Индийская ядерная программа представляет собой трёхстадийный процесс - от использования урана в тепловых реакторах через накопление плутония в быстрых бридерах к вовлечению в производство электроэнергии огромных запасов тория. В настоящее время, индийские атомщики приступили к реализации второй стадии - в стране начато строительство первого энергетического реактора на быстрых нейтронах PFBR-500, отмечают директор индийского центра атомных исследований имени Индиры Ганди (IGCAR) доктор Балдев Радж и его коллеги.

При проектировании PFBR-500, неоценимую помощь экспертам IGCAR оказал опыт, накопленный при эксплуатации опытного исследовательского реактора на быстрых нейтронах FBTR, впервые выведенного на критику в этом ядерном центре 18 октября 1985 года.

В проекте реактора FBTR за основу взят проект французского реактора "Rapsodie", в который были внесены определённые модификации, учитывающие индийскую специфику. Одним из главных изменений стало введение в проект пароводяного контура и созданного в Индии турбогенератора вместо исходно предполагавшегося в "Rapsodie" теплообменника натрий-воздух.

Реактор FBTR работает на смешанном карбидном уран-плутониевом топливе индийского производства. Рекордное значение глубины, достигнутой для данного топлива, составляет 155 ГВт×сут/т (около 17%), при этом не было зарегистрировано ни одного случая разгерметизации. Исходно FBTR планировался как мини-АЭС мощностью 13 МВт(эл.) (впоследствии - 5 МВт(эл.)), но в дальнейшем был переориентирован на выполнение исследований для нужд быстрой программы Индии.

Эксплуатация FBTR дала индийским атомщикам бесценный опыт, а происшедшие на реакторе инциденты предоставили немало пищи для размышлений проектантам PFBR-500.

Инциденты на FBTR

Инцидент при перегрузке топлива

В ходе перегрузки топливных элементов, предназначавшихся для выполнения физического эксперимента на малой мощности, неверно отработал механизм перегрузочного устройства. Плита механизма пришла во вращательное движение, в то время как в ней был закреплен концевик загружаемой кассеты. В результате, были погнуты концевики как загружаемой кассеты, так и 28 кассет отражателя, оказавшихся на пути вращающейся плиты. При операции по извлечению из отражателя пострадавших сборок, механическим путём ненамеренно была удалена также и одна неповреждённая кассета.

Предназначавшуюся для загрузки в реактор топливную сборку пришлось вынимать из активной зоны с использованием силы. Погнутая при инциденте направляющая труба канала была отрезана ниже сгиба таким образом, чтобы механические обломки не попали внутрь активной зоны.

По итогам инцидента, инженеры IGCAR модифицировали перегрузочный механизм реактора, установив в нём ограничители, не позволяющие плите приходить во вращение в тот момент, когда загружаемая или извлекаемая сборка находится ниже посадочной отметки. С тех пор, новый механизм использовался в свыше 600 операциях по перегрузке топлива без единого сбоя.

Утечка Na-K из холодной ловушки в ходе пуско-наладочных работ

В холодной ловушке нагреватели находятся в рубашке из натрий-калия. Перед заливкой натриевого контура, выполнялся предварительный разогрев вторичной системы очистки. При разогреве расширение аргонового слоя над натрий-калием привело к росту давления и вызвало утечку Na-K, за которой последовал небольшой пожар.

Причиной инцидента стала проектная ошибка (недостаточность газового объёма), неверные действия операторов, а также отсутствие в системе КИПиА необходимых датчиков температуры и давления. По итогам расследования, в проект холодных ловушек были внесены необходимые изменения, и за 20 с лишним эксплуатации реактора течей натрий-калия из них не наблюдалось.

Падение устройства для захвата капсулы в реакторном зале

Устройство для захвата капсулы вместе с закреплённым в нём контейнером было позиционировано над реактором при помощи 30-тонного подъёмного крана для установки в активную зону источника сурьма-бериллий. Устройство крепилось к стреле крана болтом с проушиной. При точной наводке краном на посадочное место, болт был срезан, что привело к падению захвата и контейнера. Захват ремонту не подлежал и был заменён, повреждённый контейнер удалось восстановить.

По итогам расследования данного инцидента было введено дополнительное правило в регламент эксплуатации. Все операции по загрузке в реактор отныне проводятся только после письменного заключения об их безопасности, выдаваемого экспертной комиссией. После инцидента, на FBTR было выполнено более 500 операций по загрузке без каких-либо серьёзных проблем.

Отказы электроники при грозе

Попадание молнии в громоотвод, установленный на крыше реакторного здания, вывел из строя электронные устройства на пульте БЩУ. Причиной этого послужило создание э.д.с. в кабелях, ведущих к источникам бесперебойного питания, с последующим скачком напряжения в сети.

Разводка кабелей на FBTR была после инцидента полностью пересмотрена, а на электронных устройствах были установлены дополнительные предохранители.

Утечка натрия из системы взятия проб во втором натриевом контуре

При остановленном реакторе производились подготовительные работы для взятия проб из второго натриевого контура. Был создан проход для натрия через систему пробоотбора, и начался предварительный разогрев контура. После открытия запорной арматуры произошла утечка натрия в системе пробоотбора с последующим пожаром.

Причиной инцидента стала неверная установка приборов для взятия проб. Система КИПиА сгенерировала предупреждение об утечке, однако оператор не обратил внимания на сигнал, так как ранее подобные сигналы чаще всего вызывались ложными срабатываниями.

После инцидента были внесены необходимые изменения в регламент взятия проб и перепроектирована система пробоотбора.

Сбой программного обеспечения, отслеживающего температуры в ТВС

В состав КИПиА реактора FBTR входит программное обеспечение, контролирующее сохранение потока натрия через активную зону. Если температура в той или иной топливной кассете превысит заданную уставку, то программа отдаёт команду на автоматический останов реактора. В реализованной релейно-контактной логической схеме учитывается текущее состояние реактора (работа на мощности, останов и т.п.). Во время одной из кампаний, данная программа оказалась зацикленной из-за отказов детекторов.

После инцидента, программное обеспечение было модифицировано, и в него была введена логика "2 из 3", а аналоговые каналы были троекратно резервированы.

Доклад Балдева Раджа и его коллег был представлен на семинаре МАГАТЭ по сохранению знаний, прошедшем в июне 2007 года в Вене.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 08.09.2007

Темы: АЭС, Азия, Индия, БН, Исследовательские реакторы