Авария на втором энергоблоке аэс три майл айленд

Вибрация ГЦН продолжает увеличиваться. Насосы петли «В» вибрируют больше, чем насосы петли «А». Кроме того считается, что ПГ «В» поврежден. Отключены оба циркуляционных насоса петли «В» реактора.

01:27 ПГ "В" был отключен со стороны первого контура. Одновременно следовало прекратить подачу в него питательной воды.

01:31 Наблюдался значительный всплеск истечения пара из ПГ "А", а затем быстрое уменьшение образования пара. Причиной этому была ошибка оператора, который направил весь поток питательной воды в отключенный ПГ "В" и допустил "запаривание" ПГ "А".

Заметив, что сигнал уровня в ПГ «А» зашкалил за нижний предел, оператор перенаправил питательную воду из «В» в «А». В результате плотность пароводяной смеси на всасе ГЦН петли «А» увеличилась и их вибрация существенно усилилась.

01:41 Из-за сильной вибрации операторы отключили оба ГЦН петли «А» первого контура.

В результате принудительная циркуляция через реактор и парогенератор прекратилась полностью. В результате обезвоживания первого контура естественная циркуляция к этому моменту уже была невозможна. Вода, подогреваемая в активной зоне, продолжала выкипать, а пар «уходил в свисток». Охлаждение орошением осталось единственным средством отвода тепла от топлива в реакторе.

Уровень питательной воды в ПГ со стороны второго контура есть, но она практически не испаряется, поскольку в отсутствие циркуляции со стороны первого контур тепло из первого контура в ПГ практически не поступает.

01:42 Показания импульсных каналов контроля потока нейтронов возрастали и к этому моменту увеличились в 100 раз относительно состояния непосредственно после останова реактора. Было начато аварийное борирование, чтобы предотвратить самопроизвольный разгон реактора. В действительности увеличение скорости счета не было результатом уменьшения подкритичности. Уменьшилось экранирование внезонных датчиков нейтронов в результате уменьшения плотности воды.

01:52 Показания внутризонных термопар зашкалили при 371ºС. Операторы полагали, что все Ok, поскольку температура на возврате из ПГ в петли циркуляции зашкалила за нижний предел, а разность температур забора и возврата оставалась постоянной. равной 299ºС. (разность между зашкалом вверх и зашкалом вниз). Операторы не осознавали, что естественной циркуляции нет. Показания уровня в КО по-видимому не вызывали беспокойства, то есть довольно плотная пароводяная смесь в КО была.

02:00 В 06:00 пришла на работу новая оперативная смена.

02:14 Операторы новой смены осознали, что сбросной клапан КО застрял в открытом положении и закрыли задвижку, блокирующую «зависший» сбросной клапан. Оператор Е. Фредерик сообщил президентской Комиссии, что они закрыли блокировочный клапан "потому, что он и его товарищи не могли придумать ничего другого".

Движение пароводяной смеси из реактора в сторону КО прекратилось. Сигнал уровня в КО сразу же зашкалил вниз (на удивление операторов). Пар и вода гравитационно отсепарировались. Орошение прекратилось

Первый контур был обезвожен настолько, что после прекращения орошения в результате сепарации пара и воды вода осталась только на самом дне активной зоны. Давление начало расти (испарялись остатки воды в активной зоне).

Именно в этот момент началось серьезное повреждение топлива (см. «Расплав» на 150 минуте (02:30)). Быстро заполнить корпус до уровня выше верха активной зоны в принципе невозможно, да и операторы не спешили увеличить подачу воды из САОЗ.

Как разрушался реактор в этих условиях, смотри на следующих картинках «Расплава». Расплав, стекая до уровня воды, покрывался коркой. Когда вода поднялась выше зоны расплава, он покрылся коркой полностью. Теплоотвод от расплава к воде через корку был ничтожным, а остаточное тепловыделение в нем продолжалось. Температура внутри расплава достигала нескольких тысяч градусов.

02:18 Подачу воды от САОЗ высокого давления увеличили, и, по-видимому, открыли задвижку, блокирующую СККО, выпустив в контайнмент радиоактивный пар и водород из корпуса разрушенного реактора

02:20 Наблюдался быстрый рост радиоактивности в помещениях реактора, Пробоотборные датчики аэрозольной активности внутри контайнмента увеличили показания и ушли в зашкал. Другие датчики радиационного контроля внутри контайнмента и вспомогательного здания сделали то же самое.

2:30 Давление в реакторе снизилось до 49 кгс/см². Автоматически запустились насосы САОЗ среднего давления, подающие борированную воду из бака перегрузки в первый контур.

авария на втором энергоблоке аэс три майл айленд

 

 

ЦНИИАТОМИНФОРМ, Перевод № 1993

Т.Б. Малоне и др. Оценка инженерно-психологических факторов конструирования пультовой и поведения операторов на АЭС Три Майл Айленд-2.

Источник: NUR EG/CR-1270, January 1980, vol. 1, pp. i-vi, 1-133. U.S. Nuclear Regulatory Comission, Washington, USA. T.B. Malone et.al. Human Factors Evaluation of Control Room Design and operator performance at Three Mile Island-2.

 

«Атомная энергия», т. 47, вып. 1, июль 1979. Об аварии на АЭС «Три-Майл-Айленд-2».

 

Для выяснения причин этой аварии президентом США Д. Картером была создана Президентская Комиссия в составе 12 специалистов под председательством профессора Дж. Кемини, составившая о своей работе довольно обширный доклад.

 

Авария на TMI-2, начавшаяся в 4 ч 28 марта 1979 года, квалифицируется как авария с потерей теплоносителя LOCA(обезвоживание). Истечение теплоносителя из первого контура через сбросной клапан компенсатора объема (СККО) привело к быстрому падению давления в системе первого контура и повреждению активной зоны. При этом радиоактивный теплоноситель первого контура проник во вспомогательные помещения, что явилось причиной выбросов активности в атмосферу.

Потеря теплоносителя в активной зоне сопровождалась целым рядом проблем, которые привели к значительной временной загрузке операторов и значительно усложнили процесс диагностирования основной аварии.

 

Схематический продольный разрез АЭС «Три-Майл-Айленд-2»:

1 - реактор; 2 - насос сточных (трапных) вод; 3 - сбросный бак; 4 - предохранительная диафрагма; 5 - запорный вентиль; 6 - защитный корпус; 7 - предохранительный клапан;
8 - компенсатор объема; 9 - парогенератор; 10 – клапан для сброса пара в атмосферу;
11 - главный паропровод; 12 - вспомогательное здание; 13 - сточные (трапные) воды;
14 - насос аварийной системы питательной воды; 15 - трубопровод питательной воды; 16 - машинный зал; 17 – турбина; 18 - конденсатор; 19 - эжектор; 20 - питательный насос; 21 - трубопровод от аварийного источника питательной воды.

Авария реактора PWR (типа ВВЭР) мощностью 885 МВт энергоблока № 2 на АЭС TMI (АЭС на трехмильном острове р. Сэсквихана) в Пенсильвании (США) произошла 28 марта 1979г. в среду в 4 ч 36с. В результате была расплавлена верхняя часть активной зоны, вследствие чего восстановление самого реактора стало невозможным.

Этот реактор имел два прямоточных парогенератора с перегревом пара и работал при давлении в первом контуре 152 кгс/см². Поддержание этого давления осуществлялось с помощью парового объема, в верхней части присоединенного к первому контуру 1 компенсатора объема 2 (см. рисунок). Наверху компенсатора объема 2 расположен сбросной клапан 4 с электрической схемой управления, автоматически открывающийся при повышении давления до 158 кгс/см². Кроме того, имелся другой, нормально открытый, блокировочный клапан 3, расположенный под предохранительным, который необходимо закрыть в случае неполадок со сбросным клапаном.

Реактор изготовлен фирмой Бабкок-Вилкокс. Эксплуатировалась АЭС компанией "Метрополитен Эдисон" – ее совладельцем.

Реактор впервые выведен на критичность в марте 1978 г., дал первый ток 15 марта и с 30 декабря находился в коммерческой эксплуатации.

При аварии реактором и энергоблоком в целом управляли операторы Е. Фредерик и С. Фост. Кроме того, на пульте управления были начальник смены энергоблоков № 1 и 2 У. Зеве и начальник цеха Ф. Шейман.

Персонал смены выполнял обычную рутинную операцию по перемещению отработавшей ионообменной смолы из одного из фильтров конденсатоочистки в сборный регенерирующий бак. Оборудование, применяемое при выполнении этой операции, имеет пневматическую и гидравлическую части.

В ходе этой операции обратный клапан в воздушной линии завис в открытом положении – вода попала в линии пневматической части системы. В этой ситуации возникает угроза «упускания» ионообменной смолы в питательный тракт. Все фильтры конденсатоочистки блокируются, и подача конденсата прекращается полностью (в Пенсильвании 4 часа 00 минут 36секупд).

 

ЧЧ:ММ:СС События

00:00:00 В соответствии с регламентом по исчезновению напора конденсатных насосов отключились оба главных питательных насоса и турбина, была выдана команда на останов реактора.

00:00:00 Вспомогательные (аварийные) питательные насосы включились на рециркуляцию. Для начала подачи воды от них в парогенераторы требовалось появление сигнала «Уровень в парогенераторах ниже уставки 762 мм».

00:00:03 Давление достигло уставки срабатывания сбросного клапана компенсатора объема (СККО), равной 158 кгс/см² (давлении в норме – 152 кгс/см²). СККО открыл поступление пароводяной смеси в барботер.

Пар из верхней части КО через открытый СККО вылетел в барботер и КО заполнился водой первого контура по самый СККО. После СККО (дроссель) контурная вода превращалась в пар.

00:00:08 Поглощающие стержни полностью введены в реактор. Тем не менее, давление в первом контуре реактора продолжало расти и достигло 166 кгс/см².

00:00:12 Давление в контуре снизилось до 155 кгс/см² при этом клапан 7 должен был закрыться. Команда «закрыть» сформировалась, но клапан остался в открытом положении.

Сигнализатор положения «открыт/закрыт» отображал соответствующие команды, а не фактическое положение клапана. Эта техническая ошибка «дизайнеров» вела операторов в заблуждение и стала исходной точкой принятия ошибочных решений.

Средства отображения других измеряемых параметров, отражающих сброс теплоносителя из компенсатора объема в барботер (температура в трубопроводе за клапаном, температура в барботере, уровень в барботере), были размещены в задней части БЩУ и представляли собой индикаторы, а не самописцы. Невозможность получить информацию об истории процесса была еще одной ошибкой «дизайнеров».

00:00:28 Сигнал датчика уровня в парогенераторе снизился до уставки 762 мм, регулирующие клапаны аварийной подачи питательной воды открылись, но запорные задвижки на напоре этих насосов оказались закрытыми и заблокировали аварийную подачу питательной воды в парогенераторы.

Работа на мощности с закрытыми изолирующими задвижками системы аварийной подачи питательной воды запрещена. Их забыли открыть после предпускового опробования аварийных питательных насосов.

00:00:30 Появился аварийный сигнал повышения температуры за сбросным клапаном компенсатора объема (еще один в ряду появившихся ранее).

Температура в сбросной трубе за этим клапаном была выше нормы задолго до возникновения аварийного процесса (по инструкции не выше 55°С). Температура в 90°С указывает на наличие утечки через предохранительный клапан. Клапан действительно «подтекал» и устранить протечку на работающем энергоблоке не было возможности. Операторы «привыкли» к тому, что предупредительный сигнал повышенной температуры «висел» постоянно.

00:00:40 Появился аварийный сигнал снижения уровня в парогенераторах.

00:00:41 Тем не менее, в этот период парогенераторы выкипая продолжали отводить тепло из контура охлаждения остановленного реактора и объем воды в контуре уменьшался. Когда уровень в компенсаторе объема снизился до 401,32 см, оператор реактора (по-видимому, принимая во внимание, что давление снижается одновременно со снижением уровня в КО, а это признаки аварии с потерей теплоносителя) включил второй (В) из трех (А, В, С) насосов системы подпитки первого контура высокого давления.

00:01:45 Остатки питательной воды в обоих парогенераторах выкипели досуха. Основной путь отвода остаточного тепловыделения от активной зоны перестал действовать. Отвод тепла продолжался только через застрявший в открытом положении сбросной клапан компенсатора объема.

00:02:02 Оператор обнаружил, что уровень в парогенераторе упал до 254 мм, что соответствует обезвоживанию. В этот момент он перешел на ручное управление задвижками 11А и 11В и дал вторичную команду на открытие но поскольку задвижки 12А и 12В были закрыты это действие было безрезультатным.

00:02:02 В результате сброса тепла и массы теплоносителя транзитом через компенсатор объема в открытый сбросной клапан давление в первом контуре снизилось до уставки автоматического включения системы аварийной подпитки первого контура высокого давления (114,8 кгс/см²). По этому сигналу заработали насосы А и С. Ранее включенный насос В получил сигнал автоматического отключения. Работа всей группы аварийных насосов может привести к переопрессовке первого контура, поэтому алгоритм выбора стартовой комбинации аварийных насосов был спроектирован так, чтобы «ослабить » такую возможность.

00:03:13 По показаниям уровнемера КО уровень в КО в этот момент был на верхнем пределе или за пределом шкалы прибора (0-1000 см).

В соответствии с обучением признаком аварии с потерей теплоносителя для операторов было снижение уровня в КО и снижение давления в первом контуре. В данном случае уровнемер КО в зашкале, а давление снижается.

В условиях течи через СККО уровень в КО не является адекватным показателем общего содержания теплоносителя в первом контуре. Однако в соответствии с обучением операторы продолжали рассматривать уровень в КО как надежный показатель заполнения первого контура водой.

Процедуры обучения и инструкции предписывают строгий контроль уровня в КО, чтобы не допустить его полного заполнения. Если первый контур и компенсатор объема действительно заполнены водой, то насосы, работая на «жесткий» контур, вызовут его переопрессовку.

Операторы, игнорируя факт снижения давления, приняли решение уменьшить подачу воды из системы аварийной подпитки высокого давления в I контур, надеясь вернуть уровень в КО к норме.

Начальный расход аварийной подпитки составлял 136,2 м³/ч. Чтобы «поддержать» уровень в КО в «регламентном диапазоне» операторы отключили один из двух насосов, а подачу другого уменьшили до 5,675 м³/ч.

00:03:26 Появился аварийный сигнал повышения температуры в барботере.

00:05 Давление на выходе из реактора снизилось до 94 кгс/см².