6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКИ
6.1 Состав и классификация технологических систем
В состав реакторной установки входят следующие технологичские системы:
- система приема, приготовления и заполнения реактора свинцовым теплоносителем;
- система разогрева РУ;
- система охлаждения шахты реактора;
- система нормального и аварийного расхолаживания;
- система очистки радиоактивного газа;
- система защиты реактора от превышения давления;
- система обработки теплоносителя газовыми смесями;
Технологическая схема реакторной установки представлена на рис.6.1.
Назначение систем, состав оборудования и режимы работы представлены в разделах 6.2-6.8.
Классификация систем по назначению, влиянию на безопасность, характеру выполняемых ими функций безопасности, ответственности в обеспечении безопасности при сейсмических воздействиях и работоспособности после прохождения землетрясения; оборудования и трубопроводов, в зависимости от степени влияния системы, составной частью которой они являются, на безопасность АЭС представлена в табл.6.1.
Таблица 6.1 – Классификатор систем
Наименование системы	ПНАЭ Г-01-011-97
ОПБ-88/97	ПНАГ5006-87
Нормы проектирования сейсмостойких АС	ПНАГ7008-89
(Правила АЭС)	
	По назна-чению	По влиянию на безопас-ность	Наличие элементов класса	Наличие элементов категории	Наличие элементов группы	
			1	2	3	4	1	2а	2б	3	А	В	С	
Система охлаждения шахты реактора	ОН	СВБ			+		+						+	
Система нормального и аварийного расхолаживания	ЗН	СВБ			+		+						+	
Система приема, подготовки и заполнения реактора теплоносителем.	Н	НВБ				+		+					+	
Система защиты реактора от превышения давления. 	Л	СВБ		+			+						+	
Система разогрева реакторной установки	Н	НВБ				+		+					+	
Система обработки теплоносителя газовыми смесями	Н	СВБ			+		+						+	
Система очистки радиоактивного газа	Н	СВБ			+		+						+	

6.2 Система приема, подготовки и заполнения реактора свинцовым теплоносителем [1]
 
6.2.1 Назначение и техническая характеристика
Система приема, подготовки и заполнения реактора свинцовым теплоносителем предназначена для плавления и заливки реакторного контура свинцом с требуемой концентрацией примесей.
Принципиальная схема системы подготовки и заполнения свинцовым теплоносителем реакторного контура представлена на рис. 6.1.
Таблица 6.2  – Основные технические характеристики системы
Характеристика	Значение 	
1. Общий объем заливаемого свинца, м3	800	
2. Объем свинца в одной плавильной емкости, м3	2	
3. Количество плавильных емкостей	400	
4. Количество емкостей одновременно устанавливаемых в
 центральном зале 	
20	
5. Количество циклов работы системы	20	
6. Мощности электронагрева плавильной емкости, кВт	170,8	
7. Суммарная потребляемая мощность, МВт	3,42	
8. Температура свинца при заполнении, оС	420	
9. Давление в газовой полости плавильной емкости, МПа 	0,36	
10. Время расплавления и разогрева свинца до 450 оС, ч	4	
11. Время заполнения свинца из одной емкости, мин	5	
12. Общее время 1 цикла работы, сут. не более	2	
13. Суммарное время работы системы, сут. не более	40	

Система приема, подготовки и заполнения реактора свинцовым теплоносителем монтируется в центральном зале реактора БРЕСТ-ОД-300 на время заливки реактора, после чего производится ее демонтаж.

6.2.2 Состав и описание работы системы 
В состав системы приема, подготовки и заполнения реактора свинцовым теплоносителем входит следующее оборудование:
емкость плавильная ЕП1 – ЕП20 (черт. К.92.01.000ВО);
нагреватель ЭН11 – ЭН30 (черт. К.92.02.000ВО);
фильтр Ф18 (черт. К.92.03.000ВО);
коллектор;
арматура;
датчики теплотехнического контроля.
Работы по подготовке и заполнению реактора свинцовым теплоносителем осуществляются следующим образом.
1. Сборный коллектор (Dy = 100 мм) и вентили ВЗ83ВЗ102 продуваются аргоном из баллона, который поочередно присоединяется к каждому патрубку (20 шт.) коллектора через фланцевое соединение. После произведенной стыковки с первым фланцем открываются вентиль ВЗ102, ВЗ82 и осуществляется продувка. Сброс аргона осуществляется в спецвентиляцию через вентиль ВЗ82 (вентиль ВЗ81 закрыт). Затем вентиль ВЗ102 и ВЗ82 закрываются, баллон присоединяется к следующему фланцу, открываются соответствующие клапана и операции повторяются. 
Коллектор, патрубки коллектора с фланцами, арматура, фильтры, трубопроводы подачи свинца в реактор обогреваются электрическим нагревателем, представляющим собой нихромовую проволоку диаметром 1,6 мм в керамических бусах. Напряжение питания нагревателя U = 48 В. Требуемая электрическая мощность составляет 8 кВт. Коллектор и арматура имеют наружную изоляцию толщиной 185 мм на основе ваты минеральной ВМ-125 по ГОСТ 4640-93. 
Фильтр механический Ф18 предназначен для предотвращения попадания оксида свинца PbO (свинцового глета) в реакторный контур в процессе операции заполнения реактора свинцовым теплоносителем. 
Фильтр Ф18 состоит из фильтроматериала на основе стеклоткани МКТТ-2,2А (многослойная кремнеземная текстурированная ткань). Эффективность очистки фильтра Е = 80%, пористость ткани Р = 0,750,77, толщина слоя  = 4,5 мм. Количество слоев стеклоткани в фильтре N = 5, диаметр фильтра D = 0,3 м. Термостойкость фильтрующего материала не менее 450 С. Стенки фильтра, подводящие и отводящие трубопроводы выполнены из мартенситной стали 08Х15Н9С3Б1 (ЭП-302). Объем фильтра выбирался из условия его работы в течении всего цикла эксплуатации системы и удержания окислов свинца (1,2 кг), которые образуются при взаимодействии с кислородом воздуха, попадающего в контур в процессе операций монтажа плавильных емкостей к раздающему коллектору из объемов между вентилем плавильной емкости и вентилем раздающего коллектора. Корпус фильтра покрыт теплоизоляцией толщиной 190 мм.
2. В центральном зале реактора устанавливаются 20 плавильных емкостей. С помощью фланцевых соединений емкости герметично присоединяются к патрубкам коллектора.
Таблица 6.3 – Конструктивные параметры плавильной емкости
Наименование параметра	Значение параметра	
1. Внутренний диаметр, мм	800	
3. Наружный диаметр, мм	820	
4. Высота уровня свинца в емкости, мм	4000	
5. Высота емкости	4500	
6. Площадь теплообменной поверхности, м2	10	
7. Масса свинца в твердом состоянии, т	22,8	
8. Давление в газовой полости, ата	3,6	
Емкости с теплоносителем в твердом соостоянии поступают на АЭС с завода-изготовителя свинца с давлением в газовой полости 0,36 МПа. На верхнем и нижнем донышках емкости имеются газовый патрубок (Dy = 10 мм) с сильфонным вентилем для контроля герметичности (по давлению в газовом объеме) и патрубка (Dy = 40 мм) с сильфонным вентилем и фланцем для соединения с ответным фланцем патрубка коллектора, через который осуществляется слив свинца в реактор. Плавильные емкости оснащены уровнемером для контроля степени их опорожнения в процессе заливки. Величина концентрации кислорода в заливаемом в реактор теплоносителе (поставляемом в емкостях с завода изготовителя) определяется на дальнейших стадиях разработки. При поставке плавильных емкостей на АЭС осуществляется входной контроль качества поставляемого свинца, для чего в конструкции емкости предусмотрен пробоотборник.
3. На плавильные емкости с помощью бугельных замков одеваются теплоизолированные секции электронагревателей, на дно и крышку плавильных емкостей монтируется теплоизоляция толщиной 450 мм, и начинается разогрев плавильных емкостей. Одновременно включается электрообогрев на коллекторе, трубопроводах и вентилях. 
При определении суммарного времени нагрева, плавления и догрева свинца до температуры 450 оС рассматривалось два способа разогрева: нагревом газом (используется оборудование системы газового разогрева реактора) и электронагревом плавильной емкости.
При при газовом разогреве (расход аргона -20 кг/с, температура газа на входе в тракт нагрева плавильной емкости -500С) за время  4 ч возможен разогрев до температур 420-450 оС четырех плавильных емкостей и подогрев оставшихся. При таком варианте разогрева необходима организация операций разогрева теплоносителя и заполнения реакторного контура по непрерывно – дискретному циклу. В этом случае весь цикл по заполнению реактора займет около 40 сут.
При электрообогреве возможен разогрев до 450 оС как одновременно всех 20 плавильных емкостей, находящихся в ЦЗ, так и по несколько штук при организации разогрева и заполнения по непрерывно – дискретному циклу. Во всех рассмотренных вариантах определяющей стадией в общем времени заполнения реактора свинцом является стадия остывания плавильных емкостей до температуры не менее 60 оС, занимающая по времени около сут. Полный цикл заполнения реактора, включающий операции монтажа и демонтажа емкостей, разогрев до плавления, слив свинца из емкостей в реактор и их остывание, составит не более 40 сут. На данной стадии разработки за основу был принят вариант разогрева плавильной емкости с помощью электронагревателя, по причине использования на следующих этапах разработки технического решения, позволяющего отказаться от газового разогрева реактора.
Выбор конструкции и расчет нагревателя плавильной емкости производился исходя из полного времени плавления и разогрева свинца, равного 4 часам, что соответствует тепловому потоку q = 12,16 кВт/м2.
Нагреватель электрический состоит из двух полуцилиндрических секций, скрепляемых между собой бугельными замками. Каждая секция состоит из внутреннего и наружного тонкостенного разборного корпуса из листовой стали толщиной 3 мм. На внутреннем корпусе расположена нихромовая проволока диаметром 4 мм в изоляционных бусах с наружным диаметром 16 мм и теплоизоляция толщиной 450 мм на основе ваты минеральной ВМ-125 по ГОСТ 4640-93. Крепление теплоизоляции осуществляется тонкостенным наружным кожухом.
Электрическая мощность нагревателя составляет 170,8 кВт, он имеет 60 параллельно соединенных секций и напряжение питания U = 48 В.
4. После разогрева свинца до температуры 420 оС, коллектора, арматуры, трубопроводов и фильтра система готова к дренированию теплоносителя в реактор. Открываются вентили ВЗ83ВЗ102, ВЗ8081 и вентили на плавильных емкостях. Теплоноситель, пройдя через фильтр и систему параллельных трубопроводов (один в центральную полость реактора и по одному в каждую полость парогенератора) попадает в реактор. Регулировка расхода вентилем ВР45 (соотношение расходов ) обеспечивает условие одновременного наполнения реакторной полости и полостей парогенераторов. 
 При исчезновения сигналов уровнемеров плавильных емкостей закрываются вентили емкостей, а затем вентили ВЗ83ВЗ102, ВЗ81. Время опорожнения одной емкости составляет 5минут. Давление аргона в пустой емкости 0,101 Мпа. 
Электрообогрев емкости и трубопроводов отключается. Аналогичным образом происходит заполнение реакторного контура свинцом из остальных емкостей. 
После охлаждения емкостей осуществляется их демонтаж. Затем в центральном зале реактора устанавливаются следующие 20 плавильных емкостей и процесс повторяется.

6.3 Система разогрева реактора [2]
6.3.1 Назначение и основные технические характеристики 

Система предназначена для подготовки реактора к процессу заполнения его жидким свинцом. Процесс подготовки заключается в разогреве корпуса реактора и всех металлоконструкций, располагаемых в полостях установки, до температур 420 –450 0С. Разогрев производится путем прокачки через реакторные полости разогретого газа – аргона. Во время работы системы газового разогрева реактора отсечные клапана системы защиты реактора от превышения давления должын быть закрыты. 
С целью поддержания металлоконструкций и корпуса реактора в заданном температурном режиме после разогрева аргоном, а также для исключения возможности застывания жидкого свинца во время первой заливки и при длительных остановах реактора, используется нагревательное устройство в виде электропроводящей сетки, размещенной в керамзитобетоне за лайнером реактора.
Оборудование газового разогрева реактора обслуживаемое, демонтируемое после разогрева установки. Нагревательное устройство для поддержания реактора в разогретом состоянии является необслуживаемым.
Система разогрева реактора (СРР) имеет следующие основные технические характеристики, представленные в таблице 6.4. 

Таблица 6.4 - Технические характеристики СРР                                                                      
Наименование параметра	Значение параметра	
1 Тепловая мощность, кВт
2 Потребляемая электрическая мощность, кВт	               1500
               2322	
3 Рабочая среда	               аргон	
4 Температура рабочей среды, оС:
       начальная
       максимальная                                                                                                                                                                                                    	                                       
               20
               500	
5 Давление рабочей среды на выходе из
 компрессора, МПа	              
               0,16	
6 Допустимое давление рабочей среды внутри   
   реактора во время разогрева, МПа	                     
          до 0,12	
7 Расход рабочей среды, кг/с	               20 	
8 Гидравлическое сопротивление газового   
   контура системы (без учета контура реактора), МПа 	
               0,033	
9 Масса металлоконструкций, подлежащих     
   разогреву, кг                     	         
               892*103                                      	
10 Температура металлоконструкций, оС:
     перед разогревом                                                
     в конце разогрева	                                         
               20
               450	
11 Скорость разогрева, 0/ч    
12 Время разогрева реактора до его заливки              
     свинцом, сут	               3

                40,5	
13 Запас аргона для заполнения полостей 
     системы, нм3	
               100	

6.3.2 Состав и описание работы системы

	Теплогидравлическая схема системы разогрева реактора (СРР) представлена на рис.6.1.
	В состав системы входит следующее оборудование:
	теплообменники типа газ-газ ТО1,ТО2 (черт.К.88.01.000 ВО), предназначеные для передачи тепла от газа, выходящего из полостей реакторной установки, газу, поступающему на догрев в электронагреватели;
	теплообменник газ-вода ТО3 (черт.К.88.02.000 ВО), предназначенный для доохлаждения газа, поступившего из трактов охлаждаемого газа теплообменников ТО1 и ТО2;
	электронагреватели ЭН1-ЭН6 (черт.К.88.03.000 ВО), предназначенные для догрева аргона до заданной температуры перед поступлением его в реакторные полости;
	фильтры-адсорберы АД1, АД2 (черт.К.88.04.000 ВО), предназначеные для поглощения кислорода из рабочего газа и для поддержания концентрации кислорода в аргоне в пределах об.;
	компрессоры КМ1, КМ2, обеспечивающие нагнетание газа в циркуляционный контур системы, реакторные полости и компенсирующие потери давления рабочей среды;
	насос Н11, предназначенный для подачи охлаждающей воды в тракт охлаждения теплообменника ТО3;
	фильтр механических примесей Ф3, предназначенный для очистки воды, поступающей в межтрубное пространство теплообменника ТО3;
	фильтры Ф1, Ф2, обеспечивающие очистку аргона от возможных загрязнений компрессорным маслом;
	рампа газовых баллонов РБ1, предназначенная для заполнения системы рабочим газом – аргоном;
	арматура;
	датчики теплотехнического контроля.
	В состав системы также входят соединительные трубопроводы, сборные и раздаточные коллекторы.
Система разогрева реактора обеспечивает следующие режимы работы :
	разогрев газовым теплоносителем конструкций реактора;
	выдержка конструкций реактора в заданном температурном режиме.
	После заполнения аргоном (ГОСТ 10157-79) контура системы из рампы РБ1 и реакторных полостей, включаются компрессорные установки КМ1 и КМ2 марки ТВ300-1,6М-0,2, осуществляющие циркуляцию аргона в контуре. Трубопроводы подвода и отвода среды от компрессора Ду 400мм . Воздушные вентили ВЗ25, ВЗ31, ВЗ34 – закрыты, отсечные вентили ВЗ26, ВЗ27, ВЗ29, ВЗ30, ВЗ33 – открыты. Давление в газовом контуре измеряется датчиками давления. Для исключения превышения проектного значения давления газа в контуре системы предусмотрены предохранительные клапаны КП5, КП6. Компрессоры КМ1 и КМ2 установлены на двух параллельных идентичных ветвях, давление газа после компрессоров 0,16МПа. 
Далее аргон проходит аэрозольный фильтр Ф1(Ф2), где освобождается от возможного незначительного количества компрессорного масла. Фильтры Ф1,Ф2 аэрозольные типа ЛАИК СПГ 3/26 с фильтрующей тканью ФПП-15-1,5 обеспечивают степень очистки не менее 99,99%. Подводящий и отводящий рабочую среду после фильтра трубопроводы Ду 400мм.
Затем газ поступает в кожухотрубчатый противоточный теплообменник ТО1(ТО2), где воспринимает часть тепла от газа, возвращающегося из реакторных полостей. Нагреваемый газ движется в межтрубном пространстве и повышает температуру с 250С до 3750С (максимальная). В трубках циркулирует газ, вышедший из реактора, который охлаждается с температуры 4500С (максимальная) до 1000С. Габаритные размеры теплообменника: диаметр корпуса - 0,98м, длина секции с патрубками - 7,01м.
Теплообменники теплоизолированы минеральной ватой ВМ-125 по ГОСТ 4640-93, толщина изоляции 300мм. Трубопроводы охлаждаемого газа: подводящий Ду 600мм, отводящий Ду 450мм. Трубопроводы нагреваемого газа: подводящий Ду 400мм, отводящий Ду 600мм. Для трубопроводов условным диаметром 400мм, 600мм толщина изоляции из минеральной ваты марки ВМ 125, при условии, что температура на поверхности теплоизоляционного слоя не превышает 450С, составляет 200-250мм.
Далее газ поступает в сборный коллектор Ду 800мм, из которого раздается в электронагреватели с регулируемой мощностью ЭН1-ЭН6 для нагрева до расчетной температуры. Подводящие к электронагревателям и отводящие от них трубопроводы Ду 300мм, сборный коллектор после нагревателей Ду 850мм. Коллектора покрыты теплоизоляцией толщиной 300 мм.
Нагреватель имеет мощность 250 кВт при напряжении на нагревателе 220 В. В качестве нагревательного элемента используется нихромовая проволока сечением 5 мм. Корпус электронагревателя окружен теплоизоляцией из минеральной ваты толщиной 250 мм.Нагреваемая камера имеет следующие размеры: ширина – 454 мм, высота – 398 мм, глубина – 2200мм.
После электронагревателей поток газа движется по двум трубопроводам Ду 600мм. На байпасе каждого из этих трубопроводов (расход газа равен 0,2кг/с) установлен фильтр-адсорбер АД1(АД2), предназначенный для очистки аргона от избыточного кислорода путем связывания кислорода с медью с образованием на ее поверхности окисной пленки. Расход через основной и байпасный (Ду 150мм) трубопроводы регулируется клапаном ВР14(ВР15). Фильтры-адсорберы АД1, АД2 обеспечивают концентрацию кислорода в аргоне не более 0,02 %. Объем засыпки из восстановленной меди составляет 0,05 м3. Габаритные размеры аппарата: диаметр - 0,406 м, длина (с присоединительными фланцами) - 0,879м.
Далее газ по трубопроводам Ду 400мм подается на входные патрубки полостей парогенераторов. Двигаясь через внутренние полости парогенераторов и через центральную часть установки, газ нагревает расположенные в них металлоконструкции и поступает к выходному патрубку отводящего трубопровода. После реакторной установки аргон обратного тока (расход равен 20кг/с) подается в теплообменники ТО1(ТО2) с расходом 10кг/с в каждый для предварительного подогрева газа прямого тока, направляющегося в электронагреватели ЭН1-ЭН6.
Далее газ обратного тока суммарным расходом направляется на окончательное охлаждение в кожухотрубчатый теплообменник типа газ-вода ТО3. Газ движется в теплообменных трубках, ожлаждаясь с температуры 1000 С до 250 С. Охлаждающая вода по трубопроводу Ду 150мм с расходом 12,5 кг/с подается в межтрубное пространство электронасосом Н11 марки ЦНС 60-66 через фильтр механических примесей Ф3 с температурой на входе 200 С, на выходе из теплообменника 350 С. Габаритные размеры теплообменника: наружный диаметр корпуса - 1,3м, длина - 4,98м.
Фильтр механических примесей Ф3 предназначен для очистки природной воды, поступающей в межтрубное пространство теплообменника ТО3. Фильтр имеет габаритные размеры: диаметр - 1,0м, высота - 2,96м. В качестве фильтрующего элемента используется антрацит и кварцевый песок.
Охладившись в теплообменнике ТО3 газ после раздаточного коллектора двумя потоками поступает на всас компрессоров КМ1 (КМ2), замыкая циркуляционный контур.
Подпитка аргоном контура осуществляется из рампы газовых баллонов РБ1 с запасом аргона 120м3.
	Входящее в состав СРР электронагревательное устройство предназначено для поддержания температуры металлоконструкций реактора после газового разогрева в пределах 380-4500С. Такой режим необходим в период заполнения первого контура свинцом, а также при длительных остановах реактора с целью исключения застывания теплоносителя.
В качестве основного конструктивного элемента нагревательного устройства принята электропроводящая сетка с ячейкой 10*10мм, выполненная из сплава с высоким омическим сопротивлением марки Х20Н80-Н (нихром). Указанная сетка размещается снаружи лайнера реактора и лайнеров парогенераторов, а также под днищем центральной полости в блоках первого слоя керамзитобетона на расстоянии 100мм от перечисленных элементов реактора коаксиально к ним. Напряжение питания непосредственно на сетке V=36В.
	Электропроводящая сетка представляет собой конструкцию, выполненную из токопроводящих проволочек диаметром 0,6 мм и перемыкающих проволочек того же диаметра, которые придают сетке дополнительную жесткость и, в то же время, играют роль проводников тепла, что обеспечивает равномерное распределение температуры по поверхности, на которой устанавливается сетка. В узлах пересечения проволочки сетки соединены сваркой.
	С помощью сварки сетка крепится к токораздающим шинам, выполненным из меди. Токораздающие шины имеют сечение, которое обеспечивает потерю напряжения на них около 2В на каждой, что обеспечивает их работу без дополнительного существенного нагрева. Токораздающие шины выполняются в виде ленты, имеющей в сечении размер 30*2мм.
	Электронагревная сетка выполняется в виде секций. Для участка боковой поверхности парогенератора сетка имеет 4 секции размером 3,25*8,3м. Секции парогенератора соединены между собой медной шиной сечением 30*2мм. Для центральной полости сетка также разбита на 4 секции размером 4,9*4,6м. Для дна реактора секции имеют вид секторов, которые при соединении между собой образуют круг площадью, равной площади поверхности дна. Длина верхней дуги сектора составляет 4,9м, а нижней – 0,25м.
	Электрический ток подводится и отводится от сетки при помощи подводящих шин, выполненных из меди. Площадь поперечного сечения каждой из этих шин равна 600мм2. Подводящая шина крепится к токораздающей шине с помощью сварки. С целью обеспечения надежности снабжения электротоком сетки, подводящие и отводящие шины продублированы.
Необходимо отметить, что электронагревная сетка может быть использована не только для поддержания реактора в разогретом состоянии, но и при соответствующей корректировке характеристик, для разогрева реактора, что позволит отказаться от системы газового разогрева. Расчетное обоснование такого подхода будет сделано на следующих этапах разработки.
6.3.3 Расчет температур конструкций реактора в режиме разогрева
6.3.3.1 Расчет температур в конструкционных материалах шахты реактора
В процессе разогрева конструкционных материалов внутренних полостей реактора одновременно происходит нагрев лайнера шахты реактора и расположенных за ним слоев бетона. Расчет полей температур в этих материалах в режиме разогрева выполнен по методике и программе, представленной в [3]. 
В соответствии с требованиями по режиму разогрева керамзитобетона, прилежащего к лайнеру, необходимо обеспечить температуру на внутренней поверхности керамзитобетона на следующих уровнях 80,120,180,300 и 420...4500С с временной выдержкой на них в течении 12, 24, 48, 96 и 104 часов соответственно, что может быть достигнуто путем изменения температур греющего теплоносителя за счет изменения мощности электронагревателей газа (рис.6.2 ). Расход газа при этом остается неизменным.
Выбранная схема движения греющего теплоносителя, при которой ¼ часть расхода поступает в каждую полость парогенератора (ПГ), а затем происходит их объединение в центральной полости реактора, практически не позволяют получить одинаковые условия теплообмена в указанных полостях реактора и одинаковый уровень стабилизации температур керамзитобетона в них. Однако, эти уровни достаточно близки друг к другу из-за уменьшения температуры греющего газа, поступающего в центральную полость после нагрева металлоконструкций и лайнера ПГ.
На рис.6.2  приведены результаты расчета температуры внутренней поверхности керамзитобетона с выходом на необходимые уровни температур и выдержкой на этих уровнях. Температуры для полостей парогенераторов и центральной полости реактора приведены для поперечного сечения шахты реактора на уровне верха активной зоны для одного из расчетных углов (1,179 для полостей ПГ и 0,785 для центральной полости). Отсчет углов произведен от плоскости, проходящей через центры рассматриваемых полостей.
Сохранение и стабилизация температур конструкций могут быть получены путем включения через 30,5 суток напряжения на металлическую сетку, расположенную в бетоне за лайнером, и получения на боковых поверхностях полостей реактора заданной линейной мощности энерговыделений. Одновременно температура греющего газа снижается до 4500С и стабилизируется на этом уровне.Результаты расчета мощности, отводимой в боковые поверхности полостей корпуса в режиме разогрева, приведены на рис.6.3 . Приведенные данные соответствуют мощностям в сетках: 60 кВт на боковой поверхности центральной полости, 20 кВт на днище центральной полости и 70 кВт на боковых поверхностях полостей ПГ.
Из результатов расчета видно, что отводимая в лайнер шахты реактора мощность существенно зависит от температуры греющего теплоносителя. После включения напряжения на сетку (через 30,5 сут. от начала процесса), создаваемая в ней мощность приводит через некоторое время к запиранию теплового потока в лайнер из реактора. Исключение составляют днища полостей ПГ, в которых отсутствует сетка, и тепло через них продолжает отводиться в грунт, на котором размещено здание реактора. Мощность, отводимая через крышки полостей в центральный зал реактора, стабилизируется через 40,5 сут. на уровне 7,8 кВт (через все крышки) при принятой в расчете температуре воздуха в зале 200С.

6.3.3.2 Расчет температур внутренних металлоконструкций реактора
	Движение теплоносителя во внутренних полостях реактора в режиме разогрева металлоконструкций можно, в общем случае, охарактеризовать двумя основными потоками: ¼ часть расхода горячего теплоносителя поступает на нагрев парогенератора, насоса и обечаек парогенератора в периферийную часть шахты корпуса реактора, а затем этот расход, после прохождения патрубков, объединяется с аналогичными ¾-ми потоков и нагревает обечайки, иммитаторы ТК, отражатель, перегрузочную машину и др.конструкционные материалы центральной части шахты корпуса.
	Подробная расчетная схема разогрева металлоконструкций реактора последовательно содержит следующие элементы:
   крышка полости парогенератора;
   парогенератор и насос;
   днище полости парогенератора;
   обечайки парогенератора и лайнер боковой полости;
   патрубок, соединяющий боковую полость с центральной;
   разделительные и внутренние обечайки, стояки и лайнер центральной       
   полости;
   плита нижняя центральной полости;
   днище центральной полости;
   имитаторы технологических каналов;
   отражатель нейтронов;
   перегрузочная машина;
   крышка центральной полости шахты реактора.
Каждый из элементов расчетной схемы характеризуется набором и массой конструкционных материалов, а также длиной, гидравлическим диаметром и площадью участка теплообмена с греющим теплоносителем. Расчет их разогрева может быть выполнен по общепринятой квазистатической методике, т.к. скорости изменения температур греющего газа и металлоконструкций не превышают 2,60/час, с учетом мощностей, отводимых в лайнер, крышки и днища полостей.
Графики изменения температур газа и средних температур металлоконструкций реактора в режиме разогрева приведены на рис.6.4.
	Из результатов расчета следует, что разогрев металлоконструкций реактора БРЕСТ-ОД-300 завершается к 40,5 суткам от начала режима с учетом заданных интервалов времени стабилизации температур керамзитобетона, прилегающего к лайнеру корпуса. Полученные температуры материалов в корпусе реактора достигают 435-4400С и, при необходимости, могут быть уменьшены, путем изменения температуры греющего газа. 

6.4 Система охлаждения шахты реактора [3]

6.4.1 Назначение и техническая характеристика
	Система предназначена для охлаждения шахты реактора атмосферным воздухом на всех режимах его эксплуатации с целью не превышения заданных температурных условий работы конструкционных материалов.
	Система воздушного охлаждения шахты реактора имеет следующие основные технические и конструктивные характеристики, представленные в таблице 6.5.
Таблица 6.5 - Основные технические и конструктивные характеристики системы

Наименование параметра	Значение параметра	
1 Тип рабочего тела	Атмосферный воздух	
2 Давление рабочего тела на входе, МПа	0,1	
3 Температура рабочего тела на входе в
систему, 0С	Согласно сезонным и погод ным условиям, -20-+40	
4 Температура рабочего тела на выходе из трубопроводов охлаждения шахты (при tвх=20-400С), 0С	50-85	
5 Расход рабочего тела (в зависимости от сопротивления фильтра при tвх=200С), кг/с	3,2-4,8	
6 Количество внутрикорпусных трубо-
проводов	292	
7 Тип контура охлаждения	Разомкнутый	
8 Циркуляция в системе охлаждения	Естественная	
9 Гидравлическое сопротивление тракта рабочего тела, Па	110-80	
10 Степень очистки рабочего тела на входе в систему, мкм	более 10	
11 Температура строительного бетона,оС
      максимальная (при tвх=20-400С)	
75-100	
12 Габаритные размеры внутрикорпусных  трубопроводов, м
    диаметр
   максимальная длина	

0,1
41
	
13 Срок службы внутрикорпусных трубо-проводов, год	Не менее 30	

6.4.2 Состав и описание работы системы
	Теплогидравлическая схема системы воздушного охлаждения шахты реактора БРЕСТ-ОД-300 представлена на рис.6.1. В состав системы входит следующее основное оборудование:
	трубопроводы охлаждения шахты (теплообменник);
	трубопроводы внешние (подводящие и отводящие рабочее тело);
	коллектор раздаточный;
	коллектор сборный;
	фильтры пылевые Ф14...Ф17;
	трубопроводы вытяжные;
	емкость сбросная ЕС9;
	насос для откачки конденсата Н15;
	датчики теплотехнического контроля;
	Система функционирует следующим образом.
Подача атмосферного воздуха в систему осуществляется по четырем подводящим патрубкам диаметром 1420 х 10 мм (Dу = 1400 мм) через пылевые фильтры Ф14...Ф17 марки ФяРБ ТУ 22-6118-85 в раздаточный коллектор, который представляет собой кольцевую щель, расположенную за строительным бетоном шахты реактора. Фильтры предназначены для очистки воздуха от механических частиц пыли размером не менее 10 мкм. Фильтр состоит из ячейки и установочной рамки. Ячейка фильтра состоит из корпуса, крышки и уложенных между ними 12 гофрированных металлических сеток по ГОСТу 3826-82. Материалом для сеток является сталь марки Х18Н10Т. Фильтр имеет начальное аэродинамическое сопротивление 50 Па и эффективность очистки 80%. В процессе эксплуатации фильтров следует контролировать их аэродинамическое сопротивление по показаниям микроманометра. Когда перепад давлений достигнет 100 Па, фильтр следует регенерировать. 
Из коллектора воздух с сезонной температурой и влажностью окружающей среды поступает в систему трубопроводов охлаждения (черт.К.90.000.00 ВО) в количестве 292 шт. наружным диаметром 110мм и толщиной стенки 5мм (Dу = 100 мм), расположенных в плотной однорядной упаковке по границе между теплоизоляционным и строительным бетонами шахты вдоль полостей активной зоны реактора и парогенераторов (ПГ) с шагом ~ 300 мм. С целью обвода паропроводов системы защиты реактора от превышения давления предусмотрены сборники наружным диаметром 373мм и толщиной 5мм объединяющие часть теплообменных трубопроводов. Данные сборники соединены вертикальными трубами наружным диаметром 273мм и толщиной стенки 6мм со сборным коллектором. 
Воздух движется вверх и охлаждает железобетонную шахту реактора за счет теплосъема с поверхности. Движение воздуха осуществляется за счет естественной конвекции. Нагретый воздух из трубопроводов поступает в сборный коллектор, который представляет собой замкнутый трубопровод диаметром 1420 х 10мм (Dу = 1400 мм), предназначенный для сбора и дальнейшего распределения газа. Из коллектора воздух по четырем отводным патрубкам диаметром 1420 х 10 мм (Dу = 1400 мм), поступает в четыре вытяжные трубы, через которые выбрасывается в атмосферу. Коллектор и отводные трубопроводы покрыты теплоизоляцией. Участки теплообменных трубопроводов, расположенных над корпусом реактора также покрыты теплоизоляцией толщиной 50мм. В качестве теплоизоляции используется минеральная вата ВМ-125 ГОСТ 4640-93. 
	Количество вытяжных труб выбиралось с учетом равномерности условий охлаждения корпуса и сохранения этих условий при возможных аварийных ситуациях выхода из строя части труб.
	За время работы системы охлаждения возможно образование из воздуха конденсата на теплообменных поверхностях, в связи с чем из раздаточного коллектора предусмотрен отвод конденсата в сбросную емкость ЕС9 объемом 0.2 м3. Для обеспечения удаления возможного появления конденсата из теплообменных труб предусмотрен уклон входных участков труб в сторону раздаточного коллектора.
В качестве сбросной емкости может быть использован колодец, выполненный в строительном бетоне. Из емкости, по мере ее заполнения, с помощью насоса Н15 марки  ВК-1/16 (ВКС-1/16)по ГОСТ 10392-68 конденсат удаляется в канализацию. Уровень конденсата в сбросной емкости контролируется с помощью уровнемера.
	Режимы работы системы воздушного охлаждения определяются штатными режимами работы реактора, из которых можно выделить следующие:
	разогрев металлоконструкций реактора;
	заполнение свинцом полости реактора;
	вывод на мощность;
	номинальный режим;
	плановое расхолаживание;
	аварийный режим.
	Каждый режим работы отслеживается пассивным изменением параметров воздуха (температурой, расходом).

	6.4.3 Теплогидравлические расчеты режимов работы системы
	6.4.3.1 Методика расчетов
	Расчетные исследования режимов работы системы охлаждения корпуса реактора БРЕСТ-ОД-300 выполнялись с помощью специально разработанной программы расчета нестационарных полей температур конструктивных элементов корпуса в трехмерной геометрии с одновременным расчетом динамики течений теплоносителя в сложной и многоразветвленной системе охлаждения корпуса.
	В качестве базы для составления программ принята 1/8 часть корпуса реактора, ограниченная по условиям его работы адиабатическими поверхностями стока тепла, представляющими собой продольные радиальные сечения корпуса через его центральную ось.
Трехмерная расчетная модель элемента конструкции корпуса определена расчетными точками на радиусах секторов (R1 и R2), углами секторов  и поперечными сечениями по высоте корпуса Z 
	Граничными условиями расчета штатных режимов работы реактора и системы его охлаждения являются теплообмен с теплоносителями, циркулирующими во внутренних полостях корпуса, теплообмен с воздухом (поступающим в систему охлаждения) по боковой поверхности корпуса, теплообмен с воздухом зала по крышкам полостей корпуса, теплообмен с воздухом, циркулирующим по трубам системы охлаждения, и теплопроводность в грунт через нижнюю опорную поверхность корпуса. Температура грунта принята в расчетах постоянной и равной 50С.
Средний коэффициент теплопроводности керамзитобетона, принятый в расчетах, составляет около 0,3Вт/(м*град).
	Принятая в расчетах ориентировочная продолжительность штатных режимов и заданные изменения характеристик теплоносителей, омывающих внутренние поверхности полостей корпуса, определены в соответствующих проектах систем реактора /1,2/ и приведены в таблице 6.6.
Таблица 6.6- Продолжительность работы и характеристики теплоносителей для штатных режимов реактора
Назва-
ние режима	Продолжи
тельность
работы,
сут	Текущее
время
процесса,
сут	Характеристики режимов	
			Коэфф. мощности реактора	Расход
аргона,
кг/с	Температу
ра аргона,
0С	Расход
свинца,
кг/с	Температу
ра свинца,
0С	
1. Разогрев металло-
конструк
ций и 
корпуса
реактора

40,5	0
2,0
3,0
5,0
6,5
9,5
12,0
16,5
21,0
24,5
30,5
32,5
40,5	0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0	20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20	20
180
100
220
125
300
200
460
330
500
500
450
450	-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-	-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-	
2.Запол-
нение
реактора
свинцом	

40	40,5
41,5
43,5
44,5

80	0
0
0
0

0	-
-
-
-

-	400
400
400
400

400	-
-
-
-

-	400
400
400
400

400	
3. Вывод
на номи-
нальный
уровень
мощнос-
ти	

5	80
81
82
83
84
85	0
0,1
0,1
0,5
0,5
1,0	0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
0,02	420
420
420
420
420
420	-
-
-
-
-
-	380
380
400
400
420
420	
4. Номи-
нальный
штатный
режим 	
360	85
445	1,0
1,0	0,02
0,02	420
420	-
-	420
420	

Продолжение таблицы 6.6
Назва-
ние режима	Продолжи
тельность
работы,
сут	Текущее
время
процесса,
сут	Характеристики режимов	
			Коэфф. мощности реактора	Расход
аргона,
кг/с	Температу
ра аргона,
0С	Расход
свинца,
кг/с	Температу
ра свинца,
0С	
5. Плано
вое рас-
холажи-
вание	
5	445
446
447
448
450	1,0
0,5
0,1
0
0	0,02
0,02
0,02
0,02
0,02	420
420
420
420
420	-
-
-
0
0	420
420
420
400
400	

	В режиме заливки в реактор теплоносителя, расчет теплообмена во внутренних полостях корпуса осуществляется теплопроводностью с застойным аргоном и свинцом по мере его залива во внутренние полости. В этом режиме включается проволочный электронагреватель, расположенный за лайнером и предотвращающий процесс охлаждения залитых порций свинца.
	Среди других граничных условий расчетов следует отметить энерговыделения в лайнере корпуса, в бетоне теплоизоляции и в начальных участках по радиусу строительного бетона, имеющие место на уровне активной зоны реактора и выше ее, в местах размещения отработавших кассет активной зоны.

	6.4.3.2 Результаты расчета штатных режимов работы

	В режиме разогрева металлоконструкций реактора, размещенных в его внутренних полостях, происходит изменение температуры теплоносителя на входе при постоянном расходе и постепенный разогрев или охлаждение конструкционных материалов корпуса с целью получения заданных стационарных температур керамзитобетона, прилежащих к лайнеру.
	После разогрева реактора включается напряжение на металлическую сетку, расположенную за лайнером и выделяемая на ней мощность препятствует охлаждению внутрикорпусных деталей. 
Затем начинается ступенчатая заливка полостей реактора жидким свинцом, которая практически не влияет на естественный разогрев железобетонных конструкций корпуса.
	После заполнения реактора свинцом, он может быть выведен на номинальный уровень мощности, по принятой нормативной технологии, и работать на нем заданное время до перегрузки активной зоны.
Проведенные расчеты полей температур в конструкционных материалах шахты реактора показали, что для принятого закона изменения температур греющего газа на входе в реактор в режиме разогрева металлоконструкций (см.табл.6.6), достигается необходимая стабилизация температур лайнера и расположенного за ним керамзитобетона на уровнях 80, 120, 180, 300 и 420...4500С с выдержкой, соответственно, 12, 24, 48, 96 и 104 часа этого стабильного уровня. Указанные уровни достигаются в полостях размещения парогенераторов, а в центральной полости температуры стабилизации выше заданных на 5-100С. Это происходит из-за разделения потока греющего теплоносителя на 4 части по полостям ПГ и затем объединение его в центральной полости, что увеличивает в ней коэффициенты теплоотдачи. Температуры остального керамзитобетона также стабилизируются в эти же времена в виде линейной функции от толщины. 
При работе реактора на номинальном уровне мощности, температура бетона, непосредственно прилегающего к лайнеру, достигаeт 4400С в районе размещения активной зоны реактора из-за внутренних энерговыделений в них от нейтронного и -излучения. Хотя результаты расчетов ограничены 180,9 сутками от начала ввода в действие реактора, расчеты показывают, что температуры строительного бетона стабилизируются к 1...1,5 годам эксплуатации реактора и не превысят 750С в наиболее массивной части корпуса (при tвх=200С). Влияние ожидаемых изменений температур свинца в полостях реактора при возможных аварийных ситуациях на указанные температуры строительного бетона не распространяются, из-за их ограниченной длительности, теплоизоляционных свойств керамзитобетона за лайнером шахты и постоянной работы воздушной системы охлаждения.
	Воздушная система охлаждения шахты автоматически включается в работу примерно через сутки после начала разогрева реактора. По мере прогрева бетона и металлоконструкций реактора, расход воздуха в системе и его температура на выходе из корпуса увеличиваются до 4,8 кг/с и 55,50С при чистых фильтрах на входе в систему. Кривые изменения этих параметров от времени приведены и на рис.6.5. 
	Распределение параметров теплоносителя по трубам системы охлаждения вокруг центральной полости ПГ неравномерно, из-за разницы температур охлаждаемого бетона в местах размещения труб. Изменения этих параметров для =180сут после начала эксплуатации реактора приведено на рис. 6.6. Средние коэффициенты теплоотдачи по трубам составляют 6-9 Вт/(м2*град).
	Отвод тепла системой охлаждения от корпуса реактора при его работе на номинальном уровне мощности составляет по расчетам 0,1...0,17МВт, в зависимости от времени его эксплуатации в рассмотренных штатных режимах (180...360суток).

6.4.4 Результаты расчетов аварийных режимов

	Среди аварийных режимов работы системы охлаждения рассмотрено разрушение одной из высотных труб отвода нагретого воздуха. Расчеты показывают, что суммарный расход воздуха в системе уменьшается на 0,2-0,3кг/с из-за увеличения расходов и скоростей течения воздуха в трех оставшихся трубах. Это связано с тем, что выбранные в проекте размеры раздающих и собирающих коллекторов практически обеспечивают перераспределение потоков и расчетную раздачу воздуха в систему труб охлаждения. В этих условиях изменение динамики растечки тепла в конструкционных материалах корпуса не наблюдается. 
	Аналогичные результаты дает и закупорка или разрушение одной из труб подвода воздуха в систему.
	Возможные разрушения пакетов труб охлаждения в проекте не рассмотрены, т.к. неясны причины, которые могут привести к такому разрушению.

6.5 Система очистки радиоактивного газа [4]

6.5.1 Назначение и техническая характеристика
	Система очистки радиоактивного газа предназначена для поддержания требуемого состава газовой среды и давления в газовых объемах реактора на всех режимах его эксплуатации. Кроме того, данная система обеспечивает первоначальное заполнение реактора аргоном и, при необходимости, замену радиоактивного газа в газовых объемах реактора на очищенный газ.
Основные технические параметры системы очистки:
расход газовой смеси, нм3/ч                                                                                50
основное рабочее тело                                                                                         Аr
содержание влаги в газовой смеси на входе в систему (макс.), %(об.)           12
содержание влаги в газовой смеси на выходе из системы, %(об.)                    4
температура смеси на входе в систему, 0С                                                      500
температура газа (Аr) на выходе из системы, 0С                                       до 490
давление смеси (абс.) на входе в систему, МПа                                0,101-0,103
гидравлическое сопротивление системы 
(ориентировочно), МПа:
   до нагнетателя                                                                                             0,003
   после нагнетателя                                                                                       0,003

6.5.2 Состав системы
	Принципиальная схема системы представлена на рис 6.1.
	Схема состоит из нескольких систем, объединенных технологически в систему очистки радиоактивного газа. Схема содержит следующие системы:
   систему очистки радиоактивного газа реактора от примесей, поступающих в газовый объем реактора;
   систему поддержания рабочего давления в реакторе, совмещенную с системой заполнения и замены газового объема реактора;
   систему подачи и поддержания концентрации водорода в газовом объеме реактора;
   систему охлаждения конденсатора и адсорбера.
	6.5.2.1 Система очистки радиоактивного газа
 Система очистки радиоактивного газа состоит из:
   двух фильтров Ф7, Ф8 (черт. К.91.01.000 ВО), предназначенных для улавливания механических частиц, в том числе и PbO;
   теплообменника-рекуператора ТО4 (черт. К.91.04.000 ВО), обеспечивающего охлаждение рабочей среды до температуры несколько выше, чем температура плавления Pb;
   электронагревателя ЭН7 (черт. К.91.10.000 ВО), работающего эпизодически и служащего для подогрева рабочей среды до температуры 4200С;
   теплообменника-рекуператора ТО5 (черт. К.91.03.000 ВО), охлаждающего рабочую среду с целью высаживания (удаления) из нее паров свинца путем конденсации их на теплообменной поверхности;
   теплообменника ТО6 (черт. К.91.02.000 ВО), предназначенного для охлаждения рабочей среды до температуры 1000С;
   теплообменника-рекуператора Х1 (черт. К.91.05.000 ВО), выполняющего функции охладителя газа и конденсатора влаги;
   бака конденсата Б1 (черт. К.91.06.000 ВО), являющегося сборником воды, осажденной в Х1 и, одновременно выполняющего функцию осушителя газа;
   адсорберов цеолитовых АД3, АД4 (черт. К.91.07.000 ВО) (один резервный), обеспечивающих окончательную осушку газа перед подачей в АД5;
   адсорбера АД5 (черт. К.91.08.000 ВО), выполняющего роль поглотителя водорода ;
   фильтров механических Ф9, Ф10 (черт. К.91.15.000 ВО), очищающих рабочую среду от механических частиц;
   смесителя СМ1 (черт. К.91.09.000 ВО), предназначенного для равномерного смешивания рабочего газа (Аr) с водородом;
   циркуляционных машин НГ1, НГ2 (одна резервная), обеспечивающих движение рабочей среды по контуру системы;
   трубопроводов;
   запорной и регулирующей арматуры;
   системы КИП. 
	Работа системы осуществляется следующим образом. Газовая смесь с расходом 50 нм3/ч и температурой 5000С забирается из газовых объемов реактора и по трубопроводу Ду=100мм направляется на фильтры Ф7, Ф8, работающие параллельно и рассчитанные на все время эксплуатации реактора. В этих аппаратах все аэрозоли, находящиеся в газовой смеси с размером более 5мкм, задерживаются на фильтрующем материале из уплотненной стальной проволоки мартенситного класса. Размер фильтрующего элемента составляет:диаметр – 1м, высота - 0,8м. Фильтр имеет наружную корпусную теплоизоляцию толщиной 250мм.
Далее газовая смесь, представляющая собой смесь Аr с водяным паром, по трубопроводу Ду=50мм поступает на теплообменник-рекуператор ТО4. ТО4 выполнен в виде кожухотрубного теплообменника с прямым пучком теплообменных трубок с Ду=10мм в количестве 169 шт. Газовая смесь движется внутри трубок, а охлаждающий газ – очищенный Ar в межтрубном пространстве. В этом аппарате газовая смесь охлаждается от температуры 5000С до 3850С. При таком изменении температуры происходит также и изменение давления насыщенных паров Pb. В результате на части теплообменной поверхности возможно образование пленки конденсата Pb, а также высаживание других металлических аэрозолей. Для сбора свинца ТО4 имеет более развитую выходную камеру по газовой смеси. Для уменьшения теплопотерь теплообменник имеет наружную корпусную теплоизоляцию толщиной 180мм.
Из ТО4 газовая смесь по трубопроводу Ду=50мм движется к теплообменнику ТО5, проходя через электронагреватель ЭН7. В ТО5, конструктивно выполненным аналогично ТО4, происходит окончательное осаждение паров свинца из газовой смеси, имеющей температуру на выходе 3300С. Часть свинца намораживается на теплообменной поверхности, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления. 
Для восстановления гидравлических характеристик ТО5 периодически включается электронагреватель ЭН7 с напряжением питания 42В и мощностью 1 Квт, навитый на трубу на длине 2,5 м, который повышает температуру газовой смеси в ТО2 до 4200С. Для уменьшения теплопотерь на трубе установлена теплоизоляция толщиной 240мм с наружным и внутренним тонкостенными кожухами. На выходе из теплообменника в этом случае температура смеси составит около 3600С, что будет способствовать расплавлению Pb на теплообменной поверхности и стеканию его в емкость, встроенную в выходную камеру. Теплообменник ТО5 имеет наружную корпусную теплоизоляцию толщиной 180мм.
	Следует отметить, что при работе системы с электронагревателем в межтрубное пространство ТО4 добавляется около 0,9г/с очищенного охлажденного аргона с целью соблюдения теплового баланса системы.
	После выхода из ТО5 газовая смесь по трубопроводу Ду=50мм поступает в теплообменник ТО6, выполненный однотипно с ТО4 и ТО5 и выполняющий роль охладителя. Газовая смесь на выходе из ТО6 имеет температуру 100-1100С, близкую к температуре насыщения водяного пара при абсолютном давлении смеси около 1,01 кг/см2. Далее смесь поступает в холодильник Х1. В нем происходит конденсация пара и обеспечивается снижение концентрации воды в газе до 4%(об.) 

Таблица 6.7 Основные параметры теплообменного оборудования 
Наименование параметра	Значение параметра 
для оборудования	
	ТО4	ТО5	ТО6	Х1	
1 Расход рабочей среды, нм3/ч	50	50	50	50	
2 Температура газа (до нагнетателя), 0С :                                                               
   на входе
   на выходе	
500
385	
385(420)*)
330(360)	
330(360)
100(100)	
100(100)
30	
3 Температура газа (после нагнетателя), 0С:
   на входе
   на выходе	

355(385)
490(460)	

325
355(385)	

30
325	

-
-	
4 Температура воды, 0 С:
   на входе
   на выходе	
-
-	
-
-	
-
-	
25
30	
5 Расход воды, м3/ч	-	-	-	0,625	
6 Количество трубок	169	169	169	19	
7 Диаметр (внутренний)трубок,мм	10	10	10	11,3	
8 Длина теплообменной поверхности, м	2,5	0,8	2,0	3,0	
9 Диаметр кожуха (внутр.), мм         	280	280	280	140	
   *)В (...) указаны температуры при включенном электронагревателе.
	Во всех теплообменных аппаратах движение рабочей среды от реактора до нагнетателей происходит внутри трубок, а противоположный поток – в межтрубном пространстве.
	Теплообменные аппараты системы и фильтры Ф7 и Ф8 располагаются вертикально, что способствует стеканию осажденных пленок конденсатов с их поверхностей в сборники.
Из Х1 по трубопроводу Ду=55мм поток газа и сопутствующий ему конденсат при температуре 300С поступают в бак конденсата Б1 емкостью 100 л, в котором происходит отделение воды от газа за счет снижения скорости потока газа и изменения направления движения. Бак конденсата представляет собой стальной сварной цилиндрический сосуд диаметром 400мм и высотой 1000мм с плоскими днищами. При  заполнении бака конденсатом, он удаляется в систему утилизации жидких радиоактивных отходов.
Из бака по трубопроводу Ду=55мм очищенный аргон движется на всас циркуляционных машин-нагнететалей НГ1, НГ2, один из которыз резервный, обеспечивающих расход в системе 50 м3/час и степень повышения давления около 6 %. По пути газ проходит через фильтр Ф9, в котором удаляются аэрозоли, в том числе и радиоактивные, для снижения активности газа и циркуляционных машин-нагнететалей, требующих обслуживания. Фильтр представляет собой пакет фильтрующих материалов из стекломата №20 УТВ-0,8РПМ и специально обработанных листов водоотталкивающей бумаги БФПО-2 с порами около 5 мкм, обеспечивающих эффективность очистки не ниже 99,9% и располагается вертикально и несколько выше бака Б1, что должно способствовать его самоочищению от конденсата воды и удалению воды в бак.
После нагнетателя НГ1 или НГ2 газ по трубопроводу Ду=50мм подается в межтрубное пространство теплообменников ТО6-ТО4, где подогревается до температуры 470-4900С и возвращается в реактор через патрубки системы защиты реактора от превышения давления.
Для удаления из Ar водорода, газ по трубопроводу Ду=50мм направляется в АД5, имеющим в качестве адсорбента водородопоглощающий материал ЦЛАН-1 (Сe-La-Ni) массой 1200 кг. Адсорбер выполнен по аналогии с адсорбером, разработанным НПО “Луч” для петлевой установки реактора ИВВ-2М и рассчитан на поглощение 0,8 кг водорода. При гидрировании скорость поглощения водорода интерметаллидом составляет 0,02кг/с. Водород, накопленный в адсорбере, может быть возвращен в газовый контур. Для этого необходимо подогреть интерметаллид до температуры 800С.
Адсорбер водорода состоит из трубчатых поглощающих элементов (ПЭЛов). ПЭЛ состоит из трубки, заполненной гидридообразующим материалом, верхнего и нижнего пористых днищ и полых хвостовиков. Аргон, проходя через ПЭЛы очищается от водорода. Габаритные размеры адсорбера: высота 1500мм, диаметр 550мм.
При подаче газа на АД5 он дополнительно осушается на адсорберах АД3 и АД4 (один резервный), заполненных цеолитом марки NaA массой 1200 кг.Перед установкой в систему и периодически в процессе эксплуатации производится активация адсорбирующего вещества при температуре 4000С с помощью встроенных электронагревателей мощностью 21 кВт. Время активации не ограничивается. Для уменьшения теплопотерь, адсорбер имеет боковую, верхнюю и нижнюю тепловые защиты толщиной 300мм. Габаритные размеры адсорбера: высота 4300мм, диаметр 1700мм.
Упрощение системы очистки радиоактивного газа связано в дальнейшем с применением высокотемпературных водородпоглощающих веществ, способных работать во влажной среде, что требует экспериментальной проверки. Это позволит отказаться от дополнительной осушки газа (АД3, АД4) и упростить промежуточный контур охлаждения.
6.5.2.2 Система охлаждения конденсатора и адсорбера 
Для обеспечения работы основного оборудования системы очистки радиоактивного газа, в частности холодильника Х1 и адсорбера АД5, необходима система водяного охлаждения (нагрева). Непосредственное охлаждение холодильника и адсорбера водой технического контура исключается в связи с возможностью проникновения в систему технического обеспечения водой активности при их разгерметизации. Организация промежуточного контура для передачи тепла от активного контура к контуру технической воды позволяет решить эту проблему. 
	Система содержит:
   насосы водяные Н12, Н13 (один резервный);
   теплообменники (холодильники) Х2 и Х3( черт. К.91.11.000 ВО, К.91.12.000ВО;
   емкость компенсационную ЕК2 (черт. К.91.14.000 ВО);
   электронагреватель ЭН8 (черт. К.91.17.000 ВО);
    запорную, регулирующую и предохранительную арматуру;
   трубопроводы;
   датчики системы КИП.
	Обессоленная вода промежуточного контура одним из центробежных насосов Н12 (Н13) марки К8/18 (1,5К6) ГОСТ 22247-96 с температурой 250С и расходом 0,625 м3/ч поступает по трубопроводу Ду=25мм в теплообменный аппарат Х1, гле подогревается до 300С. Далее вода проходит теплообменник Х2, в котором передает тепло конечному теплоносителю – технической воде, и затем поступает на всас насоса. Холодильник Х2 представляет собой четырехсекционный противоточный рекуперативный теплообменник типа труба в трубе. Секции при помощи фланцев соединены между собой по последовательной схеме движения теплоносителей. В качестве наружной и внутренней труб каждой секции теплообменника применены трубы 382мм и 252мм соответственно. Длина труб секции составляет 3000мм. Вода промконтура движется по внутренней трубе, техническая вода с расходом 0,625 м3/ч – между внутренней и наружной. Техническая вода подается по трубопроводу Ду=25мм. Температура технической воды на входе в теплообменник - 250С, на выходе - 300С.  Габаритные размеры теплообменника, мм 3500920300.
	Аналогично происходит циркуляция воды и в контуре с адсорбером АД5, в котором при гидрировании интерметаллида выделяется тепло. Температура интерметаллида в этом режиме поддерживается 300С, что обеспечивается расходом воды промконтура 0,044 кг/с. Передача тепла конечному теплоносителю в этом случае происходит в теплообменнике – холодильнике Х3. Расход технической воды в этом режиме составляет 0,088 кг/с с температурой на входе в теплообменник - 250С, на выходе - 300С. Электронагреватель ЭН8 мощностью 35 кВт и напряжением питания 42 В в режиме гидрирования не работает и необходим для процесса дегидрирования. В этом режиме он подогревает воду, подающуюся в АД5 с 300С до 1000С и температура интерметаллида поддерживается на уровне 900С. Для режима дегидрирования необходим расход воды промконтура 0,12 кг/с, технической воды – 1,4 кг/с.
Холодильник Х3 представляет собой односекционный рекуперативный теплообменник типа труба в трубе. В качестве наружной и внутренней труб теплообменника применены трубы 382мм и 252мм соответственно. Длина труб составляет 1600мм. Вода промконтура движется по внутренней трубе, техническая вода - между внутренней и наружной. Температура технической воды на входе в теплообменник - 250С, на выходе - 300С.
	Емкость компенсационная ЕК2 объемом 0,4 м3 (диаметром 820мм, высотой 1750мм ) необходима для создания в промежуточном контуре давления 4-6 кг/см2 и компенсации изменения в нем объема в процессе эксплуатации. Давление создается газовой подушкой, которая образуется подачей Ar от баллонов рампы РБ2 через редуктор РД4.

6.5.2.3 Система поддержания рабочего давления в реакторе
	Система обеспечивает поддержание давления в газовом объеме реактора в допустимых пределах, а также используется в режиме заполнения реактора Аr перед разогревом, позволяет осуществить замену внутриреакторного газа.
Система поддержания рабочего давления в реакторе содержит в своем составе следующее оборудование:
   емкость компенсационную ЕК1 (черт. К.91.13.000 ВО), служащую буферным объемом при работе компрессоров и выполняющую функции компенсатора колебаний давления в газовом объеме реактора при небольших изменениях температуры газа;
   компрессоры КМ3, КМ4, обеспечивающие перекачку объема газа из газовой полости реактора при изменении температуры газа в ней свыше 500С, а также смену газа в газовом объеме реактора (один резервный);
   газобаллонную рампу РБ2, служащую для приема и возвращения газа в газовые полости реактора, а также для заполнения реактора перед его разогревом;
   фильтр механический Ф4 (Ф5) (черт. К.91.16.000 ВО), предназначенный для улавливания масла из компрессора в случае разрыва мембраны;
   фильтр механический Ф6, очищающий газ от механических примесей;
   запорную, регулирующую и предохранительную арматуру;
   трубопроводы;
   датчики системы КИП.
	Газ, поступающийпо трубопроводу Ду=100мм в емкость ЕК1 объемом 50 м3 (диаметр – 3000мм, длина – 7400) и далее в систему поддержания давления, отбирается из контура системы очистки после бака Б1 и фильтра Ф9.
Увеличение температуры аргона в газовом объеме реактора на 500С и соответствующее изменение объема газа приводит к возрастанию давления газа до 1,04 кг/см2 при начальном давлении в газовой объеме реактора 1,01 кг/см2. При этом учитывалось, что изменение температуры аргона в объеме системы защиты реактора от превышения давления, равного V1=280 м3 и емкости ЕК1, не происходит.
При достижении уставки в емкости в 0,04 кг/см2 (изб.) включается один из мембранных компрессоров КМ3, КМ4 марки 4,0МК-20/220М1 производительностью 0,33 м3/мин и излишки объема газа перекачиваются через емкость ЕК1 в баллоны газобаллонной рампы РБ2. При этом газ по трубопроводу Ду=50мм поступает на один из фильтров Ф4, Ф5, являющихся одновременно ресиверами, предназначенных для улавливания масла из компрессора в случае разрыва мембраны. В качестве фильтрующего элемента в данном фильтре Ф4 (Ф5) применен проволочный материал (проволочная путанка из проволоки диаметром 0,1 мм) объемом 1м3. Габаритные размеры фильтра: диаметр - 460 мм, длина – 1260 мм.
При снижении давления в системе ниже 0,01 кг/см2(изб.), Аr из баллонов через фильтр Ф6 и регулятор давления РД2 по трубопроводу Ду=50мм подается в реактор. Для нормальной эксплуатации в рампе РБ2 необходимо иметь баллоны, рассчитанные на прием 60 нм3 аргона от компрессора при выходе реактора на номинальную мощность и возврат аргона в газовый контур реактора при снижении мощности от N=Nном до N=0.
	Ф6 марки 5Н73 (Каталог агрегатов пневмогидравлических систем испытательных стендов, П5-10-83, часть III).рассчитан на рабочее давление 150 кг/см2 , в качестве фильтрующего элемента используется металлическая сетка, имеет габаритные размеры (НL) 400280 мм.
	При первоначальном заполнении реактора перед его разогревом газ из баллонов РБ2 подается в реактор через Ф6 и РД3. Во время разогрева реактора излишки объема газа удаляются из реактора с помощью компрессора в баллоны рампы.Для заполнения и продувки реактора требуется 2000 нм3 аргона.

6.5.2.4 Система подачи и поддержания в газовом объеме реактора необходимой концентрации водорода
Система состоит из:
   баллонной рампы РБ3 с баллонами водорода. Необходимый запас водорода уточняется при обосновании технологических режимов;
   смесителя СМ1 (черт. К.91.09.000 ВО) – устройства, обеспечивающего равномерное распределение водорода в потоке Ar ;
   регулирующей, предохранительной и запорной арматуры;
   трубопроводов;
   датчиков системы КИП.
Система обеспечивает подачу и поддержание в газовом объеме реактора необходимой концентрации водорода (до 4 % об.) путем подмешивания водорода расходом до 1,2 10-2 г/с в рабочую среду, направляющуюся в реактор. Для равномерного распределеня водорода в аргоне предусмотрен смеситель, который представляет собой прямую трубу длиной 160мм и Dy=55мм, внутри которой на дистанционирующей опоре коаксиально расположена цилиндрическая обечайка диаметром 37мм с крышкой и днищем. Внутри обечайки расположен шнек для создания турбулизированного потока водорода, который затем через сопло в крышке поступает в камеру смешения. Подвод газообразного аргона производится непосредственно по основной трубе смесителя. Подвод газообразного водорода осуществляется по боковому патрубку Dy= 9мм, вваренному в трубу смесителя. Давление водорода на входе в смеситель СМ1составляет 2 кг/см2. Система работает периодически, 1 раз в год в течении до 10 сут.
	Контроль за содержанием примесей в Ar осуществляется с помощью масспектрометрического анализа.

6.6 Система нормального и аварийного расхолаживания

6.6.1 Назначение и техническая характеристика
Система нормального и аварийного расхолаживания предназначена для расхолаживания реактора и аварийного отвода тепла при отказах штатных систем охлаждения. Теплоотвод в системе нормального и аварийного расхолаживания осуществляется воздухом, циркуляция которого организована в трубах Фильда, расположенных непосредственно в свинце в шахтах парогенераторов.
Таблица 6.8 –Технические характеристики системы

Характеристика	Значение	
1 Тип рабочего тела	атмосферный воздух	
2 Давление рабочего тела на входе, МПа	0,1	
3 Температура рабочего тела на входе в
систему, 0С	согласно сезонным и погодным условиям	
4 Температура рабочего тела на выходе из системы, 0С
- в режиме ожидания (Тсв=4200С, Твозд.вх=300С)
- в рабочем режиме (Тсв=4200С, Твозд.вх=300С)	
335
228	
5 Расход рабочего тела (в одной петле), кг/с
- в режиме ожидания (Тсв=4200С, Твозд.вх=300С)
- в рабочем режиме (Тсв=4200С, Твозд.вх=300С)	
0,36
4,36	
6 Количество труб Фильда в одной петле, шт	16	
7 Количество петель, шт	4	
8 Мощность (4 петли), МВт
- в режиме ожидания (Тсв=4200С, Твозд.вх=300С)
- в рабочем режиме (Тсв=4200С, Твозд.вх=300С)	
0,45
3,5	
9 Циркуляция воздуха в системе	естественная	
10 Условный диаметр трубы Фильда, мм
- внутренней
- наружной	
200
300	
11Длина обогреваемой части (находящейся в свинце) трубы Фильда, м	
7	
12. Высота вытяжной трубы, м	40	

6.6.2 Состав и описание работы системы

	Теплогидравлическая схема системы нормального и аварийного расхолаживания представлена на рис.6.1. В состав системы входит следующее основное оборудование:
	трубы Фильда (теплообменник);
	трубопроводы внешние (подводящие и отводящие рабочее тело);
	коллектора раздаточные;
	коллектора сборные;
	фильтры пылевые Ф14...Ф17;
	трубопроводы вытяжные;
	арматура;
	предохранительное устройство;
	датчики теплотехнического контроля.
	Система функционирует следующим образом:
Подача атмосферного воздуха в систему, прошедшего через пылевые фильтры Ф14...Ф17 марки ФяРБ ТУ 22-6118-85, осуществляется по четырем подводящим трубопроводам (Dу = 1050 мм) в четыре раздаточных коллектора того же диаметра. Фильтры предназначены для очистки воздуха от механических частиц пыли размером не менее 10 мкм. Фильтр состоит из ячейки и установочной рамки. Ячейка фильтра состоит из корпуса, крышки и уложенных между ними 12 гофрированных металлических сеток по ГОСТу 3826-82. Материалом для сеток является сталь марки Х18Н10Т. Фильтр имеет начальное аэродинамическое сопротивление 50 Па и эффективность очистки 80%. В процессе эксплуатации фильтров следует контролировать их аэродинамическое сопротивление по показаниям микроманометра. Когда перепад давлений достигнет 100 Па, фильтр следует регенерировать. Исходя из пропускной способности ячейки, составляющей 1540 м3/ч, для очистки воздуха, поступающего в одну петлю необходимо 10 ячеек. 
Из коллекторов воздух с сезонной температурой и влажностью окружающей среды поступает в 64 трубы Фильда (по 16 труб Фильда на коллектор) которые размещены по 16 штук в каждой из четырех шахт парогенераторов.
Атмосферный воздух поступает во внутреннюю трубу трубы Фильда (Dу = 200 мм), являющейся опускным участком, а поднимается в зазоре между внутренней и наружной трубой (Dу = 300 мм), являющимся подъемным участком. Наружная труба с внутренней стороны оребрена 16 ребрами шириной 30 мм по всей обогреваемой части. Высота обогреваемой части (находящейся в свинце) составляет 7 м. 
Нагретый воздух из труб Фильда поступает в четыре сборных коллектора (Dу = 1050 мм). Из сборного коллектора, объединяющего 16 труб Фильда, воздух по трубопроводу (Dу = 1050 мм) поступает в вытяжную трубу, через которую выбрасывается в атмосферу. Коллектор и отводные трубопроводы покрыты теплоизоляцией, толщиной 400мм. Участки труб Фильда и отводящие трубопроводы до сборного коллектора, расположенные над крышкой реактора, также покрыты теплоизоляцией толщиной 250мм. В качестве теплоизоляции используется минеральная вата ВМ-125 ГОСТ 4640-93. 
Система пассивно отслеживает изменение температуры свинцового теплоносителя. Увеличение температуры свинца приводит к увеличению мощности, снимаемой системой. Изменение параметров системы в зависимости от температуры приведено в табл.6.9.
Таблица 6.9 - Изменение параметров системы в зависимости от температуры 
ТPb,  0C	400	420	450	470	500	550	
Gв, кг/с	17,2	17,4	17,6	17,8	18,0	18,2	
Твых.возд., 0C	218	228	243	253	268	294	
Q, %	0,47	0,5	0.54	0,57	0,62	0,7	

	Трубы Фильда, размещенные в одной из шахт парогенераторов (16 шт.) и объединенные раздающим и сборным коллекторами, образуют одну из четырех петель системы нормального и аварийного расхолаживания со своей вытяжной трубой и заборным коллектором. Петли связаны между собой коллекторами (Dу = 1400 мм), объединяющими подводящие и отводящие трубопроводы каждой петли. Коллектор, объдиняющий отводящие трубопроводы покрыт теплоизоляцией толщиной 400 мм.
Объединение петель через коллектора позволяет сохранить работоспособность всех петель при перекрытии от одного до трех из четырех воздухозаборников и вытяжных труб. В этом случае происходит перераспределение расхода по коллекторам на все петли с частичным снижением мощности, снимаемой системой.
При работе реактора в номинальном режиме, система нормального и аварийного расхолаживания находится в горячем резерве и мощность системы в этом режиме минимальна с точки зрения поддержания отводящего контура циркуляции в горячем состоянии, позволяющего быстро запустить систему на полную мощность. 
Включение системы нормального и аварийного расхолаживания в работу может быть осуществлено либо открытием одной из заслонок К49, К50 (для одной петли) по активному или пассивному сигналу (вентиль ВЗ79 открыт), а в случае их отказа, срабатыванием пассивного предохранительного устройства (ПУ1) по повышению температуры организованной в режиме ожидания протечки воздуха на выходе из труб Фильда. При снижении температуры теплоносителя и соответственно температуры воздуха, заслонка К49 (К50) или регулирующее устройство (ПУ1) перекрывает проходное сечение и снижает расход воздуха до необходимого уровня протечек. 
При первоначальном разогреве металлоконструкций реактора, заполнении теплоносителем, при проведении предпусковых операций, ремонте высокотемпературного оборудования системы, циркуляция атмосферного воздуха в системе должна быть прекращена с помощью вентилей ВЗ76 – ВЗ79, расположенных на отводящих трубопроводах, которые при эксплуатации РУ не используются и находятся в открытом положении. 

6.7 Система защиты реактора от превышения давления [5]

6.7.1 Назначение и техническая характеристика
Назначение системы защиты реактора от превышения давления состоит в том, чтобы не допустить превышение давления в газовом пространстве реактора больше допустимых величин при аварийной разгерметизации трубок парогенераторов.
	В таблице 6.10 представлены основные теплотехнические параметры системы при работе ее в режиме локализации проектной аварии с разгерметизацией ПГ (работа основного контура) и в режиме максимальной проектной аварии с разрывом до 30 труб ПГ (работа страховочного контура).

Таблица 6.10 -Теплотехнические параметры системы
	Значение параметра	
Наименование параметра	Работает основной контур	Работает страховочный контур	
Абсолютное давление в газовом пространстве реактора, при котором срабатывает система, Па	
1,05*105	
1,45*105	
Расчетный расход пара, отводимого из реактора, кг/с	
17,5	
105	
Количество разгерметизированных труб ПГ, соответствующее расчетному расходу пара	
5	
30	
Температура аргона, отводимого из газового пространства реактора, 0С	
525	
525	
Температура пара, отводимого из газового пространства реактора, 0С	
450	
450	
Продолжительность истечения пара, с	до 600	неограниченно	
Давление срабатывания системы, Па	1,05*105	1,45*105	
Максимальное абсолютное давление в газовом пространстве реактора во время аварии, Па	
1,3*105	
1,45*105	
Количество циклов срабатывания	30	30	
Суммарный расход технической воды на систему, кг/с	
350	
-	
Температура технической воды, 0С:
 на входе в систему
 на выходе из системы (при аварии ПГ)	
30
до 67	
-
-	
Избыточное давление технической воды в теплообменниках-конденсаторах, Па	
1,5*105	
-	
Количество тепла, отводимого водой во время локализации аварии, Дж/с	
13,3*106		
Срок службы оборудования системы, лет	
30	
30	

6.7.2. Описание гидравлической схемы системы
	Принципиальная гидравлическая схема системы представлена на рис.6.1. Система состоит из четырех идентичных ветвей, каждая из которых содержит контур утилизации газа и пара при проектной аварии с разгерметизацией ПГ - основной контур и, контур сброса газа и пара в спецвентиляцию при максимальной проектной аварии с разгерметизацией ПГ- страховочный контур.
	Газовые тракты системы являются независимыми, т.е. имеет место дублирование основного оборудования, что должно повысить надежность системы в целом. Так, при отказе оборудования одной из ветвей, система имеет возможность отвода из реактора и утилизации до 3/4 принятого номинального расхода парогазовой смеси, при этом давление в газовом пространстве реактора не превысит указанных в табл.7.1 допустимых значений.
	Каждая из ветвей системы содержит в своем составе основной и страховочный контуры.
	Основной контур состоит из (для одного тракта):
   отводящего паропровода Dу=800мм;
   участка трубопровода Dу=600мм и высотой Н=20м, образующего естественный гидрозатвор при аварийной разгерметизации теплообменной поверхности конденсатора и попадании технической воды в газовый объем системы (реакторное пространство);
   теплообменника-конденсатора ТК1 (черт. К.89.01.000ВО), представляющего собой горизонтальный кожухотрубный теплообменник с диаметром корпуса Dк=720мм и длиной L=5м, теплообменная поверхность которого набрана из 1453 труб Dу=10мм и длиной L=4,5м;
   участка трубопровода Dу=300мм, соединяющего выходной тракт ТК1 со сбросной емкостью ЕС2;
   сбросной емкости ЕС2 (черт. К.89.01.000ВО), представляющей сосуд объемом V=40м3 и предназначенной для приема и выдержки конденсата и радиоактивного газообразного аргона, вытесняемого паром при аварии из реакторного пространства. Расположение емкости принято горизонтальным, при выполнении условия- отвода в нее самотеком до 5м3 конденсата из теплообменника ТК1. Для контроля за уровнем конденсата в емкости предусмотрен внешний уровнемер;
   центробежного насоса Н2 марки К20/30 с запорно-регулирующей арматурой, служащего для удаления конденсата из сбросной емкости ЕС2. Насос расположен на трубопроводе Dу=50мм;
   трубопровода Dу=500мм, соединяющего сбросную емкость ЕС2 со спецвентиляцией. На трубопроводе последовательно установлены клапана КП1 и К1, которые предназначены для отвода аргона из емкости ЕС2 в спецвентиляцию (с допустимой радиоактивностью) и прекращение отвода газа при его активности превышающей предел допустимых одноразовых аварийных выбросов, которые отслеживаются датчиком радиоактивности;
   трубопровода Dу=50мм с запорно-регулирующей арматурой, предназначенного для удаления после аварии выдержанного в емкости ЕС2 газообразного аргона в систему газоочистки, входящую в состав РУ.
	Для централизованного бесперебойного снабжения системы водой предусмотрены насосы Н9, Н10 (один находится в резерве) марки СЭ 1250-45, необходимые для постоянной прокачки через теплообменники- конденсаторы, включенные по параллельной схеме, технической воды общим расходом G=350кг/с (на каждый теплообменник поступает 87,5кг/с) с температурой Т=30350С и избыточным давлением до 1,5*105Па. Диаметры общих напорных и сборных водяных коллекторов Dу=500мм. Подвод (отвод) воды в каждый конденсатор осуществляется с помощью коллектора Dу=250мм непосредственно у теплообменников разделяющимся на два трубопровода с Dу=150мм. Так как в режиме локализации аварии температура воды на выходе из теплообменников повышается до 700С (продолжительность режима до 600с), то необходимо так организовать сброс и забор воды из хранилища, чтобы исключить перемешивание забираемой и сбросной воды.
	Все паропроводы контура от реактора до теплообменников- конденсаторов имеют корпусную теплоизоляцию толщиной 300мм.
	Т.к. в начальный момент аварийной ситуации при движении пара по непрогретому трубопроводу имеет место его частичная конденсация, (ориентировочная масса конденсата составляет до 200кг), то для последующего удаления конденсата предусматриваются отводящие трубопроводы с запорной арматурой ВЗ4, ВЗ5. Трубопроводы врезаются в организованных заниженных участках тракта.
	Страховочный контур состоит из:
   отводящего паропровода Dу=800мм;
   участка трубопровода Dу=800мм с U- образным изгибом высотой Н=4,5м, заполненного органической жидкостью и образующего пассивно срабатывающий при превышении давления гидрозатвор ГЗ1 (черт. К.89.05.000ВО). Начало срабатывания гидрозатвора происходит при превышении абсолютного давления в реакторе более 1,45*105Па (1.45кг/см2). Для контроля за уровнем жидкости в гидрозатворе предусмотрен уровнемер;
   сбросной емкости ЕС1 (черт. К.89.03.000ВО), представляющей сосуд объемом V=5м3, которая служит для сбора выдавливаемой в нее жидкости при опорожнении гидрозатвора ГЗ1;
   трубопровода Dу=800мм, соединяющего сбросную емкость ЕС1 со спецвентиляцией АЭС;
   центробежного насоса Н1 марки К20/30 с запорной арматурой, установленного на трубопроводе Dу=50мм и служащего для перекачки после аварии жидкости из емкости ЕС1 в опорожненный гидрозатвор ГЗ1.
	Все паропроводы и оборудование страховочного контура имеют корпусную теплоизоляцию толщиной 300мм. 
Оборудование страховочного контура необходимо размещать в непосредственной близости от реактора. Трассировка его паропроводов до трубы АЭС также выбирается минимальной.

6.7.3. Режимы работы системы
6.7.3.1. Дежурный режим постоянной готовности системы.
	На этот режим систему выводят непосредственно перед пуском реактора. В данном режиме система находится до тех пор, пока давление в реакторе не превысит давления срабатывания основного контура (Рср=1,05*105Па). Работа системы происходит следующим образом (для одной ветки).
	Отсечной клапан К1 находится в открытом положении, предохранительный клапан КП1 пассивно закрыт. Вентиль ВЗ3 на отводящем к системе газоочистки трубопроводе закрыт. Гидрозатвор ГЗ1 заполнен жидкостью, объем которой составляет 2,3м3. При этом газовые контура (как основной, так и страховочный) разделены с атмосферой и давление в системе определяется давлением в газовом объеме реактора. Через теплообменники- конденсаторы насосом Н9 (насос Н10 находится в резерве) из хранилища технической воды, объем которого должен составлять около 400м3, прокачивается расход технической воды 350кг/с. На теплообменник ТК1 при этом поступает расход равный 87,5кг,с. Корректировка расхода осуществляется с помощью регулирующего вентиля ВР1. Температура воды на входе- выходе системы составляет 30-350С.

	6.7.3.2. Режим работы при проектной аварии парогенератора.
	В этот режим система пассивно переходит после возникновения аварии, связанной с разрывом части труб ПГ и последующим ростом давления в газовом объеме реактора более 1,05*105Па (1,05кг/см2). При этом пассивно срабатывает (открывается) предохранительный клапан КП1 (для одной ветки) основного контура системы и начинается стравливание в спецвентиляцию аргона из основного контура. Температура отводимого газа не превышает 500С, а расход определяется количеством пара, поступающего в реактор из разгерметизированных труб ПГ. Процесс стравливания продолжается до тех пор, пока в газе не будут зарегистрированы радиоактивные примеси, количество которых превысит на отслеживающем датчике радиоактивности установленный предел допустимых одноразовых аварийных выбросов. После чего с датчика радиоактивности на отсечной клапан К1 подается сигнал на его закрытие и происходит разобщение системы с атмосферой. Остаток радиоактивного газа накапливается в сбросной емкости ЕС2. Срабатывание клапана подтверждается его датчиком положения, дающим сигнал на пульт оператора. Оператор может дистанционно с пульта продублировать сигнал на закрытие клапанов.
	Пар из реакторного пространства по паропроводам поступает в теплообменник-конденсатор ТК1, где происходит его полная конденсация.
Охлаждение перегретого пара и его конденсация осуществляется за счет отвода от него части теплоты технической водой, поступающей в конденсатор с расходом 87,5кг/с и температурой входа 300С и покидающей его с температурой 650С. Конденсат с температурой 850С отводится из теплообменника в емкость ЕС2 самотеком. Контроль за уровнем конденсата в емкости осуществляется с помощью уровнемера.
	
6.7.3.3. Режим работы при максимальной проектной аварии парогенератора.
	В этот режим работы система пассивно переходит после возникновения аварии, связанной с одновременным разрывом более 5 труб ПГ. При этом теплообменники основного контура системы не могут обеспечить полную конденсацию поступающего в них перегретого пара и, после закрытия клапана К1 (для одной ветки) в реакторе и в системе начинается рост давления. При достижении предельно допустимого давления в реакторе, равного Рпр=1,45*105Па (1,45кг/см2), происходит пассивное выдавливание жидкости из гидрозатвора ГЗ1 в сбросную емкость ЕС1 и в работу включается страховочный контур системы. При этом происходит сообщение реакторного газового пространства со спецвентиляцией и сброс парогазовой смеси в атмосферу. За счет применения теплоизолированных паропроводов большого диаметра (Dу=800мм), система может отводить от реактора перегретый до 4500С пар с общим расходом не менее 105кг/с (т.е. каждая из ветвей страховочного контура в состоянии отвести до 27 кг/с пара из реактора). Продолжительность стравливания пара в атмосферу определяется временем срабатывания аварийной отсечной арматуры второго контура АЭС. Ограничений на продолжительность данного режима со стороны оборудования системы защиты реактора от превышения давления нет.
	
6.7.3.4. Регламентные работы после локализации аварии.
	После локализации аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией ПГ, при остановленном реакторе необходимо проведение следующих регламентных работ (для одной ветки).
	Если работал только основной контур системы (при разрыве до 5 труб парогенератора):
  необходимо удалить из сбросной емкости ЕС2 конденсат, открыв клапана К2, К3 и включив насос Н2. Контроль за уровнем конденсата осуществляется с помощью уровнемера. Контроль за уровнем радиоактивности конденсата осуществляется при помощи датчика радиоактивности;

  слить конденсат из трубопроводов ветки контура, открыв вентили ВЗ4, ВЗ5, К3 и включив насос Н2;
  удалить из сбросной емкости ЕС2 газообразный аргон в систему газоочистки, открыв вентиль ВЗ3. Контроль за уровнем радиоактивности аргона осуществляется при помощи датчика радиоактивности.
	После проведения указанных регламентных работ основной контур системы считается переведенным в режим постоянной готовности.
	Если сработал страховочный контур системы, то помимо работ, указанных выше для основного контура, необходимо, открыв вентили ВЗ1 и ВЗ2 и включив насос Н1, перекачать кремнеорганическую жидкость из сбросной емкости ЕС1 в гидрозатвор ГЗ1. Контроль за уровнем жидкости осуществляется с помощью уровнемера.
	После проведения указанных регламентных работ основной и страховочный контура системы считаются переведенными в режим постоянной готовности, т.е. можно выводить реактор на мощность.

6.8 Система обработки теплоносителя газовыми смесями [6]

6.8.1 Назначение и техническая характеристика
Система обработки теплоносителя реактора БРЕСТ-ОД-300 газовыми смесями (СОТГС) предназначена для периодической (1 раз в 1-2 года) обработки свинцового теплоносителя пароводородными смесями на остановленном реакторе с целью удаления шлаковых образований на основе оксида свинца путем восстановления избыточной фазы PbO и обеспечения заданного кислородного режима в теплоносителе.
При эксплуатации реактора со свинцовым теплоносителем, избыток растворенного кислорода в неизотермическом контуре может привести к процессам шлакования холодных зон оксидом свинца PbO, забиванию шлаками различных участков контура циркуляции и усилить процессы окисления сталей.
Для создания заданного кислородного режима в теплоносителе и очистки контура от избытка PbO можно использовать газофазные процессы, основанные на взаимодействии оксида свинца с водяным паром и водородом. Паровая фаза при этом действует как слабый окислитель и не позволяет в процессе восстановления расплава свинца достигать крайне низких значений активности кислорода, что позволяет сохранить защитные окисные пленки на основе Fe3O4 на сталях.
Для обеспечения рабочего режима водородной регенерации используется пароводородная смесь (86%Ar + 10%Н2О + 4%Н2), восстанавливающая окислы PbO при ее барботаже через свинцовый теплоноситель.
В случае необходимости, по окончании процесса регенерации возможно увеличение в газовой смеси концентрации водяного пара до 20%, что позволит скорректировать кислородный режим теплоносителя в сторону увеличения концентрации кислорода до необходимого уровня.

Основные технические характеристики системы:
расход смеси на входе в реактор                                                       500640 м3/час
давление газовой смеси на входе в реактор                                         0,61,3 МПа
давление газовой смеси на выходе из реактор                                        0,107 МПа
температура газовой смеси на входе и выходе из реактора                     до 450 оС
температура газовой смеси на входе в компрессор                                  34 36 оС
объемная доля водорода в газовой смеси                                                    0,15 %
объемная доля водяного пара                                                                        220 %
объемная доля аргона                                                                                   7598 %
периодичность подачи смеси                                                           1 раз в 12 года
продолжительность подачи смеси в теплоноситель                               710 дней
срок службы системы                                                                                       30 лет

При расчете разрабатываемого оборудования рассматриваются 2 режима работы системы СОТГС: I режим – концентрация водяного пара на входе и выходе из системы – 10 об.%, II режим – 20 об.%. 

6.8.2 Состав системы
В состав газового контура системы обработки теплоносителя реактора БРЕСТ-ОД-300 газовыми смесями входит следующее оборудование:
фильтр механический Ф12, Ф13 (черт. К.93.01.000ВО) - предназначен для очистки газовой смеси на выходе из реактора от механических примесей (более 1÷5 мкм). Фильтр представляет собой сварной цилиндрический сосуд, в котором размещены верхняя и нижняя опорные перфорированные решетки, между которыми размещен металловойлок из мартенситной стали, диаметр проволоки – 0,1 мм, эффективность фильтрующего материала  80%. Фильтр имеет наружную корпусную теплоизоляцию толщиной 250мм. Подвод и отвод газовой смеси существляется через патрубки Ду 300 мм. Габаритные размеры фильтра (с теплоизоляцией): высота 980 мм, диаметр 1500 мм. Фильтр рассчитан на весь срок эксплуатации реактора. Расположение фильтров Ф12, Ф13 - вертикальное, что обеспечивает возврат восстановленного свинца самотеком в реактор или в предусмотренный на трубопроводе сборник;
фильтр механический Ф11 (черт. К.93.05.000ВО)- предназначен для очистки газовой смеси от аэрозолей (в том числе и радиоактивных) и механических примесей (менее 1 мкм). В качестве аналога конструкции фильтра Ф11 выбран аттестованный и прошедший испытания аэрозольный фильтр ФАСТ-3500 М разработки ГНЦ РФ ФЭИ. Фильтр представляет собой сваренный из тонкостенных стальных листов квадратный короб со стороной 570 мм с приваренными к нему верхним и нижним раздаточными диффузорами. В диффузоры ввариваются патрубки для подвода и отвода очищаемого газа Dy=300мм. Внутри короба размещен слоистый фильтрующий материал- стекломат №20 УТВ-0,8РПМ (эффективность очистки  80%) и стеклобумага марки БФПО-2 (эффективность очистки не менее 99,95 %). Габаритные размеры фильтра: ширина 570мм, высота (с патрубками) 1520мм. Фильтр рассчитан на весь срок эксплуатации реактора;
кожухотрубный теплообменник ТО7 (черт. К.93.02.000ВО) - предназначен для охлаждения газовой смеси из реактора и подогрева смеси, поступающей в реактор. ТО7 выполнен в виде кожухотрубного теплообменника с пучком теплообменных трубок Dу=17мм в количестве 331 шт. Охлаждаемый газ движется в трубках и его температура снижается с 450 С до 170°С. Нагреваемый газ поступает в межтрубное пространство, где обеспечивается продольно-поперечное течение, и его температура повышается со 128 °С до 408 °С. Патрубки подвода и отвода нагреваемого газа имеют Dу = 100 мм, охлаждаемого - Dу = 300 мм. Для уменьшения теплопотерь теплообменник имеет наружную корпусную теплоизоляцию толщиной 200мм. Для слива сконденсированного на поверхности теплообменника свинца при его разогреве горячим газом после завершения 1 цикла работы системы в нижней части кожуха ТО7 предусмотрена зона отстоя. Габаритные размеры теплообменника (с теплоизоляцией): высота 7670 мм, диаметр 1000 мм;
холодильник Х4 (черт. К.93.04.000ВО) предназначен для охлаждения газовой смеси до допустимых температур (3436 оС) на входе в компрессор и конденсации водяного пара. Х4 представляет собой вертикальный кожухотрубный теплообменник с пучком труб Dу=14мм в количестве 397 шт. В межтрубном пространстве теплообменника обеспечивается продольно-поперечное течение технической воды с расходом ~ 6,1 м3/ч, температурой на входе – 30 °С, на выходе ~ 50 °С. Пар конденсируется на внутренней стенке труб в виде пленки и стекает вниз. Температура газа на входе в Х4 – 170 °С, на выходе – 36 °С. Концентрация паров воды в газе на выходе из холодильника – не более Сн2о= 5,9%. Патрубки подвода и отвода газа имеют Dу = 300 мм, воды - Dу = 50 мм. Габаритные размеры теплообменника: высота 6000 мм, диаметр 670 мм; 
бак Б2 (черт. К.93.04.000ВО) предназначен для сбора конденсата воды, осажденного в Х4, а также выполняет функцию осушителя газа. Слив конденсата из бака осуществляется в систему утилизации жидких радиоактивных отходов. Бак представляет собой стальной сварной цилиндрический сосуд диаметром 1220 мм и высотой 1790мм с плоскими днищами. Уровень конденсата в баке контролируется внешним уровнемером. Максимальный уровень жидкости в баке составляет 1400мм. Патрубки подвода и отвода газа имеют Dу = 300 мм, отвода конденсата - Dу = 20 мм. В процессе работы системы СОТГС в I режиме необходимо проводить слив конденсата из емкости Б2 в систему утилизации ЖРО 2 раза (через 5 суток после начала работы и в конце режима), а также 2 раза в сутки в процессе работы системы во II режиме;
бак-барботер ББ1 (черт. К.93.06.000ВО) предназначен для дозирования паров воды в систему с целью обеспечения заданной объемной доли водяного пара в газовой смеси. Дозирование происходит при барботаже газа через нагретую до расчётной температуры воду. Рабочее давление газовой смеси 1,3 МПа. Объем бака – 0,12 м3, внутренний диаметр бака D = 500 мм. Уровень воды в баке-барботере контролируется внешним уровнемером, максимальный уровень жидкости в баке составляет 590мм. Температура газовой смеси на входе в бак  200 С. Температура насыщенной парогазовой смеси на выходе из бака при I режиме работы системы 91,5 С , при II режиме – 128 С. Расход воды в баке при I режиме работы системы 93 кг/ч, при II режиме – 13,6 кг/ч. Расход воды в баке определяется необходимым для насыщения газовой смеси количеством испаряющейся воды за 1 ч. Мощность нагревателя воды W=32 кВт, максимальная температура нагрева – 128 С. Рабочее давление в системе подачи в бак воды до 1,4 МПа. Корпус бака-барботера теплоизолирован от окружающей среды (толщина изоляции - 50 мм);
электронагреватель ЭН9 (ЭН10) (черт. К.93.07.000ВО) предназначен для подогрева газовой смеси на входе в реактор. Электронагреватель ЭН9 мощностью 13 кВт представляет собой цилиндрическую конструкцию, состоящую из наружного корпуса с внутренним диаметром 150 мм и соосно установленной в нем крестовины, на которую навит нагревательный кабель КНМСН по ТУ 16-505,564-75 диаметром 6 мм. Напряжение питания нагревателя 48В. Нагреватель имеет 4 параллельно соединенные секции. Габаритные размеры 1 секции, мм: диаметр – 150 мм, длина – 1000 мм. Корпус электронагревателя теплоизолирован от окружающей среды (толщина изоляции - 75 мм);
смеситель СМ2 (черт. К.93.08.000ВО) предназначен для равномерного смешивания аргона с водородом. Смеситель представляет собой прямую трубу длиной 350 мм и Dy= 300 мм, внутри которой на дистанционирующей опоре коаксиально расположена цилиндрическая обечайка диаметром 74 мм с крышкой и днищем. Внутри обечайки предусмотрен шнек для создания турбулизированного потока водорода, который затем через сопло Dy = 0,4 мм в крышке поступает в камеру смешения. Подвод газовой смеси производится непосредственно по основной трубе смесителя. Подвод газообразного водорода с давлением 0,2 МПа осуществляется по боковому патрубку Dy= 22 мм, вваренному в трубу смесителя с расходом до 1,12 г/с.
компрессор КМ5 предназначен для обеспечения движения газовой смеси по контуру системы. Перекачиваемая среда – смесь аргона(10,89 об.%), водяного пара (0 - 6 об.%) и водорода (05 об.%). Расход рабочей среды - 3600 кг/ч, давление на всасе – 0,1 МПа, давление на выходе – 1,3 МПа, температура среды на входе - 34360С;
газобаллоная рампа РБ2 служит для размещения запасов аргона для заполнения и продувки системы (около 100 нм3), а также для поддержания давления в компенсационной емкости;
газобаллоная рампа РБ3 служит для размещения запаса водорода, используемого в процессе регенерации теплоносителя. Максимальная оценка необходимого для этих целей водорода составляет 120 нм3; 
запорная и регулирующая арматура, включающая в себя запорные и регулирующие вентили, предохранительные и отсечные клапаны; 
датчики системы КИП.
Кроме основного газового контура системы схемой предусмотрен промежуточный контур с обессоленной водой для обеспечения работы холодильника Х1.
Непосредственное охлаждение холодильника водой технического контура исключается в связи с возможностью проникновения в систему технического обеспечения водой активности при его разгерметизации. Организация промежуточного контура с обессоленной водой для передачи тепла от активного контура к контуру технической воды позволяет решить эту проблему. 
Промежуточный контур включает следующее оборудование:
холодильник Х5 (черт. К.93.09.000ВО) предназначен для охлаждения воды промежуточного контура водой технического контура. Холодильник Х5 представляет собой четырехсекционный рекуперативный теплообменник типа труба в трубе. Секции при помощи фланцев соединены между собой по последовательной схеме движения теплоносителей. В качестве наружной и внутренней труб каждой секции теплообменника применены трубы Dy 34 мм и 21 мм соответственно. По внутренней трубе холодильника циркулирует вода промежуточного контура с расходом 6,1 м3/ч, температурой на входе 30оС, на выходе - 50оС. По кольцевому зазору организовано противоточное движение охлаждающей технической воды с расходом 3,0 м3/ч, температурой на входе 25оС, на выходе - 43оС. Габаритные размеры холодильника (с рамой): длина 3500 мм, высота рамы 920 мм, ширина рамы 300 мм;
емкость компенсационная ЕК3 (черт. К.91.14.000ВО) предназначена для компенсации и поддержания в промежуточном контуре необходимого давления ( 0,4 МПа). Давление в газовой подушке ЕК3 создается аргоном, подающимся из баллонов рампы РБ2 через редуктор РД10. Емкость компенсационная ЕК3 представляет собой стальной сварной цилиндрический сосуд диаметром 820мм, высотой 1750мм, с эллиптическими днищами;
насос водяной Н14 марки К8/18 (1,5К6)ГОСТ 22247-96 предназначен для организации циркуляции воды в промежуточном контуре системы СОТГС;
запорная и регулирующая арматура;.
датчики системы КИП.

6.8.3 Описание работы системы обработки теплоносителя газовыми смесями
6.8.3.1 Запуск в работу системы обработки теплоносителя газовыми смесями
Перед началом каждого цикла работы системы СОТГС в газовой полости реактора системой СОРГ создается объемная концентрация водорода, равная 4%. После этого в газовую полость реактора подается аргон через вентили ВЗ57, ВЗ66, ВЗ75, редуктор РД10 из баллонов газобаллонной рампы РБ2 (вентили ВЗ58, ВР37 – закрыты). Расход аргона регулируется регулирующим вентилем ВР38 и контролируется расходомером. При достижении заданного давления (0,11Мпа) вентили ВЗ57, ВЗ66, ВЗ75 закрываются. Во время работы системы обработки теплоносителя газовыми смесями отсечные клапана системы защиты реактора от превышения давления должны быть закрыты.
При первом запуске в работу система СОТГС продувается аргоном. Сброс аргона в систему спец. вентиляции осуществляется через вентиль ВЗ70. Затем проводится комплекс пневмоиспытаний в соответствии со статьей 5.6.4 «Правил устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» ПНАЭ АЭ Г-7-008-89.
Перед началом работы системы СОТГС бак-барботер ББ1 заполняется водой до рабочего уровня. Создается циркуляция в промежуточном контуре и контуре технической воды при номинальных параметрах. 
Компрессором КМ5 обеспечивается начальная циркуляция аргона по контуру системы СОТГС при открытых вентилях ВЗ58, ВР37, ВР43 (вентили ВЗ57, ВЗ59ВЗ63, ВЗ70 – ВЗ72, ВЗ75). Редуктор РД9 обеспечивает давление на входе в фильтр Ф12 (Ф13)  0,1 МПа. 
Регулирующим вентилем ВР40 создается расход аргона через кожухотрубный теплообменник ТО7 (УР1, УР3), равный ~ 700 кг/ч. Редуктор РД11 обеспечивает давление на входе в водяной холодильник Х4 ~ 0,1 МПа. После установления стационарного температурного режима включаются электронагреватели ЭН9, ЭН10. При этом температура газа на выходе из нагревателей постепенно увеличивается и поддерживается на уровне 450 °С. Затем плавно регулирующим вентилем ВР40 (до полного закрытия) увеличивается расход аргона через кожухотрубный теплообменник ТО1 (УР1, УР3).
После установления стационарного температурного режима в контуре системы СОТГС создается заданный концентрационный режим. Для этого в баке-барботере ББ1 осуществляется дозирование паров воды в газовую смесь. При этом через бак ББ1 устанавливается расход воды 13,65 кг/ч при температуре ~ 106 °С.
Из баллона газобаллонной рампы РБ3 через вентиль ВЗ73 и редуктор РД12 в контур системы подается водород. Расход водорода регулируется вентилем ВР44 и контролируется расходомером УР8. При достижении объемной концентрации водорода 4% вентиль ВЗ73 закрывается.
Установление стационарного теплогидравлического и концентрационного (Сн2О= 10 об.%, Сн2= 4 об.%, Ar = 86 об.%) режимов в контуре свидетельствует о готовности системы СОТГС к работе.
Открываются вентили ВЗ57 и ВЗ59 (для центральной полости реактора). Регулирующим вентилем ВР35 обеспечивается постепенное увеличение расхода и давления газовой смеси на входе в реактор. При выходе на стационарный уровень вентиль ВР35 постепенно полностью открывается, а ВР37 плавно закрывается. Плавное увеличение расхода газа на входе в реактор обеспечивает постепенный прогрев входных линий и арматуры ВЗ59ВЗ63, ВР35, ВР36.
6.8.3.2 Номинальный режим работы
Работа системы обработки теплоносителя газовыми смесями осуществляется следующим образом.
При температуре 450 °С парогазовая смесь (Сн2О = 10 об.%, Сн2= 4 об.%, Ar = 86 об.%) из газовой полости реактора по трубопроводу Ду=300мм поступает на параллельно работающие механические фильтры Ф12, Ф13, заполненные металловойлоком, где происходит очистка газа от механических частиц размером более 5 мкм. 
Затем парогазовая смесь охлаждается в кожухотрубном теплообменнике ТО7 - с 450 °С до 167 °С и в водяном холодильнике Х4 - с 167 °С до 34 °С. В водяном холодильнике образуется конденсат воды, накопление которого происходит в баке Б2. Из Б2 предусмотрен слив конденсата в систему утилизации ЖРО через клапан К43. Слив конденсата проводится 2 раза в процессе работы системы СОТГС в I режиме (через 5 суток после начала работы и в конце режима). 
На выходе из бака Б2 после смесителя через отсечной клапан К48 газовая смесь отбирается на пробоотбор для измерения концентрационного состава. 
В случае, если концентрация водорода в газовой смеси менее 4 об.%, возможна подпитка из водородного баллона газобаллонной рампы РБ3 через вентиль ВЗ73, редуктор РД12, регулирующий вентиль ВР44 и смеситель СМ2.
После бака Б2 газ проходит через фильтр Ф11, который служит для защиты компрессора от аэрозолей и механических примесей и поступает на вход компрессора.
Компрессор КМ5 обеспечивает расход газовой смеси 3608 кг/ч и создает давление до 1,3 МПа. Температура газовой смеси на входе в компрессор ~ 34 °С, на выходе~ 200 °С. Компрессор в своем составе имеет акустический фильтр, который служит для сглаживания колебаний давления на выходе из компрессора.
Из компрессора газовая смесь поступает в бак-барботер ББ1, где осуществляется дозирование паров воды в газовую смесь. Концентрация паров задается температурой воды, через которую барботируется газ. Для обеспечения на входе в реактор Сн2О = 10 об.% необходимо поддерживать температуру воды ~ 106 °С. Расход воды при I режиме работы системы равен 13,65 кг/ч.
 На выходе из  бака ББ1 через отсечной клапан К47 газовая смесь отбирается на пробоотбор для измерения концентрации водорода и водяного пара. При I режиме работы системы СОТГС объемная доля водорода должна находиться в диапазоне 0,15%, объемная доля водяного пара – в диапазоне 5,6 10 %. 
Насыщенная парогазовая смесь с температурой  ~ 106 °С подогревается в кожухотрубном теплообменнике ТО7 до 411 °С и в двух параллельно расположенных электронагревателях ЭН9, ЭН10 до 450 °С.
Затем парогазовая смесь (давление 1,3 МПа, температура 450 °С, расход 3608 кг/ч) через вентиль ВЗ59 поступает в свинцовый теплоноситель, где непосредственно происходят процессы водородной регенерации. Регулировка расхода газа через толщу свинца осуществляется регулирующим вентилем ВР35.
Для восстановления свинца в полости парогенераторов парогазовая смесь поступает в теплоноситель через вентили ВЗ60 ВЗ63 и ВР36 (ВЗ57 закрыт). При этом редуктором РД8 создается давление газа на входе в полость парогенераторов, равное 0,8 МПа.
Кроме того, система может работать в режиме одновременной подачи газовой смеси в реакторную полость и полость парогенераторов при пропорциональном распределении расходов.
Система СОТГС работает в I режиме ~ 10 суток. В случае необходимости система переходит на II режим работы с увеличением объемной концентрации водяного пара в парогазовой смеси до 20%.
Для этого поднимается температура воды в баке – дозаторе водяного пара ББ1 до 128 оС. Расход воды при II режиме работы системы ~ 93 кг/ч.
При этом в реакторную полость поступает парогазовая система со следующими параметрами: давление ~ 1,3 МПа, температура ~ 450 °С, расход 3688 кг/ч, Сн2О = 20 об.%, Сн2= 4 об.%, Ar = 76 об.%. Расход конденсата, поступающего в бак Б2 ~ 93 кг/ч. Поэтому слив конденсата в систему утилизации ЖРО проводится 2 раза в сутки в процессе работы системы СОТГС во II режиме.

6.8.3.3 Окончание цикла работы системы обработки теплоносителя газовыми смесями
После окончания каждого цикла водородной регенерации вентили ВЗ57, ВЗ60ВЗ63 закрываются, вентиль ВР37 открывается.
 Отключается нагреватель бака-барботера ББ1. Расход воды в баке поддерживается таким образом, чтобы обеспечить остывание нагревателя. После снижения температуры нагревателя подача воды прекращаетсяи и сливается из бака ББ1.
Затем осуществляется очистка контура системы СОТГС от водорода. Для этого организуется циркуляция газа через систему СОРГ (вентили ВЗ71, ВЗ72 открыты). Регулирующим вентилем ВР43 создается расход аргона через систему СОРГ (УР6), равный ~ 50 нм3/ч. При достижении Сн2 < 0,1 об.% вентили ВЗ71, ВЗ72 – закрываются и система СОРГ отсекается.
Регулирующим вентилем ВР40 создается расход аргона на входе в электронагреватели ЭН9, ЭН10, равный ~ 700 кг/ч. Температура газа на выходе из нагревателя и соответственно в межтрубном пространстве кожухотрубного теплообменника ТО7 поддерживается на уровне 450 °С. В результате чего происходит расплавление сконденсированного на теплообменной поверхности в процессе работы системы СОТГС свинца, который сливается в зону отстоя теплообменника ТО7.
Затем электронагреватель ЭН9 (ЭН10) отключается, подача питательной воды в холодильник Х1 прекращается, компрессор КМ5 останавливается. Из бака Б2 сливается вода. Избыточное давление аргона в контуре стравливается в газовую полость реактора через вентиль ВЗ57.
После чего система СОТГС ставится на консервацию до следующего цикла работы.

6.9 Работы, которые необходимо выполнить на следующих этапах разработки

1.	Расчетное обоснование и разработка системы электроразогрева реактора.
2.	Экспериментальные исследования сорбционных свойств различных материалов при наличии паров воды в очищаемом газе.
3.	Уточнение, на основании опыта эксплуатации установок со свинцом-висмутом, выхода активности в контура систем очистки радиоактивного газа, защиты реактора от превышения давления, обработки теплоносителя газовыми смесями.
4.	Расчетные исследования температурных полей в газовом объеме реактора при различных режимах работы реактора и функционировании системы очистки радиоактивного газа.
5.	Корректировка системы очистки радиоактивного газа с учетом пунктов 1,2,3,4.
6.	Уточнение исходных данных по скорости поступления паров свинца в газовые контура реактора в зависимости от температуры и скорости циркуляции газа.
7.	Уточнение концентраций механических примесей в газе, поступающем в газовые системы реакторной установки.
8.	Уточнение объемов водорода, необходимых для регенерации теплоносителя.
9.	Разработка конструкции пассивного предохранительного устройства в системе нормального и аварийного расхолаживания.
10.	Расчетные исследования динамики процессов при течах парогенератора.
11.	Корректировка системы защиты реактора от превышения давления в соответствии с пунктами 3,10.
12.	Выбор, обоснование и разработка системы регенерации теплоносителя.

Список литературы

1. НИКИЭТ. Система приема, подготовки и заполнения реактора теплоносителем .Пояснительная записка. К.92.00.000 ПЗ, 2000.
2. НИКИЭТ. Система разогрева реактора. Пояснительная записка. К.88.00.000 ПЗ, 2000.
3. НИКИЭТ. Система охлаждения корпуса реактора БРЕСТ-ОД-300. Пояснительная записка. К.90.00.000 ПЗ, 2000.
4. Система очистки радиоактивного газа реактора. Пояснительная записка.К.91.00.000 ПЗ, 2000.
5. Система защиты реактора от превышения давления. Пояснительная записка. К.89.00.000 ПЗ, 2000.
6. Система обработки теплоносителя газовыми смесями. Пояснительная записка. К.93.00.000 ПЗ, 2000.