В Астраханском государственном техническом университете завершён первый этап научной работы по повышению безопасности систем аварийного охлаждения ядерных реакторов ВВЭР-1000.
Исследование сосредоточено на одном из наиболее сложных классов аварий на ядерных реакторах — с полной потерей электропитания, при которой перестают работать активные системы безопасности. Учёные кафедры «Теплоэнергетика и холодильные машины» к. т. н. доцент Семенов Александр Евгеньевич и к. т. н. старший преподаватель Андреев Александр Иванович провели моделирование различных сценариев развития аварии с учётом остаточного тепловыделения. Особое внимание они уделили авариям с частичным и полным отказом оборудования.
Результаты исследования показали, что использующиеся сегодня системы пассивного отвода тепла недостаточно эффективны из-за задержки запуска естественного охлаждения и недостаточной площади теплообмена, по этим причинам температура активной зоны может расти неконтролируемо, что приведёт к тяжёлым последствиям.
Для решения этой проблемы учёные университета предложили инновационный подход — интеграцию абсорбционных холодильных машин в систему охлаждения ядерного реактора. Новая технология позволит использовать тепловую энергию самой активной зоны реактора для работы охлаждающей установки. В отличие от традиционных решений система не только отводит тепло, но и усиливает собственную эффективность за счёт повторного использования этого тепла.
Абсорбционная холодильная машина — устройство, которое производит холод, используя тепло вместо электричества. В случае аварии это особенно важно, поскольку система остаётся работоспособной даже при полном обесточивании. Наибольшая эффективность абсорционной холодильной машины достигается именно в критических режимах, когда остаточное тепловыделение ядерного реактора находится на высоком уровне и тем самым становится «топливом» для создания холода.
Разработка уже получила положительную оценку научного сообщества. Результаты опубликованы в международном журнале «Атомная энергия», который издаётся при поддержке Росатома. Новаторы отмечают, что модернизация действующих энергоблоков с ядерными реакторами ВВЭР-1000 по предложенной технологии перспективна и реализуема.
Внедрение системы позволит значительно расширить диапазон безопасной эксплуатации реакторов в условиях самых тяжёлых аварий. По оценкам исследователей, дополнительное время, которое получает персонал для стабилизации ситуации, может составить несколько часов, а при низком уровне тепловыделения получится полностью предотвратить аварию.
Следующий этап работы направлен на адаптацию технологии для транспортных ядерных установок, в том числе судовых реакторов, а также на сотрудничество с конкретными проектами атомных станций.
