2.2. Системы нормальной эксплуатации
2.2.1. Активная зона и элементы ее конструкции
2.2.1.1. Конструкция реактора при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, в том числе проектных авариях, должна исключать непредусмотренные изменения состава активной зоны, перемещения и (или) деформации и формоизменения элементов активной зоны и отражателя, вызывающие увеличение реактивности и (или) ухудшение условий теплоотвода, приводящие к повреждению твэлов сверх соответствующих пределов или препятствующие нормальному функционированию рабочих органов СУЗ.
2.2.1.2. Конструкция ТВС и твэлов при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии, должна обеспечивать непревышение соответствующих пределов повреждения твэлов с учетом:
- проектного количества и номинальных параметров импульсов мощности реактора;
- физико-химического взаимодействия материалов активной зоны и теплоносителя;
- ударных и вибрационных воздействий, термоциклического нагружения, усталости и старения материалов;
- влияния примесей в теплоносителе и продуктов деления на коррозию оболочек твэлов;
- воздействия радиационных и других факторов, ухудшающих механические характеристики материалов активной зоны и целостность оболочек твэлов.
2.2.1.3. Конструкция активной зоны должна исключать автокатализ цепной ядерной реакции деления.
2.2.1.4. Активная зона и исполнительные механизмы СУЗ должны быть спроектированы так, чтобы исключались заклинивание, выброс рабочих органов СУЗ и их самопроизвольное расцепление с приводами СУЗ.
2.2.1.5. В проекте должен быть приведен анализ теплотехнической надежности активной зоны с обоснованием достаточности предусмотренных в проекте запасов непревышения пределов безопасной эксплуатации твэлов.
2.2.1.6. Характеристики ядерного топлива, расположение твэлов, ТВС, рабочих органов СУЗ и других устройств активной зоны должны исключать возможность возникновения локальной критичности и цепной ядерной реакции деления при разрушении (расплавлении) активной зоны.
2.2.1.7. Конструкция активной зоны и рабочих органов СУЗ должна позволять варьировать запас реактивности и величину энерговыделения в импульсе, ограничивая их максимальными значениями, установленными в паспорте эксплуатирующей организации на ИИР.
2.2.1.8. Проектом ИИР с растворным ядерным топливом должен быть предусмотрен порционный дистанционный залив активной зоны растворным ядерным топливом и наличие контроля за уровнем растворного ядерного топлива в активной зоне.
2.2.1.9. В случае использования на ИИР с растворным ядерным топливом системы сжигания продуктов радиолиза топливного раствора прочность корпуса реактора должна определяться с учетом повышения давления в корпусе при сжигании продуктов радиолиза.
2.2.1.10. В проекте должны быть определены:
- запасы реактивности на начало кампании для всех состояний активной зоны, предусмотренных проектом ИИР, с оценкой погрешности используемых расчетных методов и с учетом возможных технологических отклонений комплектующих элементов активной зоны;
- эффективности рабочих органов СУЗ, ТВС и экспериментальных устройств с учетом их интерференции;
- подкритичность реактора при взведенных рабочих органах аварийной защиты;
- безопасная подкритичность и глубокая подкритичность реактора;
- эффекты и коэффициенты обратных связей по реактивности, обеспечивающие гашение импульса мощности ИИР АД;
- возможные источники и последствия флуктуации реактивности;
- удельная пороговая энергия разрушения твэлов и максимально допустимое энерговыделение за импульс мощности.
2.2.1.11. Для ИИР с подвижной активной зоной, перемещаемой в бокс-отстойник (отстойную зону) на период временного или длительного останова, в проекте должны быть также определены:
- условия, позволяющие начать операции по перемещению активной зоны в бокс-отстойник (подкритичность ИИР, температурный режим элементов активной зоны, радиационная обстановка и т.д.);
- перечень и технология проведения подготовительных операций по приведению технологических систем, систем управления, транспортно-технологического оборудования в состояние готовности к перемещению активной зоны;
- условия хранения активной зоны в боксе-отстойнике и объем контроля за состоянием активной зоны в боксе-отстойнике;
- состояние технологических систем, систем управления и оборудования в реакторном зале до начала работ по перемещению активной зоны из бокса-отстойника на рабочее место;
- объем контроля работоспособности и параметров технологических систем, систем управления реактора после возвращения активной зоны из бокса-отстойника на рабочее место в реакторном зале.
2.2.1.12. Запасы реактивности должны быть обоснованы и минимально достаточны для инициирования требуемого импульса мощности.
2.2.1.13. В проекте должно быть определено соответствие повреждения твэлов и активности теплоносителя первого контура по реперным радионуклидам с учетом эффективности систем очистки теплоносителя.
2.2.1.14. Для ИИР ПД должен быть выполнен анализ динамических процессов в активной зоне и определена граница устойчивости в координатах "средняя мощность - расход теплоносителя" и в координатах "возмущение реактивности - скорость возмущения реактивности". По результатам анализа устойчивости должна быть определена зона безопасной эксплуатации реактора.
2.2.1.15. Для ИИР с активной зоной без отражателя в проекте должны быть рассмотрены последствия уменьшения утечки нейтронов из активной зоны при приближении к ней персонала, экспериментальных устройств и других предметов, а также из-за разрушения строительных конструкций реакторного зала и (или) заполнения реакторного зала и активной зоны водой.
2.2.1.16. В проекте должны быть установлены показатели качества химического и радионуклидного составов теплоносителя, предусмотрены технические средства и организационные мероприятия по их поддержанию и контролю.
2.2.1.17. Проектом должны быть предусмотрены технические средства и методы контроля герметичности оболочек твэлов (ТВС) на остановленном и работающем реакторе, которые должны обеспечивать надежное и своевременное обнаружение негерметичных оболочек твэлов (ТВС).
2.2.1.18. Твэлы различного обогащения, выгорающие поглотители нейтронов, твэлы с выгорающим поглотителем нейтронов и твэлы, отличающиеся нуклидным составом, должны иметь четкую маркировку (отличительные знаки).
2.2.1.19. В проекте должна быть технически обоснована и обеспечена возможность выгрузки активной зоны и ее элементов после проектной аварии.
2.2.2. Управляющие системы нормальной эксплуатации
2.2.2.1. УСНЭ должны обеспечивать контроль состояния реактора и автоматическое и (или) дистанционное управление системами реактора с целью достижения и поддержания в заданном диапазоне нейтронно-физических и других характеристик и параметров реактора.
2.2.2.2. В проекте должны быть обоснованы и приведены перечни контролируемых параметров (характеристик) и сигналов о состоянии реактора и регулируемых параметров и управляющих сигналов.
2.2.2.3. В составе УСНЭ проектом должна быть предусмотрена часть СУЗ, обеспечивающих управление реактивностью (мощностью) при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации реактора. Указанная часть СУЗ должна включать:
- автоматические и (или) ручные регуляторы СУЗ, используемые для вывода реактора на требуемый стационарный уровень мощности и его нормального останова;
- компенсаторы реактивности, используемые для компенсации избыточного запаса реактивности реактора и выбора оптимального положения других рабочих органов СУЗ при выводе реактора на мощность;
- дополнительные технические средства, используемые для увеличения подкритичности реактора в случае, если суммарной эффективности рабочих органов СУЗ, включая рабочие органы регуляторов реактивности, компенсаторов реактивности и аварийной защиты, недостаточно для обеспечения подкритичности, соответствующей безопасному состоянию или состоянию глубокой подкритичности реактора с учетом возможного высвобождения реактивности;
- систему контроля положения и управления исполнительными механизмами рабочих органов СУЗ;
- систему, обеспечивающую генерирование импульсов мощности с помощью пускового устройства или модулятора реактивности;
- минимум два независимых между собой канала контроля плотности потока нейтронов с показывающими приборами, обеспечивающими контроль мощности реактора. При этом, по меньшей мере, в составе одного канала должна быть предусмотрена возможность записи изменения средней мощности реактора во времени;
- минимум два независимых между собой канала контроля скорости (периода) изменения плотности потока нейтронов с показывающими приборами;
- канал управления и контроля положения внешнего (пускового) источника нейтронов;
- каналы контроля и регистрации параметров импульсов мощности (формы и амплитуды импульса мощности или энерговыделения за импульс мощности);
- каналы контроля параметров технологических систем, важных для безопасности.
2.2.2.4. В случае разбиения диапазона контроля плотности потока нейтронов на несколько поддиапазонов должно быть предусмотрено перекрытие поддиапазонов не менее чем в пределах одной декады в единицах измерения плотности потока нейтронов и автоматическое переключение поддиапазонов.
2.2.2.5. Если каналы контроля плотности потока нейтронов не обеспечивают контроль потока нейтронов при загрузке (перегрузке) активной зоны, то реактор должен быть оборудован дополнительной системой контроля. Эта система может быть съемной, устанавливаемой на период загрузки и перегрузки активной зоны реактора, и должна включать в себя не менее двух независимых каналов контроля плотности потока нейтронов с показывающими приборами и записывающими устройствами.
2.2.2.6. В проекте должны быть определены и обоснованы:
- количество, функциональное распределение и эффективность рабочих органов СУЗ, а также скорости перемещения рабочих органов СУЗ на период физического пуска реактора при их калибровке и реализации импульса мощности;
- методы и условия испытаний, замены и вывода в ремонт рабочих органов СУЗ, их приводов, а также других средств воздействия на реактивность;
- аппаратурно-методическое и метрологическое обеспечение измерений эффектов реактивности и подкритичности с указанием рекомендуемых алгоритмов и физических констант кинетического уравнения реактора, количества и координат детекторов потока нейтронов, способов учета пространственно-временных эффектов, методик метрологической аттестации измерителей реактивности, при этом для измерителей реактивности должны быть предусмотрены средства проверки работоспособности и предупредительной сигнализации о неисправности.
2.2.2.7. УСНЭ должны обеспечивать:
- контроль уровня плотности потока нейтронов во всем диапазоне изменения мощности ИИР, начиная с уровня плотности потока нейтронов, обусловленного внешним (пусковым) источником нейтронов при отсутствии ядерного топлива в активной зоне;
- контроль реактивности (подкритичности);
- возможность ограничения вносимого пусковым устройством (модулятором реактивности) возмущения реактивности и скорости изменения реактивности значением, достаточным для получения номинальных параметров импульса мощности.
2.2.2.8. УСНЭ ИИР АД должны также обеспечивать контроль перед реализацией импульса мощности стартовой реактивности, других параметров и характеристик реактора, определяющих параметры импульса мощности.
2.2.2.9. УСНЭ ИИР ПД должны также обеспечивать:
- стабильность скорости и глубины модуляции реактивности;
- контроль частоты импульсов мощности;
- контроль вибрации узлов модулятора реактивности;
- контроль положения рабочих органов модулятора реактивности;
- контроль амплитуды каждого импульса реактивности (мощности).
2.2.2.10. УСНЭ ИИР с растворным ядерным топливом должны обеспечивать величину энерговыделения за импульс мощности, не приводящую к нарушению условий термостойкости растворного ядерного топлива.
2.2.2.11. УСНЭ каждой из связанных активных зон многозонного ИИР АД должны иметь самостоятельную систему контроля плотности потока нейтронов, регистрирующую в основном нейтроны только данной активной зоны.
2.2.2.12. Если рабочие органы аварийной защиты не взведены, УСНЭ должны исключать возможность перемещения (изменения положения) других средств воздействия на реактивность.
2.2.2.13. Рабочие органы ручного и автоматического регулирования и компенсирующие органы должны иметь указатели промежуточных положений и указатели конечных положений.
2.2.2.14. УСНЭ должны обеспечивать автоматический контроль окончательной готовности ИИР АД к импульсу мощности по программе контроля готовности, нейтрализующей возможные ошибки персонала.
2.2.2.15. При отказе канала регистрации и наблюдения формы импульса мощности, или канала регистрации энерговыделения в импульсе, или любого другого канала контроля параметров реактора, определенного в проекте, должно обеспечиваться получение сигналов на останов программы контроля готовности и приведение реактора в безопасное состояние. При этом должен формироваться сигнал об отказе такого канала.
2.2.2.16. Проектом должно предусматриваться наличие в пункте управления реактором световой и (или) звуковой сигнализации, информирующей персонал о состоянии реактора, включая:
- сигнализацию о достижении параметрами реактора уставок срабатывания аварийной защиты (аварийная сигнализация);
- сигнализацию о приближении параметров реактора к уставкам срабатывания аварийной защиты и нарушении нормального функционирования оборудования (предупредительная сигнализация);
- сигнализацию о положении рабочих органов СУЗ и наличии напряжения в цепях электропитания систем (элементов) ИИР, важных для безопасности (указательная сигнализация).
2.2.3. Система охлаждения активной зоны (первый контур)
2.2.3.1. Система охлаждения активной зоны (первый контур) при нормальной эксплуатации реактора должна обеспечивать теплоотвод от активной зоны без нарушения установленных пределов по температуре и скорости изменения температуры элементов активной зоны, экспериментальных устройств и теплоносителя.
2.2.3.2. В проекте должны быть определены и обоснованы:
- границы первого контура;
- надежность эксплуатации элементов и систем первого контура в течение назначенного срока эксплуатации с учетом воздействий, возможных при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии;
- количество и характер воздействий и условия эксплуатации, учитываемые при определении проектного срока службы первого контура.
2.2.3.3. В проекте должно быть показано, что прочность корпуса и конструкций реактора обеспечивается как при нормальной эксплуатации, так и при нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии, в течение всего назначенного срока эксплуатации первого контура.
2.2.3.4. Трубопроводы первого контура должны быть оборудованы устройствами контроля и предотвращения недопустимых перемещений и вибраций.
2.2.3.5. В случае использования теплообменного оборудования, служащего для передачи тепла от первого контура, проектом должен быть предусмотрен запас теплообменной поверхности, достаточный для компенсации ухудшения ее теплопередающих характеристик в процессе эксплуатации.
2.2.3.6. Циркуляционные насосы первого контура должны обладать инерцией, достаточной для обеспечения требуемого расхода теплоносителя при потере их энергопитания до момента, после которого естественная циркуляция теплоносителя или система аварийного расхолаживания обеспечат отвод остаточного тепловыделения без превышения эксплуатационных пределов повреждения твэлов.
2.2.3.7. Проектом должны быть предусмотрены:
- контроль параметров системы охлаждения активной зоны с обеспечением срабатывания предупредительной или аварийной сигнализации при достижении параметрами установленных пределов;
- автоматическая защита от недопустимого повышения или понижения давления в первом контуре при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии;
- компенсация изменений объема теплоносителя, вызванных изменением температурных режимов элементов активной зоны;
- обнаружение потерь теплоносителя при течах и компенсация потерь теплоносителя при течах (с указанием максимального расхода течи, компенсируемого этими средствами);
- защита первого контура от непредусмотренного дренирования теплоносителя;
- средства и способы обнаружения местонахождения и расхода течи теплоносителя первого контура;
- очистка теплоносителя от примесей, продуктов деления и коррозии.
2.2.3.8. Включение (выключение) циркуляционных насосов первого контура не должно выводить ИИР из подкритического состояния при любом исходном событии проектных аварий.