Аварийная защита реактора
О системе управления и защит (СУЗ) атомной станции и о загадочной кнопке АЗ-5 многие слышали в связи с аварией на Чернобыльской АЭС. Но мало кто знает, как эта система работает на современных атомных станциях. Что ж, возможно кому-то это будет интересно.
Для начала, краткая справка о принципах управления цепной реакцией.
Цепная ядерная реакция поддерживается за счёт нейтронов. Нейтрон, попадая в атом урана, вызывает его расщепление. Помимо осколков деления и энергии, выделяются ещё и два-три нейтрона, которые, попадая в другие атомы урана, также вызывают их деление. И так по цепочке.
Чтобы не получить атомную бомбу цепной реакцией надо управлять. Для этого и нужна СУЗ, органом регулирования которой являются стержни, состоящие из материала, хорошо поглощающего нейтроны (обычно карбид бора), не давая им лететь дальше и участвовать в цепной реакции. Таким образом в реакторе поддерживается такое состояние, при котором количество поделившихся ядер урана на предыдущем шаге равно количеству поделившихся ядер на следующем шаге - так называемое критическое состояние.
Поглощающие стержни СУЗ (ПС СУЗ) состоят из 18 поглощающих элементов - ПЭЛ, собранных в пучок (кластер), который вставляется непосредственно в тепловыделяющие сборки - ТВС (да-да, атомщики очень любят аббревиатуры). На верхней фотографии хорошо видны каналы для ПЭЛов, проходящие на всю длину ТВС.
Все ПС СУЗ объединены в группы. Причем, в отличие от РБМК, для управления мощностью реактора используется только одна управляющая группа, а все остальные висят в самом верху и ждут сигнала АЗ.
Ниже на индикаторах положения кластеров СУЗ виден значок "п" означающий верхний концевик.
Вот мы и добрались до самого интересного - кнопочки.
У ВВЭР всего три кнопки, отвечающие за сигналы аварийной и предупредительной защит.
АЗ - кнопка аварийной защиты. Служит для того, чтобы полностью заглушить реактор. При получении сигнала АЗ все кластеры СУЗ снимаются с электромагнитных упоров и падают в активную зону под своим весом, прекращая цепную реакцию.
УРБ - кнопка ускоренной разгрузки блока. Не всегда требуется полная остановка реактора. Иногда нужно быстро снизить мощность. При получении сигнала УРБ вниз падает всего одна специально выбранная группа поглотителей, которая снижает мощность примерно на 50%.
Кстати, учитывая, что всего одна группа снижает мощность наполовину, а групп всего 10 и больше, можно представить, насколько с запасом там поглощающего вещества. А ведь сброс поглощающих стержней - не единственный способ заглушить реактор.
ПЗ-1 - кнопка так называемой предупредительной защиты. Она с рабочей скоростью опускает вниз кластеры поглотителей начиная с регулирующей группы, и дальше по цепочке, пока не исчезнет сигнал первопричины (будь то сигнал нажатия кнопки или сигнал превышения какого-то порога).
Но кнопки на панели ВИУРа - это лишь верх айсберга системы аварийной и предупредительной защиты реактора, которая контролирует множество различных параметров и в случае опасного отклонения одного из них от нормы автоматически формирует три вышеназванных сигнала (плюс ещё один), воздействующих на ПС СУЗ.
P.S. Все фотографии взяты из интернета. Большая благодарность блогерам, благодаря которым они там есть.
