References

alternative

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)

1608-8298

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

10.15518/isjaee.2026.03.146-175

alternative-2794

Research Article

II. НЕВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 9. Атомная энергетика. 9-3-0-0 Атомная энергетика и окружающая среда

II. NONRENEWABLE ENERGY. 9. Atomic energy. 9-3-0-0 Atomic energy and environment

Реализация мер по обеспечению водородной взрывобезопасности при тяжёлых авариях для проектов АЭС-2006 дизайна «Атомпроект»

Implementation of measures to ensure hydrogen explosion safety in case of severe accidents for NPP-2006 projects designed by «Atomproekt»

Астафьева

О. В.

Astafyeva

V. O.

Астафьева Вера Олеговна, эксперт, кандидат технических наук

105005, Москва, ул. Бакунинская, д. 7

Astafyeva Vera Olegovna, Expert, Ph. D. of Engineering Sciences

105005, Moscow, Bakuninskaya str., 7

Сидоров

В. Г.

Sidorov

M. I.

Сидоров Валерий Григорьевич, эксперт, кандидат технических наук

105005, Москва, ул. Бакунинская, д. 7

Sidorov Valery Grigorievich, Expert, Ph. D. of Engineering Sciences

105005, Moscow, Bakuninskaya str., 7

Кухтевич

В. О.

Kukhtevich

V. O.

Кухтевич Владимир Олегович, Начальник отдела, кандидат технических наук

105005, Москва, ул. Бакунинская, д. 7

Kukhtevich Vladimir Olegovich, Head of Department, Ph.D. of Engineering Sciences

105005, Moscow, Bakuninskaya str., 7

Киреев

Р. С.

Kireev

R. S.

Киреев Роман Станиславович, Инженер-проектировщик 3 категории; аспирант

105005, Москва, ул. Бакунинская, д. 7

195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Kireev Roman Stanislavovich, Category 3 Design Engineer; Postgraduate Student

105005, Moscow, Bakuninskaya str., 7

195251, St. Petersburg, Politekhnicheskaya str., 29

Ивков

М. И.

Ivkov

M. I.

Ивков Михаил Игоревич, Инженер-проектировщик 2 категории; ассистент Высшей школы атомной и тепловой энергетики

105005, Москва, ул. Бакунинская, д. 7

195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Ivkov Mikhail Igorevich, 2 category design engineer; assistant of the Higher School of Nuclear and Heat Power Engineering (postgraduate student)

105005, Moscow, Bakuninskaya str., 7

195251, St. Petersburg, Politekhnicheskaya str., 29

ivkov_mi@spbstu.ru

Кузнецов

Е. А.

Kuznetsov

E. A.

Кузнецов Егор Александрович, инженер-проектировщик2 категории, кандидат технических наук

105005, Москва, ул. Бакунинская, д. 7

Kuznetsov Egor Alexandrovich, assistant of the Higher School of Nuclear and Heat Power Engineering (postgraduate student), Ph. D. of Engineering Sciences

105005, Moscow, Bakuninskaya str., 7

Аникина

И. Д.

Anikina

I. D.

Аникина Ирина Дмитриевна, доцент Высшей школы атомной и тепловой энергетики (ВШАиТЭ), кандидат технических наук

195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Anikina Irina Dmitrievna, associate professor of the Higher School of Nuclear and Heat Power Engineering, Ph. D. of Engineering Sciences

195251, St. Petersburg, Politekhnicheskaya str., 29

Владимиров

Я. А.

Vladimirov

Ya. A.

Владимиров Ярослав Александрович, доцент Высшей школы атомной и тепловой энергетики (ВШАиТЭ), кандидат технических наук

195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Vladimirov Yaroslav Alexandrovich, Associate professor of the HigherSchool of Nuclear and Heat Power Engineering, Ph. D. of EngineeringSciences

195251, St. Petersburg, Politekhnicheskaya str., 29

Сергеев

В. В.

Sergeev

V. V.

Сергеев Виталий Владимирович, первый проректор, профессор, доктор техническихнаук.

195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Sergeev Vitaly Vladimirovich, First Vice-Rector, Professor

195251, St. Petersburg, Politekhnicheskaya str., 29

АО «Атомэнергопроект»РоссияJSC AtomenergoproektRussian Federation

АО «Атомэнергопроект»; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияJSC Atomenergoproekt; Peter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation

2026

25052026

03146175

2026

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

https://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNotice

https://www.isjaee.com/jour/article/view/2794

Актуальность исследования обусловлена необходимостью поиска новых решений по повышению безопасности АЭС большой мощности с пассивными системами безопасности. При запроектных авариях с тяжелым повреждением активной зоны водород, образующийся при высокотемпературном взаимодействии пара с циркониевыми оболочками твэлов, в смеси с воздухом и паром может образовать взрывоопасную среду, создающую угрозу разрушения защитной оболочки (контейнмента) и выброса радиоактивных веществ в окружающую среду. Для предотвращения подобных физических явлений на АЭС используются различные управляющие меры и технические средства, направленные на предотвращение образования взрывоопасных водородсодержащих смесей. В настоящем исследовании представлены методологические подходы к обеспечению водородной взрывобезопасности и приведены результаты обоснования эффективности управляющих мер, реализованных в различных проектах АЭС-2006 дизайна АО «Атомпроект».

The relevance of this study stems from the need to find new solutions to improve the safety of large-capacity nuclear power plants with passive safety systems. In case of beyond design basis accidents with severe core damage, hydrogen resulting from the high-temperature interaction of steam with zirconium alloy fuel rod cladding, mixed with air and steam, can form an explosive atmosphere that threatens containment integrity and the release of radioactive substances into the environment. To prevent such phenomena, nuclear power plants use various control measures and technical means aimed at preventing the formation of explosive hydrogen-containing mixtures. This study presents methodological approaches to ensuring hydrogen explosion safety and provides results of justifying the effectiveness of control measures implemented in various NPP-2006 designs of Atomproekt JSC.

водородная безопасностьтяжёлая аварияатомная электростанцияуправление водородомгорение водородаВВЭРматематическое моделирование

Исследование проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (соглашение от 16.01.26 № 075-03-2026-218, регистрационный номер темы FSEG-2026-0008).

References1

. IAEA, 2015. The Fukushima Daiichi accident. Report by the Director General. – Vienna, IAEA, 2015.

. Zhang Y. P., Niu S. P., Zhang L. T., Qiu S. Z., Su G. H., Tian W. X. A review on analysis of LWR severe accident // J Nucl Eng Radiat Sci. – 2015.

. IAEA. Design of the Reactor Containment and Associated Systems for Nuclear Power Plants: Specific Safety Guide No. SSG-53. – Vienna: IAEA, 2019. – 108 p.

. IAEA. Nuclear power plant safety: design. Ser. Safety Standards SSR-2/1 (Rev. 1). Vienna: IAEA, 2016.

. НП-001-15. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Общие положения обеспечения безопасности атомных станций». – Введ. 2015. – М.: Ростехнадзор.

. NP-001-15. Federal Norms and Regulations in the Field of Atomic Energy Use «General Provisions for Ensuring the Safety of Nuclear Power Plants». – Introduced. 2015. – Moscow: Rostekhnadzor

. НП-040-02. Правила обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции. – Введ. 2002.31.12. – М.: Госатомнадзор РФ, 2002. – 6 с.

. NP-040-02. Rules for Ensuring Hydrogen Explosion Protection at a Nuclear Power Plant. – Introduced. 2002.31.12. – Moscow: State Atomic Supervision of the Russian Federation, 2002. – 6 p.

. Управление тяжелыми авариями реакторных установок проекта АЭС-2006 / В. Г. Сидоров, В. О. Астафьева, Ю. В. Крылов [и др.] // Атомная энергия. – 2022. – Т. 133, № 3. – С. 144-150.

. Severe Accident Management of Reactor Units in the NPP-2006 Project / V. G. Sidorov, V. O. Astafyeva, International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology Yu. V. Krylov [et al.] // Atomic Energy. – 2022. – Vol. 133, No. 3. – Pp. 144-150.

. Organisation for Economic Co-Operation and Development, Nuclear Energy Agency, Committee on the Safety of Nuclear Installations, 75 – Paris (France). In-vessel and ex-vessel hydrogen sources. Report by NEA groups of experts. – 2001.

. Дежюриан М., Саярех Р., Рагошай М., Джаханфарния Г., Ширани А. С. Investigation of a Hydrogen Mitigation System During Large Break Lossоf-Coolant Accident for a Two-Loop Pressurized Water Reactor // Nuclear Engineering and Technology. – 2016. – Т. 48. – № 4. – С. 875-885.

. Dejuryan M., Sayareh R., Ragoshay M., Jahanfarnia G., Shirani A. S. Research of the Hydrogen Mitigation System During a Major Coolant Loss Accident in a Two-Loop Water-Water Reactor // Nuclear Power Engineering and Technology. – 2016. – Vol. 48. – No. 4. – Pp. 875-885.

. Hydrogen safety concept of NPP with VVER-1000 reactor / V. V. Bezlepkin, S. E. Semashko, I. M. Ivkov, Y. V. Krylov // 2003 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants - Proceedings of ICAPP 2003, Cordoba, 04-07 мая 2003 года. – Cordoba, 2003.

. Multinational Design Evaluation Programme (MDEP). Technical Report on Common Understanding of the Hydrogen Control System for the AP1000 Design (TR-AP1000WG-04). – Version 1.1. – Paris: OECD Nuclear Energy Agency, 23 Sept. 2020. – 13 p. – URL: https://www.oecd-nea.org/mdep

. R. Gharari, H. Kazeminejad, N. Mataji Kojouri, A. Hedayat. A review on hydrogen generation, explosion, and mitigation during severe accidents in light waInternational Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ter nuclear reactors // International Journal of Hydrogen Energy. – 2018. – Т. 43. – № 4. – С. 1939-1965. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.11.174

. R. Gharari, H. Kazeminejad, N. Mataji Kojouri, A. Hedayat. A review on hydrogen generation, explosion, and mitigation during severe accidents in light water nuclear reactors // International Journal of Hydrogen Energy. – 2018. – Т. 43. – № 4. – С. 1939-1965. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.11.174

. International atomic energy agency. Hydrogen Phenomena during Severe Accidents in Water-Cooled Reactors. Training Course Series No. 72. Vienna: IAEA, 2021. IAEA-TCS-72. ISSN 1018-5518. URL: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TCS-72web.pdf

. Mitigation of Hydrogen Hazards in Severe Accidents in Nuclear Power Plants // International Atomic Energy Agency. – Vienna: IAEA, 2011. – (IAEA-TECDOC-1661). – ISBN 978-92-0-116510-7.

. Mitigation of Hydrogen Hazards in Severe Accidents in Nuclear Power Plants // International Atomic Energy Agency. – Vienna: IAEA, 2011. – (IAEA- TECDOC-1661). – ISBN 978-92-0-116510-7.

. Park, K. Consideration on hydrogen explosion scenario in APR 1400 containment building during small breakup loss of coolant accident / K. Park, C. L. Khor // Nuclear Engineering and Design. – 2015. – Vol. 293. – Pp. 1-10.

. V. Kotov, V. Bezlepkin, D. Kapitsa. Proceedings of the Ninth International Seminar on Fire and Explosion Hazards 21-26 April 2019, Saint Petersburg, Russia. – Vol. 2 / Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University.

. Патент на полезную модель № 100327 U1 Российская Федерация, МПК G21C 9/016. устройство локализации расплава: № 2010124314/07: заявл. 17.06.2010: опубл. 10.12.2010 / В. В. Безлепкин, В. Г. Сидоров, В. О. Кухтевич [и др.]; заявитель Открытое акционерное общество «Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектноконструкторский институт «Атомэнергопроект» (ОАО «СПбАЭП»).

. Utility Model Patent No. 100327 U1 Russian Federation, IPC G21C 9/016. melt localization device: No. 2010124314/07: application 17.06.2010: published 10.12.2010 / V. V. Bezlepkin, V. G. Sidorov, V. O. Kukhtevich [et al.]; the applicant is Open Joint Stock Company Saint Petersburg Scientific Research and Design Institute Atomenergoproekt (JSC SPbAEP).

. Патент № 2595639 C2 Российская Федерация, МПК G21C 15/00. система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки: № 2014148910/07: заявл. 04.12.2014: опубл. 27.08.2016 / В. В. Безлепкин, С. Е. Семашко, И. М. Ивков [и др.]; заявитель Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт энергетических технологий «Атомпроект» («АО «Атомпроект»).

. Patent No. 2595639 C2, Russian Federation, IPC G21C 15/00. Passive heat dissipation system from the internal volume of a protective shell: No. 2014148910/07: filed on December 4, 2014: published on August 27, 2016 / V. V. Bezlepkin, S. E. Semashko, I. M. Ivkov [et al.]; the applicant is the Joint-Stock Company «Scientific Research and Design Institute of Energy Technologies Atomproekt» («JSC Atomproekt»).

. Paladino D., Kiselev A. E. Main outcomes from the Euratom-Rosatom ERCOSAM-SAMARA parallel projects for hydrogen safety of LWR. – In: Proc. ICAPP’15, p. 15357.

. International Standard Problem ISP36 CORA-W2 Experiment on Severe Fuel Damage for a Russian Type PWR. – Karlsruhe: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1996. – 179 p.

. Martinson, Z. R., Gasparini, M., Hobbins, R. R., Petti, D. A., Allison, C. M., Hohorst, J. K., Hagrman, D. L., Vinjamuri, K., & Nuclear Regulatory Commission, Washington, DC (USA). Div. of Systems Research. (1989). PBF [Power Burst Facility] severe fuel damage test 1-3 test results report.

. Nalezny, C. L., & EG and G Idaho, Inc., Idaho Falls (USA). Summary of Nuclear Regulatory Commission’s LOFT Program experiments. – 1983.

. Rogovin M., Frampton G. T. Three Mile Island: a report to the commissioners and to the public / U.S. Nuclear Regulatory Commission, Special Inquiry Group. – Washington, D. C.: U.S. GPO. – 1980. – Vol. 1. – 250 p.

. Reinecke E. A., Bentaib A., Kelm S., Jahn W., Meynet N., Caroli C. Open Issues in the Applicability of Recombiner Experiments and Modelling to Reactor Simulations // Prog. Nucl. Energ. – 2010. – 52(1). – Pp. 136-147.

. OECD/NEA report, «Status Report on Hydrogen Management and Related Computer Codes», Report No. NEA/CSNI/R. – 2014; 8.

. Аттестационный паспорт программы для электронных вычислительных машин «Программа для численного моделирования тяжелых запроектных аварий, включая образование и перенос радиоактивных веществ, на реакторных установках корпусного типа с водой под давлением типа ВВЭР «СОКРАТ/В3»» от 09.07.2021.

. Certification passport of the program for electronic computing machines «Program for numerical modeling of severe off-design accidents, including the formation and transfer of radioactive substances, on pressure-water reactor units of the VVER “SOKRAT/ V3” type» dated 09.07.2021.

. Аттестационный паспорт программы для электронных вычислительных машин «Программа для численного моделирования внутрикорпусной стадии запроектных аварий на реакторных установка с водой под давлением «СОКРАТ-В1/В2»» от 19.08.2022.

. Certification passport of the program for electronic computing machines «Program for Numerical Simulation of the Intratherminal Stage of Out-of-Design Accidents at the SOKRAT-V1/V2 Pressurized Water Reactor» dated 19.08.2022.

. Аттестационный паспорт программы для электронных вычислительных машин «КУПОЛ-М версия 1.10а» от 28.01.2022.

. Certification passport of the program for electronic computing machines «KUPOL-M version 1.10a» dated 28.01.2022.

. Верификация кода КУПОЛ-М по результатам экспериментов / А. Д. Ефанов, А. А. Лукьянов, Н. Н. Шаньгин [и др.] // Теплоэнергетика. – 2004. – № 2. – С. 12-16.

. Verification of the KUPOL-M code based on the results of experiments / A. D. Efanov, A. A. Luk- yanov, N. N. Shangin [et al.] // Thermal Power Engineering. – 2004. – No. 2. – Pp. 12-16.

. Аттестационный паспорт программного средства LIMITS-V 1.0, № 382, Москва: Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор), 2015.

. Certification passport of the software LIMITS-V 1.0, No. 382, Moscow: Federal Service for Environmental, Technological and Nuclear Supervision (Rostekhnadzor), 2015.

. Аттестационный паспорт программного средства FIRECON 1.0, № 381, Москва: Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор), 2015.

. Certification certificate of the FIRECON 1.0 software, No. 381, Moscow: Federal Service for Environmental, Technological, and Nuclear Supervision (Rostekhnadzor), 2015.

. Анализ режимов горения водорода и расчет нагрузок на защитную оболочку АЭС / С. Е. Семашко, Ю. В. Крылов, М. А. Альтбреген [и др.] // Теплоэнергетика. – 2004. – № 2. – С. 43-46.

. Analysis of hydrogen combustion modes and calculation of loads on the protective shell of a nuclear power plant / S. E. Semashko, Yu. V. Krylov, M. A. Altbregen [et al.] // Thermal Power Engineering. – 2004. – No. 2. – Pp. 43-46.

. Звонарёв Ю. А., Цуриков Д. Ф., Кобзарь В. Л., Волчек А. М., Киселёв Н. П., Стрижов В. Ф., Филиппов А. С., Моисеенко Е. В. Численный анализ эффективности ловушки расплава для ВВЭР-1200 // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов. 2010. № 1. С. 68-78.

. Zvonarev Yu. A., Tsurikov D. F., Kobzar V. L., Volchek A.M., Kiselev N. P., Strizhov V. F., Filippov A. S., Moiseenko E. V. Numerical analysis of melt trap efficiency for VVER-1200 // Issues of atomic science and technology. Series: Physics of nuclear reactors. – 2010. – No. 1. – Pp. 68-78.

. Саляри Ф., Рабии А., Фагихи Ф. Исследование роли ловушки расплава в контайменте ВВЭР-1000/V528 с использованием кода MELCOR // Nuclear Science and Techniques. – 2021. – Т. 32. – С. 100.

. Salari F., Rabii A., Faghihi F. Study of the role of the melt trap in the containment of VVER-1000/V528 using the MELCOR code // Nuclear Science and Techniques. – 2021. – Vol. 32. – P. 100.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.