006 .
2. Creación de un modelo de información de la unidad de potencia y provisión de su soporte de información adicional en todas las etapas del ciclo de vida de la central nuclear .
3. Creación de un espacio único de información para el trabajo de los participantes del Proyecto distribuidos geográficamente, en particular, el desarrollo de portales y soluciones de integración.
4. Creación de modernas herramientas de diseño y construcción para asegurar la transferencia de toda la información necesaria a las etapas posteriores del ciclo de vida de una central nuclear.
5. Creación de un sistema de gestión de compras y suministros e identificación automatizada de equipos.
6. Creación de un sistema de modelado de construcción de unidades de potencia que proporciona interacción en tiempo real entre el sistema de diseño, el sistema de gestión de adquisición de equipos y el sistema de gestión de tiempos de construcción de unidades de potencia.

Principales indicadores técnicos y económicos

Requisitos iniciales para el proyecto

1. Estabilidad bajo influencias externas extremas y desastres naturales.
2. Cumplimiento de las normas y reglas internacionalmente aceptadas.
3. Cumplimiento de las condiciones climáticas desde los trópicos hasta las regiones del norte.
4. Autonomía en caso de pérdida de fuentes externas de energía eléctrica y suministro de agua.

Principios de seguridad

Protección del público y el medio ambiente

La garantía de la seguridad radiológica se organiza y lleva a cabo para evitar el impacto inaceptable de las fuentes de radiación ionizante en el personal, el público y el medio ambiente en el área donde se ubica la central nuclear .

El concepto para garantizar la seguridad radiológica y nuclear en el proyecto VVER-TOI se basa en:

• los requisitos de las normas y estándares nacionales existentes para la seguridad en el campo de la energía nuclear en relación con las características específicas de la unidad de potencia que se está desarrollando, teniendo en cuenta su desarrollo futuro;
• filosofía moderna y principios de seguridad desarrollados por la comunidad nuclear mundial y consagrados en las normas de seguridad del OIEA ;
• publicaciones del Grupo Asesor Internacional de Seguridad Nuclear (INSAG), requisitos EUR;
• un conjunto de soluciones técnicas probadas y probadas operativamente, teniendo en cuenta el trabajo para mejorarlas, con el objetivo de eliminar los “eslabones débiles” identificados durante la operación;
• métodos de cálculo, códigos y programas verificados y certificados, metodología de análisis de seguridad comprobada , base de datos confiable;
• medidas organizativas y técnicas para prevenir y limitar las consecuencias de los accidentes severos, que se desarrollan en base a los resultados de la investigación en el campo de los accidentes severos;
• experiencia en el desarrollo de una nueva generación de instalaciones de mayor seguridad;
• asegurar una baja sensibilidad a los errores y decisiones erróneas del personal;
• asegurar bajos riesgos de emisiones significativas de sustancias radiactivas en caso de accidentes;
• asegurar la posibilidad de realizar funciones de seguridad sin fuente de alimentación desde el exterior y control a través de la interfaz hombre-máquina;
• garantizar que no haya necesidad de evacuar a la población que vive cerca de las centrales nucleares en caso de accidentes severos.

Barreras de seguridad

El proyecto VVER-TOI implementa los siguientes principios del concepto moderno de defensa múltiple en profundidad:

• creación de una serie de barreras sucesivas en el camino hacia la liberación de productos radiactivos acumulados durante la operación al medio ambiente. Para las centrales nucleares con reactores VVER , dichas barreras son el combustible nuclear (matriz de combustible y vaina de combustible sellada ), los límites del circuito refrigerante que enfría el núcleo del reactor (recipiente del reactor, compensadores de presión, bombas de circulación principal, colectores del generador de vapor, tuberías de el circuito primario y los sistemas conectados a él, los tubos de intercambio de calor de los generadores de vapor) y los recintos herméticos de los locales dentro de los cuales se encuentran los equipos y tuberías de la planta del reactor;
• un alto nivel de confiabilidad debido a la implementación de requisitos especiales para el aseguramiento y control de calidad durante el diseño, la fabricación y la instalación, manteniendo el nivel alcanzado durante la operación mediante el monitoreo y diagnóstico (continuo o periódico) del estado de las barreras físicas y eliminando los defectos detectados, daños y fracasos;
• creación de sistemas de protección y localización diseñados para prevenir daños a las barreras físicas, limitar o reducir el tamaño de las consecuencias de la radiación en caso de posibles violaciones de los límites y condiciones de operación normal y situaciones de emergencia.

Protección de centrales nucleares de influencias externas

Los impactos externos naturales y antrópicos que caracterizan las condiciones del sitio se toman en cuenta teniendo en cuenta la posibilidad de construir una central nuclear con una unidad de potencia VVER-TOI en diversas regiones naturales y geográficas, así como en regiones caracterizadas por diversas -impactos realizados.

Los impactos más significativos, cuyos parámetros influyeron significativamente en las soluciones técnicas del proyecto VVER-TOI, son:

• impactos sísmicos ;
• impactos asociados a la caída de la aeronave;
• exposición a una onda de choque del aire exterior ;
• inundaciones y tormentas ;
• huracanes y tornados .

Los sistemas y elementos de la central nuclear como parte del diseño básico del proyecto se desarrollan sobre la base de los siguientes impactos de diseño naturales y provocados por el hombre:

• terremoto máximo de diseño (MPE) hasta 8 puntos en la escala MSK-64 con una aceleración horizontal máxima en la superficie libre del suelo de 0,25 g;
• terremoto de diseño (DE) hasta 7 puntos en la escala MSK-64 con una aceleración horizontal máxima en la superficie libre del suelo 0.12g;
• accidente de una aeronave de 20 toneladas de peso a una velocidad de 215 m/s como evento iniciador de diseño;
• accidente de una aeronave pesada de 400 toneladas de peso a una velocidad de 150 m/s como evento iniciador fuera de la base de diseño, teniendo en cuenta la ignición del combustible; para este evento, el diseño asegura que no haya liberación de sustancias radiactivas al medio ambiente;
• una onda de choque externa con una presión de compresión frontal de 30 kPa y una duración de la fase de compresión de hasta 1 s;
• velocidad máxima estimada del viento hasta 56 m/s.

Gestión de accidentes graves

Las centrales nucleares modernas se distinguen por un riesgo sin precedentes de esparcir radiación ionizante y sustancias radiactivas en el medio ambiente. Esto se logra a través de las últimas tecnologías de sistemas de seguridad de protección y localización.

En el proyecto VVER-TOI se adoptó como opción básica una configuración basada en una estructura de dos canales de sistemas de seguridad activa sin redundancia interna y una estructura de cuatro canales de sistemas de seguridad pasiva.

Composición de los sistemas de seguridad activa:

• sistema de enfriamiento y enfriamiento de emergencia y planificado de la piscina de combustible gastado;
• sistema de inyección de emergencia de boro;
• sistema de enfriamiento de emergencia de generadores de vapor;
• sistema de suministro de energía de emergencia (generadores diesel).

Composición de los sistemas de seguridad pasiva:

• parte pasiva del sistema de enfriamiento de emergencia de la zona;
• sistema de inundación del núcleo pasivo;
• sistema de suministro de agua desde la piscina de combustible gastado al circuito primario;
• sistema de eliminación pasiva de calor de generadores de vapor;
• sistema de protección del circuito primario contra sobrepresiones;
• sistema de protección del circuito secundario contra sobrepresión;
• unidad de reducción rápida;
• sistema de eliminación de gases de emergencia;
• sistema de suministro de energía de emergencia (baterías);
• sistema de filtración pasiva de fugas de la calota interior.

Como uno de los medios para gestionar los accidentes más allá de la base de diseño, el proyecto VVER-TOI incluye un dispositivo central de contención de fusión (MCR), una tecnología de seguridad rusa única que proporciona una gestión de seguridad garantizada debido a la contención y enfriamiento de la fusión durante un accidente grave más allá de la base de diseño. en la etapa fuera del recipiente de contención de fusión. Como parte del proyecto VVER-TOI, se trabaja en la optimización de las soluciones técnicas para el diseño del dispositivo de localización de fundidos con el fin de reducir los indicadores de coste y, paralelamente, fundamentar la eficiencia del CLR. Se supone que debe lograr una reducción significativa en las dimensiones generales del cuerpo CLR y la masa de los materiales de sacrificio, así como cambiar a un diseño modular del cuerpo CLR, lo que facilitará el transporte de equipos de gran tamaño a la central nuclear . sitio de construcción

La combinación de sistemas de seguridad pasiva y activa prevista en el diseño de VVER-TOI asegura que el núcleo no será destruido durante al menos 72 horas desde el inicio de un accidente severo más allá de la base de diseño bajo cualquier escenario de su desarrollo, y las soluciones técnicas de el proyecto garantiza la transición de la planta del reactor a un estado seguro bajo cualquier combinación de eventos iniciadores (naturales y provocados por el hombre), que conducen a la pérdida de todas las fuentes de suministro de electricidad, lo que aumenta significativamente la competitividad del proyecto en el exterior y mercados interiores de producción de electricidad [2] .

Rasgos distintivos del proyecto

Proyecto típico

El proyecto VVER-TOI es la base para el desarrollo de proyectos para la construcción en serie de centrales nucleares en sitios con una amplia gama de condiciones naturales y climáticas, teniendo en cuenta toda la gama de impactos internos extremos y externos antrópicos característicos de todos los posibles sitios de construcción. El proyecto se desarrolla de tal manera que su aplicación en proyectos individuales de varias centrales nucleares no requiere cambios en las principales soluciones conceptuales, de diseño y de distribución, así como análisis de seguridad adicionales y otros documentos justificativos presentados a las autoridades estatales de supervisión para la obtención de licencias de construcción. .

Tecnologías de diseño innovadoras

1. Un espacio de información de diseño único es un complejo de software y hardware multiplataforma para administrar datos de ingeniería para el diseño y la ingeniería, así como para organizar las comunicaciones entre los participantes del proyecto distribuidos geográficamente.
2. El análisis funcional ampliado (basado en la aplicación ampliada de las normas del OIEA ) es una base práctica para aclarar la tarea de automatizar los procesos tecnológicos de las centrales nucleares y diseñar la estructura organizativa y funcional de la operación y un cálculo razonable del coeficiente de dotación de personal.
3. MultiD-design es el desarrollo de la experiencia de "ingeniería de campo", que aumenta significativamente las posibilidades de gestión de proyectos debido al estudio detallado de soluciones tecnológicas para la construcción e instalación de equipos.

Actualizable

Soluciones esquemáticas, diseño de equipos, sistemas y estructuras de la unidad de potencia VVER-TOI brindan la posibilidad de su modernización, permitiendo:

• aumentar la producción anual de energía (por ejemplo, aumentando el factor de capacidad , reduciendo el tiempo de inactividad planificado y no planificado, etc.);
• reducir el consumo de energía de las propias necesidades;
• reducir las pérdidas de energía eléctrica y térmica;
• mejorar las condiciones de trabajo del personal;
• mantener el nivel adecuado de seguridad, siguiendo los requisitos cada vez mayores de los documentos normativos y la necesidad de obtener periódicamente los permisos de operación durante la vida de diseño de la central nuclear .

Centro de Prototipos Virtual

El Centro de creación de prototipos virtuales es un conjunto de herramientas de software y hardware que le permiten visualizar modelos de diseño e ingeniería. Se trata de una esfera de 6 m de diámetro, en cuyo centro, sobre una plataforma de cristal transparente, a 2 m de altura, se muestra al público una imagen en 3D . Esto le permite lograr el efecto de una inmersión completa en un entorno virtual.

Aplicación práctica del complejo:

• control interactivo del modelo de central nuclear;
• planificación y análisis de soluciones de diseño;
• desarrollo de procesos de operación, mantenimiento y reparación de centrales nucleares;
• simulación de acciones en caso de emergencia;
• la posibilidad de utilizarlo como campo de pruebas para un centro de crisis situacional.

En la actualidad, no existen implementaciones técnicas similares en Rusia en el diseño de instalaciones tecnológicas complejas. Este método de demostración se utiliza hasta ahora sólo en la industria de la defensa , las grandes corporaciones automovilísticas y la industria aeronáutica [3] .

Cronología del proyecto

año 2009:

• El 22 de julio de 2009, la Comisión del Presidente de la Federación Rusa para la Modernización y el Desarrollo Tecnológico de la Economía Rusa decidió lanzar un proyecto en el marco de la prioridad a corto plazo para el desarrollo de tecnologías nucleares en la Federación Rusa.
• Etapa de inicio del proyecto

2010:

• Modelo conceptual de una isla nuclear y una unidad de potencia VVER-TOI
• creación de una organización titular de la tecnología básica, equipada con modernas herramientas de diseño y construcción

2011:

• Proyecto 3D de la isla nuclear y unidad de potencia
• Implementación de justificaciones de seguridad calculadas

año 2012:

• Proyecto MultiD de central nuclear con VVER-TOI
• Formación de un paquete de documentos normativos y técnicos actualizados para garantizar el uso de nuevas tecnologías de diseño y construcción en el proyecto.

2016:

• Ha comenzado el trabajo de construcción a gran escala en el proyecto VVER-TOI en Kursk NPP-2 [4]

2019:

• En junio, el proyecto VVER-TOI fue certificado por los Requisitos de Utilidad Europeos (EUR) [5] . Por lo tanto, los expertos europeos reconocieron que este proyecto (basado en la documentación de diseño de Kursk NPP-2) cumple con los "requisitos de las organizaciones operativas europeas".

Notas

1. ↑ Reactores nucleares Gen III/III+ NECESIDADES Y DESAFÍOS DE LA INVESTIGACIÓN Archivado el 16 de diciembre de 2014 en Wayback Machine , FISA 2009, Praga.
2. ↑ A. Yu. Kuchumov , A. Yu. Alaev "El concepto de seguridad del proyecto VVER-TOI" // Rosenergoatom  - 2011. - No. 4.
3. ↑ www.rosenergoatom.ru/wps/wcm/connect/rosenergoatom/site/journalist/presscenter/news/1453c60047ae2dee813f9932dd078209 Copia de archivo fechada el 9 de mayo de 2012 en Wayback Machine , Departamento de Información y Relaciones Públicas de Rosenergoatom Concern OJSC.
4. ↑ tass.ru/tek/3366202 Comenzó el trabajo de construcción a gran escala en Kursk NPP-2 . Consultado el 15 de junio de 2016. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2016. (indefinido)
5. ↑ Reactor VVER-TOI de Rusia certificado por empresas de servicios públicos europeas - World Nuclear News . world-nuclear-news.org. Consultado el 15 de junio de 2019. Archivado desde el original el 15 de junio de 2019. (indefinido)

Enlaces

•  VVER-TOI: nuevo reactor ruso
• www.rosatom.ru
• www.rosenergoatom.ru
• www.i-rusia.ru
• www.aep.ru
• www.niaep.ru