ответы АЭС(2012). 451) подвод тепла к рабочему телу (по изотерме
 Скачать 2.61 Mb.
|
|
18. Система аварийного охлаждения реактора РБМК-1000. Назначение, состав, принцип работы. 1. НАЗНАЧЕНИЕСистема САОР предназначена для своевременной подачи воды в активную зону реактора при авариях с разрывами КМПЦ, что исключает перегрев и разгерметизацию оболочек ТВЭЛ сверх допустимых проектом пределов для подачи воды насосами САОР (НОНП) в реактор в ситуациях связанных с невозможностью подачи воды штатными питательными насосами для подачи воды от СПИР через один из коллекторов САОР для ускоренного расхолаживания ТВС. 2. СОСТАВПо своему функциональному назначению и степени быстродействия САОР подразделяется на подсистемы быстродействующая, которая состоит из баллонной подсистемы (2 группы по 6 баллонов, подсистемы подачи воды в САОР от ПЭН; подсистема длительного расхолаживания, состоящая из подсистемы насосов охлаждения аварийной половины реактора НОАП (3- подсистемы, подсистемы насосов охлаждения неаварийной половины реактора НОНП (3- подсистемы. Баллонная подсистема Баллонная подсистема предназначена для обеспечения подачи воды в ТК активной зоны в течение первых 90 секс момента начала аварий, связанных с разрывами трубопроводов КМПЦ, до момента, когда вступают в работу насосные подсистемы. Подсистема подачи воды в САОР от ПЭН Подсистема предназначена для подачи воды от ПЭН в аварийную половину реактора при авариях, связанных с разрывами трубопроводов КМПЦ в течении первых 45 сек, до момента включения насосных подсистем. В состав подсистемы входят насосы типа СПЭ-1650-75 в количестве 5 штук быстродействующие задвижки. Подсистема насосов охлаждения аварийной половины Подсистема НОАП предназначена для длительной подачи воды в аварийную половину реактора с момента исчерпания запаса воды в баллонной подсистеме и отключения подсистемы подачи воды от ПЭН. Принципиальная схема обвязки НОАП Подсистемы насосов охлаждения неаварийной половины Подсистема НОНП предназначена для подачи воды при разрывах трубопроводов КМПЦ по сигналу МПА в неаварийную половину реактора и включает в себя 3 насоса. Принципиальная схема обвязки НОНП ПРИНЦИП РАБОТЫ При возникновении МПА выполняется следующее Срабатывает световая сигнализация по сигналам формирования Через 1,2-1,5 секс момента формирования МПА открываются БДЗ и срабатывают БП и от ПЭН в САОР на аварийную половину реактора Выполняется алгоритм срабатывания подсистем МПА согласно схеме с включением и подачей воды от подсистем НОАП, НОНП, а также включения оборудования систем, связанных с МПА. Сигналы срабатывания Повышение давления в помещениях КМПЦ свыше 1.2 атм Снижение уровняв БС на 800 мм. От номинального значения Снижение перепада давления между ГЦН и БС ниже 3 атм. Где 1) – сигнал аварии, аи сигнал выбора аварийной половины. Условия вывода из работы САОР Допускается работа реактора на уровне мощности выше 50% Nном.т. при отказе или выводе из работы го независимого канала САОР на время не более х часов. Допускается работа реактора на уровне мощности не выше ном. при отказе или выводе из работы го независимого канала быстродействующей подсистемы САОР. САОР должна удовлетворять следующим основным требованиям - автоматически включаться в работу по сигналу МПА и отличать аварийную половину реактора от неаварийной; - обеспечить подачу воды в аварийную и неаварийную половины реактора с расходами, обеспечивающими отсутствие плавления, массового перегрева и разгерметизации твэлов; - быстродействие САОР должно быть таким, чтобы перерыв в подаче воды в аварийную половину реактора при возникновении МПА не превышал 3,5 с - система должна состоять из нескольких независимых каналов и обеспечивать требуемую эффективность при независимом от исходного события отказе любого одного канала этой системы. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ СОКРАЩЕНИЯ САОР – система аварийного охлаждения реактора КМПЦ – контур многократной принудительной циркуляции НОНП – насосы охлаждения неаварийной половины СПИР – система продувки и расхолаживания НОАП – насосы охлаждения аварийной половины ГЦН – главный циркуляционный насос БС – барабан-сепаратор; МПА – максимальная проектная авария БДЗ – быстродействующая задвижка. 19. Система локализации аварий РБМК-1000. Назначение, состав, принцип работы. Описание 1-БС (барабан-сепаратор) 2-ПВК (пароводяные коммуникации) Канал СУЗ 4-Опускные трубы БС 5-ВК (всасывающий коллектор ГЦН) 6-ППБ (плотно-прочный бокс) Разбрызгиватели СОС (спринклерно-охладительной системы) 8-РГК (раздаточно-групповой коллектор) 9-НК (напорный коллектор ГЦН) Коллекторы САОР Водяные коммуникации Предохранительный клапан водяных коммуникаций Поверхностные конденсаторы Парораспределительный коридор 15-ГЦН Обратный клапан ППБ Обратный клапан 18-Бассейн-барботер (V=3300 m 3 ) 19-Барботажно- конденсационное устройство ТО (теплообменник) СОС 21-Спринклерный насос 22-НОНП (насосы охлаждения неаварийной половины) 23-Гидробаллон САОР (V=25 m 3 , воды m 3 , раб МПа, t раб СТО САОР 25- НОАП (G=250 час, напор 82 атм) Назначение СЛА РБМК-1000: Предназначена для предотвращения (или ограничения распространения) выделяющихся при авариях радиоактивных веществ и излучений за установленные проектом границы и выхода их в окружающую среду. Состав систем СЛА РБМК-1000: - система прочно плотных боксов (ППБ) : Прочно- плотный бокс левый, состоящий из боксов баков ГЦН, шахт опускных трубопроводов и паро-сбросного коридора Прочно- плотный бокс правый Бассейн- барботер(ББ) с боксом сброса парогазовой смеси.-Помещение НВК, состоящее из подаппаратного помещения и боксов НВК Парораспределительный коридор. Боксы предохранительных клапанов ППБ ЛСБ(линии сброса пара) являются основным элементом системы обеспечения безопасности АЭС и предназначаются для локализации радиоактивных выбросов в помещениях реакторного отделения входящих в состав ЛСБ) при авариях, связанных с разрывами трубопроводов КМПЦ (кроме верхних трактов ТК, ПВК и опускных трубопроводов, расположенных в помещениях БС; приема парогазовой смеси из реакторного пространства при разгерметизации ТК или канала СУЗ; приема пара при срабатывании ГПК; использование запаса воды для подачи воды в аварийную половину КМПЦ при срабатывании САОР. Барботажно- конденсационное устройство предназначено для выполнения следующих основных функций приема паровоздушной смеси и конденсации пара при авариях, связанных с разрывом трубопроводов КМПЦ, расположенных в пом. ППБ, НВК; приема парогазовой смеси и конденсации пара при авариях связанных с разрывом технологических каналов в РП; для приема и конденсации паровых протечек через ГПК, пара, подаваемого на паровоздушные эжекторы срыва вакуума в трубопроводах системы сброса пара после ГПК в режиме нормальной эксплуатации блока для приема пара при опробовании ГПК ив режиме аварийного сброса пара от ГПК. Барботажно- конденсационное устройство включает в себя Бассейн-барботер: блоки паро-сбросных труб трубопроводы сброса парогазовой смеси из РП; трубопроводы заполнения, опорожнения и поддержания уровня воды Б-Б; трубопроводы системы спец водоочистки Б-Б; трубопроводы сброса конденсата из ПРК в боковые отсеки Б-Б; переливные трубы с верхнего этажа на нижний Конденсаторы поверхностного типа. Система отвода тепла из гермопомещений включает в себя 3 независимые подсистемы НТУ СОС, в каждую из которых входит теплообменник, центробежный насос, водоструйный эжектор, фильтр, ручная и электрифицированная арматура эжекционные охладители ППБ; охлаждаемые проходки РГК; спринклеры ББ. Парораспределительный коридор Парораспределительный коридор является составным элементом СЛА и предназначен для приема, частичной конденсации и направления в ББ паровоздушной смеси при разрывах КМПЦ; приема и направления в ББ газовой смеси Прочно-плотный бокс Прочно-плотный бокс предназначен для локализации парогазовых выбросов в пределах СЛА при разрывах трубопроводов КМПЦ большого диаметра. Левый и правый ППБ разделены между собой ПРК. При авариях связь между обеими сторонами осуществляется через ББ. ППБ рассчитан на Р изб . - 4,5 кгс/см 2 Все помещения ППБ облицованы углеродистой сталью толщиной 4-6 мм. Проxодки труб, кабелей, штоков, крышки Помещения НВК: Помещения НВК предназначены для локализации парогазовых выбросов в пределах зоны СЛА при разрывах трубопроводов НВК и РГК. В состав пом. НВК входят : боксы НВК; подаппаратное помещение. Помещения НВК рассчитаны на Р изб . до 0,8 кгс/см 2 B подаппаратном помещении располагаются 8 шахт мембранных обратных клапанов помещений Бассейн-барботер: Бассейн-барботер - является составным элементом СЛА и предназначен для приема и конденсации парогазовой смеси, сбрасываемой в него из ППБ и ПРК при разрывах трубопроводов КМПЦ; приема пара при срабатывании ГПК; приема протечек ГПК; создания запаса воды для подачи в аварийную половину КМПЦ при срабатывании САОР. Режимы работы 1. Разрыв в помещении нижних водяных коммуникаций. Парогазовая смесь через блоки обратных клапанов 13 сбрасывается в парораспределительный коридор 6. Там пар конденсируется на поверхности ТО 12. А сброс пара через паросбросные трубы в ББ. 2. Авария в помещениях ППБ. Парогазовая смесь через паросбросные трубы поступает в ББ. Часть пара поступает в парораспределительный коридор, где конденсируется на поверхностных конденсаторах и дополнительно сбрасывается в ББ через паросбросные трубы. Если в результате разогрева воздушного объема в ББ, давление возрастает, то часть газа через 16 поступает в объем неаварийной половины. 3. Аварии с разрывом трубопроводов в помещениях БС. Это прямые потери воды, все идет в окружающую среду. Вода поступает на орошение воздушного ППБ и ББ из СОС. СУВ - система удаления водорода – для создания постоянного разряжения в помещениях локализации аварии (ПЛА), а также для удаления водорода и предотвращения образования гремучей смеси в помещениях НВК и ППБ (прочно- плотного бокса. СОС - спринклерная охладительная система – для расхолаживания газовой и водяной сред ББ и ППБ в стационарном режиме и при МПА. Состав – насос НСОС, 3 шт. Q = 1080 м 3 /ч, H = 68 м. вод. ст. – теплообменник, 3 шт. том объем труб системы СОС = 350 м (по среде ББ). ББ - объем поводе ярус – м ; 2 ярус – м Состав – трубопроводы отвода ПГС из РП (в парогазовую выгородку ББ) – обратные клапаны помещений НВК – перепускные клапаны в проемах перекрытий между ППБ и ББ, а также ПРК и бокса сброса ПГС – панели обратных клапанов между ППБ и ПРК – поверхностные конденсаторы в ПРК (п) – трубопроводы сброса пара после ТПК (п. 10), часть ССП – предохранительные клапаны ППБ 20. Конденсационная установка. Назначение, состав и принципиальная схема. Конденсационная установка предназначена На АЭС реализуется цикл Ренкина, предполагающий конденсацию всего пара, отработавшего в ТУ. Этот процесс и осуществляется в конденсационной установке (КУ. Основные задачи КУ:установление и поддержание вакуума на выхлопе ТУ получение чистого конденсата. Состав КУ • теплообменник-конденсатор, насосы циркуляционной воды,конденсатные насосы, воздухоотсасывающие устройства (эжекторы, трубопроводы связи. Конденсатор – поверхностный теплообменник снисходящим потоком пара. Конденсаторы подключаются к каждому выхлопу турбины, пар из турбины конденсируется в межтрубном пространстве, в трубках течѐт охлаждающая вода технического качества. В конденсаторах имеется запас уровня конденсата для бескавитационной работы конденсатных насосов. Для выравнивания уровней конденсата конденсаторы сообщаются перепускными линиями. Из конденсаторов осуществляется непрерывный отсос неконденсирующихся газов при помощи эжекторов, выполняемых, как правило, двух- или трѐхступенчатыми. Принципиальная схема КУ Воздух повышает давление в конденсаторе, тем самым ухудшая вакуум, что ведет к снижению КПД. Наличие газов в конденсаторе влияет на теплоотдачу и стимулирует процессы коррозии. Для одноконтурных станций помимо присоса в конденсаторе необходимо учитывать поступление водорода и кислорода, образовавшихся в процессе радиолиза. Также необходимо учитывать газы, поступающие через оболочку твэлов. конденсатор отсос паровоздушной смеси пароструйный эжектор рабочий пар на эжектор (из отбора, выпар деаэратора или острый пар припуске 5. конденсатный насос циркуляционный насос технической воды. Для двухконтурных АЭС необходимо учитывать поступление газообразных осколков деления при наличии течи в ПГ) Удаление газов происходит при помощи эжекторов. Принцип работы эжектора А- сопло камера смешения, Д-диффузон Пароструйный эжектор - это струйный насос, в котором рабочим телом является пар с давлением 0.4-0.7 МПа. В комбинированном сопле рабочий пар расширяется до сверхзвуковой скорости - на выходе из сопла скорость пара более 1000 мс. Одновременно понижается давление рабочего пара. Обычно на выходе из сопла создается давление на 1...2 мм.рт.столба ниже, чем в паровом пространстве конденсатора. В камере смешения струя пара, выходящая из сопла со сверхзвуковой скоростью, подсасывает (эжектирует) паровоздушную смесь и перемешивается с ней. В результате образуется смесь рабочего пара и паровоздушной смеси. В диффузоре (расширяющийся канал) давление смеси пара и воздуха поднимается до состояния несколько выше атмосферного. Обычно используют трехступенчатые эжекторы. Эжекторная установка пусковой эжектор 2. - основной эжектор 3. - перемычка при работе одной ступени 4. - отсос паровоздушной смеси 5. - каскадный сброс конденсата эжекторов 6. - трубопровод рециркуляции припуске с клапаном поддержания уровняв К 7. - выхлоп Схема конденсационной установки. 1 - подвод рабочего пара 2 - выпуск воздуха 3 - вторая ступень основного эжектора 4 - перемычка для возможности работы одной второй ступени припуске турбины 5 - первая ступень основного эжектора 6 - отвод конденсата в паровой объем конденсатора 7 - пусковой эжектор 8 - отсос воздуха из конденсатора 9 - конденсатор турбины 10 - конденсатный насос 11 - перепуск конденсата рабочего пара эжекторов из холодильника второй ступени в холодильник первой ступени 12 - трубопровод для рециркуляции конденсата турбины при ее пуске 13 - клапан рециркуляции и поддерживания уровняв конденсаторе 14 - регенеративный подогреватель низкого давления. 21. Необходимость отсоса неконденсирующихся газов из конденсатора. Эжекторная установка Линии связи 1. Рабочий пар на эжектора. 2. Отработавший пар с турбины. 3. Выброс неконденсирующихся газов. 4. В систему регенеративного подогрева. 5. Циркуляция тех. воды. В конденсатор поступает не только влажный пар из последних ступеней турбины, но и воздух через неплотности в соединениях корпуса конденсатора с выхлопным патрубком турбины, а также через линии отборного пара и конденсата, находящиеся под разрежением. Для одноконтурных станций необходимо иметь ввиду поступление с паром определенного количества продуктов радиолиза, а также радиоактивных благородных газов, проникающих в теплоноситель через неплотности в оболочках твэлов. Поступление в конденсатор неконденсирующихся газов приводит к увеличению давления в конденсаторе и ухудшению вакуума, уменьшению коэффициента теплоотдачи при конденсации пара, а также к интенсификации коррозионных процессов. Удаление неконденсирующихся газов из конденсатора осуществляется пароструйными эжекторами. Влияние газовых примесей в конденсаторе на коэффициент теплоотдачи при конденсации 1 2 3 пусковой эжектор основной эжектор перемычка при работе одной ступени отсос паровоздушной смеси каскадный сброс конденсата эжекторов трубопровод рециркуляции припуске с клапаном поддержания уровняв К выхлоп 3 4 5 Влияние вакуума в конденсаторе на КПД цикла 0,002 0,003 0,006 Р к , МПа 0,005 22. Схема включения основных эжекторов. Характеристики эжекторов 1 ОЭ - тип ЭП - 3 / 55 / 100 , 3 шт . ( х ступенчатый ) - расход на каждый эжектор , кг/ч - 3400 - Pрат (перед соплами) , атм - 5 (>=4) 2 ЭП - тип ЭП - 1 -150 , 2 шт. ( одноступенчатый ) - расход на каждый эжектор , кг/ч - 1500 - Pрат (перед соплами) , атм - 5 (>=4) 3 ЭЦС ( эжекторы цирк.системы ) , 2 шт. - расход на каждый эжектор , кг/ч - 490 - Pрат (перед соплами) , мм.в.ст. - 50 /* С помощью пускового эжектора невозможно создать разрежение ниже 600 мм.рт.ст. Оборудование 1 - ЭО 2 - ЭП 3 - охладитель ЭП 4 - основные конденсаторы 5 - контактный аппарат Линии связи [1] - от Д (выпар) [2] - от КН - I [3] - к КН - II [4] - от ТК ( сдувка ) [5] - пар от Н [6] - циркуляционный водовод [7] - на дезактивацию [8] - пар от Д [9] - срыв вакуума Общий вид основного эжектора. Принципиальная схема основного трехступенчатого эжектора. 1 – вход парогазовой смеси, 2 – подвод рабочего пара, 3 – выхлоп эжектора, 4 – трубная система охлаждения эжектора, 5 – диффузоры, 6 – вход-выход основного конденсата. 23. Система технического водоснабжения. Типы систем тех. водоснабжения. Основные потребители тех.воды. Техническая вода – химически неочищенная вода, забираемая из окружающей среды и используемая для отвода избыточного тепла от систем и оборудования станции. Назначение системы ТВ: отвод тепла от основных и вспомогательных агрегатов АЭС в окружающую среду, подпитка систем АЭС водой. Типы систем тех водоснабжения. Прямоточная – вода используется однократно. Прямоточной можно считать схему, когда температура сбрасываемой воды не влияет на температуру забираемой (когда используются реки, большие озера, моря, океаны. Техническая вода забирается из водоѐма и после использования сбрасывается обратно. Для АЭС этот способ используется редко, так как необходим высокий расход воды. При достаточном расходе эта схема обеспечивает самую низкую температуру в конденсаторе и обладает самой низкой стоимостью реализации. При незначительном недостатке расхода в реке часть отработавшей воды направляют на рециркуляцию, что увеличивает расход через конденсатор, теплообмен улучшается и минимальный температурный напор снижается, но повышается температура охлаждающей воды. Суммарный эффект позволяет несколько понизить температуру в конденсаторе. Достоинства и ограничения прямоточной системы техводоснабжения • - минимальные капитальные затраты • - глубокий вакуум в конденсаторе • - простота • при сбросе нагретой воды в источник техводы повышение температуры в источнике не должно превышать 5 градусов летом и 3 градуса зимой. Следовательно, необходимо иметь мощность источника в 3÷4 раза больше потребности АЭС. Оборотная – вода используется многократно. Такие системы позволяют организовать охлаждение для мощной электростанции, но стоимость их сооружения высока, эффективность ниже, чему прямоточных систем, кроме того, они нуждаются в обслуживании. В оборотных системах часть воды также испаряется и они нуждаются в подпитке сопоставимой с расходом пара через конденсатор. Таким образом, всѐ равно необходимо наличие постоянного источника воды. Смешанная – часть тепла отводится по прямоточной схеме, часть – по оборотной. Оборотные системы:Пруды-охладителями. Из оборотных систем обеспечивают самое лучшее охлаждение и требуют минимальную подпитку водой. Высокая стоимость сооружения, большая площадь земли отчуждается. Пруды-охладители имеют продолговатую форму, обеспечивающую минимум застойных зон, потоки теплой и холодной воды разделяются дамбами. Для предотвращения образования льда на водозаборе часть тѐплой воды поступает на рециркуляцию. Градирни Охлаждение хуже. Градирни представляют собой высокие трубы большого диаметра у основания и меньшего у вершины, как правило, сужение – по гиперболе. Охлаждаемая вода поступает сверху, падает вниз, где собирается и отправляется на повторное использование. Градирни обеспечивают перепад давления воздуха по высоте, вследствие чего в них возникает восходящее движение воздуха. Капли воды, двигаясь в противоток с воздухом охлаждаются частично за счѐт конвекции, частично – за счѐт испарения, что приводит к необходимости подпитки систем с градирнями. Расход воздуха через градирни регулируется поворотными щитами у основания. В современных градирнях применяют т.н. оросительные устройства – блоки полимерных матриц, которыми заполнена часть объѐма градирни. По поверхности оросительных устройств вода стекает плѐнками, а несвободно падает. Это улучшает теплоотдачу к воздуху и позволяет строить градирни меньших размеров. Брызгальные бассейны. Обеспечивают худшее охлаждение. Представляют собой бассейны, поверх которых проложены ряды труб с разбрызгивающими соплами. Вода отдаѐт тепло воздуху. Для хорошей работы системы необходимо обеспечить постоянный приток свежего воздуха. Очень велики потери воды на испарение. Большие гидродинамические потери. Глубина вакуума при использовании схем с градирнями и брызгательными бассейнами ≈ на 3% хуже, чем при прямоточном и прудовом водоснабжении. Потребители технической воды Контур охлаждающей циркуляционной воды |