Состояние РУ перед испытаниями. Исходные данные анализа

Изменение мощности РУ. Как видно из Табл. 13.1, примерно за сутки до аварии мощность РУ была снижена до 50 %. Однако дальнейшее уменьшение мощности реактора было запрещено диспетчером электросети из-за задержки включения в сеть другой электростанции [9]. Продолжение снижения мощности энергоблока было разрешено диспетчером в 23.00' 25.04.86, т.е. активная зона длительное время находилась в режиме отравления ксеноном. В течение 1.50' мощность реактора была понижена до 760 МВт (720¸760 МВт - по данным [8]), после чего было продолжено, по не установленным причинам, снижение мощности до 500 МВт. Попытка застабилизировать мощность даже на уровне 500 МВт (тепл.) не удалась, и в 00.28' при переходе с системы ЛАР на автоматический регулятор мощности основного диапазона (АР), из-за появившегося разбаланса в измерительной части АР, который не удалось быстро устранить, было допущено снижение тепловой мощности до (30¸0) МВт. Снижение СИУРом уставки АР кнопкой "быстрое снижение мощности" не предотвратило уменьшение нейтронной мощности практически до нуля. 30 МВт тепловой мощности, которые показал самописец тепловой мощности при переключении диапазона измерения, определялись прежде всего сохраняющемся в реакторе g-фоном, а не цепной реакцией, т.е. реактор был заглушен. По ТУ показания серебряных ВРД при нейтронной мощности реактора ниже 1 % считаются недостоверными. Согласно регламенту, в этом случае реактор должен оставаться в заглушенном состоянии в течение ~ 20 часов для прохождения “йодной ямы” (разотравления). Тем не менее, через 4-5 мин был начат подъем мощности, т.е. было принято решение испытания проводить, для чего мощность поднять насколько возможно. К 00.34'03'' 26.04.86 тепловая мощность реактора была восстановлена до 160 МВт [8]. В 00.43'37'' была выведена из работы аварийная защита по отключению обоих ТГ, что подтверждало непреклонность решения проводить испытания при незаглушенном реакторе. К 01.03' мощность реактора удалось поднять до 200 МВт. Состояние РУ оказалось нерегламентным и одновременно не соответствующим программе испытаний, но испытания были начаты.

Отравление активной зоны ксеноном после снижения мощности реактора со 100% до 50 % за время ожидания разрешения диспетчера прошло максимум, и запас реактивности начал расти. Однако из-за провала мощности практически до нуля вновь возросло ксеноновое отравление, поэтому для восстановления мощности потребовалось извлечение части стержней РР, что привело к снижению оперативного запаса реактивности. Таким образом, извлечение штатного поглотителя из-за отравления активной зоны уже не давало возможности обеспечить возврат к программному уровню мощности, и, более того, делало практически невозможным управление реактором.

Отключение защит. Работа реактора на малом уровне мощности при малом запасе реактивности сопровождается неустойчивостью технологических параметров. Об этом свидетельствуют многократные сигналы достижения уставок аварийного уровня в барабанах-сепараторах, БРУ-К и выходы из рабочего диапазона регуляторов нейтронной мощности АР1 (в 00.29'21'' и 01.18'54'') и АР2 (в 00.30'50'' и 01.18'54''). Для того, чтобы в любом случае сохранить реактор на мощности в процессе испытаний и после их окончания, к 00.50' были заблокированы практически все сигналы аварийной защиты по теплогидравлическим параметрам КМПЦ (по повышению уровня в любом БС до 2-го предела, по повышению уровня в БПГ до 2-го предела, по повышению уровня конденсата в КС СПП, по повышению уровня в испарителе) и сигнал АЗ по отключению двух ТГ. Еще ранее, 25.04.86 в 14.00', была отключена САОР.

Особенности теплогидравлического состояния КМПЦ. В 01.03' и в 01.07' были включены в работу, согласно программе испытаний, два резервных ГЦН. При этом суммарный расход теплоносителя через активную зону увеличился с 45390 м³/ч до 56000-58000 м³/ч. Снижение расхода питательной воды с ~1200 т/ч (в 1 ч. 22 мин.) до практически нулевого уровня (в 1 ч. 23 мин. – до начала испытаний) при максимальном расходе контурной воды определило очень низкий недогрев воды до насыщения (1¸3^оС) на входе в активную зону. При этом в связи с большой высотной неравномерностью энерговыделения (наибольшее отравление в центральных частях активной зоны) увеличение мощности реактора могло привести к появлению пара в нижней части активной зоны.

Снижение почти до нуля недогрева на входе в ТК привело к кавитационному вскипанию воды в проточной части ЗРК. Неравновесный пар после выхода из ЗРК не мог полностью сконденсироваться в трубопроводе водяной коммуникации. Вялая конденсация пара здесь обусловлена малой разностью температур на межфазной поверхности, которая к тому же убывала по пути к входу ТК вследствие снижения давления за счет гидравлического трения, т.е. неравновесный поток стремился к равновесному состоянию, сохраняя паровую фазу [18].