ANSI/ANS 53.1-2011(2021)
Процесс проектирования ядерной безопасности модульных реакторных установок с гелиевым теплоносителем

Стандартный №

ANSI/ANS 53.1-2011(2021)

Дата публикации

2021

Разместил

American National Standards Institute （ANSI)

сфера применения

Настоящий стандарт применяется к процессу проектирования безопасности атомных электростанций. В настоящем стандарте описывается процесс установления адекватного обеспечения критериев безопасности верхнего уровня (TLSC), функций безопасности, критериев проектирования верхнего уровня (TLDC), событий, подлежащих лицензированию (LBE), проектных аварий (DBA), классификации безопасности систем, конструкций и компонентов (SSC), анализа безопасности, глубокоэшелонированной защиты (DID) и специальных требований к обращению с SSC, связанными с безопасностью, на протяжении всего срока эксплуатации станции. Настоящий стандарт не содержит подробных рекомендаций по проектированию; другие существующие стандарты охватывают эти вопросы. Завод удерживает радиоактивные выбросы в пределах требований общественного здравоохранения и безопасности с помощью пассивных ССК и/или внутренних особенностей своей конструкции. Они делают это, полагаясь на присущие им физические свойства и особые требования к конструкции. Хотя объяснение того, как это достигается, выходит за рамки настоящего стандарта, следующее описание характеристик конструкции MHR дает основу для этого заявления о свойствах. Электростанция имеет один или несколько стандартных модулей реактора с гелиевым охлаждением, каждый из которых имеет следующие основные конструктивные особенности: 　•Гелиевый первичный теплоноситель; 　•Графитовый замедлитель; 　•Высокопрочное ядерное топливо с керамическим покрытием, инкапсулированное в графитовую матрицу; 　•Возможность пассивного отвода остаточного тепла в условиях чрезвычайной недостаточности охлаждения; 　•Определенная геометрия активной зоны для обеспечения адекватного охлаждения активной зоны в любых условиях; 　•Активная зона находится в металлическом корпусе реактора высокого давления (КРП); 　•Корпус ДПЛА заключен в прочную строительную конструкцию; 　•Отрицательный температурный коэффициент реактивности. Модуль MHR состоит из стандартной конфигурации ядерного реактора, подключенного к системе прямого или косвенного преобразования энергии и/или системе использования технологического тепла. Модули MHR позволяют производить репликацию для получения желаемого результата на заводе. Система прямого преобразования энергии MHR использует газовую турбину в первичной системе охлаждения для преобразования тепловой энергии в первичном контуре охлаждения в электрическую энергию. В косвенном цикле MHR используется промежуточный теплообменник для передачи тепловой энергии от первичного теплоносителя к вторичному теплоносителю/рабочей жидкости, используемой для выработки электроэнергии. Система утилизации технологического тепла MHR использует тепловую энергию, вырабатываемую в активной зоне реактора, в качестве источника энергии для производственных процессов, например, производства водорода. Модули MHR, обеспечивающие технологическое тепло, могут быть настроены на одновременную выработку электроэнергии с использованием как прямого, так и косвенного цикла. 1.3 Область применения Настоящий стандарт применяется к проектам электростанций коммерческого назначения, исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также к перспективным реакторам. Этот стандарт касается разработки разрешений на безопасность и критериев проектирования для строительства, эксплуатации, технического обслуживания и испытаний. 1.4 Процесс проектирования В разделе 1.4 для справки обсуждается общий процесс проектирования. Все проекты начинаются с определения требований верхнего уровня. Владельцы, операторы, регулирующие органы, поставщики, пользователи и правительства — те, кто заинтересован в проекте, — определяют требования высшего уровня. Нормативные и государственные требования накладывают ограничения на ядерные проекты, которые отражают общественные интересы. Ядерная безопасность является основным требованием для всех ядерных проектов. Неядерные требования касаются производительности, топлива, размещения, экономики, графика, доступности, эксплуатации и технического обслуживания (O&M), инвестиций и экологических показателей. Как только владелец убедится, что основные требования установлены, начинается процесс проектирования. Выбор подходящей технологии — это первый шаг; Далее следует детальный проект объекта. На протяжении десятилетий проекты строительства традиционных электростанций начинались по сути одинаково — с использованием проверенных практик и процедур. Владелец выбирает основные конструктивные особенности (т. е. источник тепла и систему преобразования энергии); Затем проектировщики традиционных установок выбирают схему технологического процесса, режим работы и архитектурное решение в соответствии с производственными требованиями. После выбора эти функции позволяют в дальнейшем разрабатывать проект с учетом дополнительных требований, обеспечивая достаточную доступность, надежность и защиту инвестиций. При выборе систем атомного теплоснабжения проектировщики атомных электростанций учитывают особые требования к ядерной безопасности, чтобы контролировать выбросы радионуклидов, защищать население за пределами площадки и работников на площадке от радиоактивных материалов, а также предотвращать и смягчать последствия ядерных аварий. Кроме того, выбор системы ядерного теплоснабжения требует специального размещения, чтобы обеспечить возможность реализации планов действий в случае серьезной аварии. Возможности выбора площадки и аварийного планирования являются частью стратегии DID для проектов атомных электростанций. Процесс проектирования также будет включать методы вероятностной оценки риска (PRA) для разработки проекта как части стратегии по обеспечению адекватной защиты населения и работников. В этом стандарте в процессе проектирования используется подход, основанный на оценке рисков и производительности (RI-PB). Использование PRA дополнительно уточняет решение и помогает в традиционном детерминированном выборе администраторов баз данных, выходя за рамки анализа единичных отказов. Эти DBA подтверждают необходимые функции, категории безопасности и специальные правила обращения, которые должны применяться к SSC и другим элементам технологического процесса на предприятии. Этот процесс поддерживается фундаментом детерминированных потребностей, принятия решений и оценки. Выбор конструкции требует предположений и может быть связан с неопределенностями. К ним относятся требования к функциональности и производительности SSC. Для такой относительно новой технологии, как MHR, имеющийся опыт эксплуатации может быть ограничен по сравнению с демонстрацией способности достигать проектных показателей и целей безопасности. Таким образом, для решения вопросов, касающихся характеристик или явлений SSC, для проверки предположений относительно SSC или для ответа на вопросы, касающиеся условий эксплуатации предприятия, может потребоваться разработка технологий. В ходе жизненного цикла проектирования идеи дизайнеров закладывают основу для высоко итеративной проектной деятельности. После запуска проекты меняются, хотя и с меньшим количеством итераций, поскольку поступает новая информация, меняется оборудование и материалы, а также устанавливаются другие требования. Рисунок 1 иллюстрирует разработку проекта и ее связь с безопасностью. Фактический этап проектирования завода происходит после создания TLDC, но до оценки первоначального проекта завода с помощью PRA. Целью настоящего стандарта не является полная разработка этого процесса; процесс проектирования завода четко описан в другом месте. Неспособность разработать эффективную конструкцию приведет к усложнению, трудностям в достижении TLDC и потенциальной необходимости в дополнительных системах смягчения последствий. При проектировании ядра особое внимание уделяется управлению интерфейсами между системами для минимизации взаимодействия, сохранения анализа проекта и исключения влияния помех со стороны устройств, не обеспечивающих безопасность, на системы более высокого уровня. Проектировщики обеспечивают проектные интерфейсы между SSC разных категорий безопасности, чтобы гарантировать, что любая неисправность в системе более низкой категории не распространится на систему более высокой категории. Этот принцип изоляции для эффектов SSC более низкого уровня требует экспертного понимания конструкции безопасности и технологии SSC, а также разработки PRA. Проектные основы определяют условия эксплуатации и соответствуют ПДБ, определяющим необходимые возможности установки. Электростанция соответствует этим требованиям, чтобы соответствовать требованиям радиационной защиты TLSC. ......

Специальные темы по стандартам и нормам

стандарты и спецификации