Оборудование АЭС

Содержание

Слайд 2

Цели и задачи курса Дать базовые сведения по назначению, составу и

Цели и задачи курса

Дать базовые сведения по назначению, составу и принципам

работы основного энергетического оборудования АЭС
Познакомить студентов с наиболее важными технологическими циклами, используемыми на АЭС для производства электроэнергии и утилизации тепла
Дать представление о составе оборудования и механизмов, задействованных в этих циклах
Дать представление о конструктивных особенностях, технических характеристиках и принципах работы упомянутого оборудования
Слайд 3

В результате освоения курса у студентов должно возникнуть понимание архитектуры ЯЭУ,

В результате освоения курса у студентов должно возникнуть понимание архитектуры ЯЭУ,

назначения, состава и принципа действия основных ее компонентов
Должны сформироваться базовые представления о тепловых процессах, имеющих место в ЯЭУ, знания основных законов термодинамики, умение читать принципиальные технологические схемы АЭС, т.е владеть основными условными обозначениями.
Форма контроля-зачет/экзамен
Слайд 4

Ядерная энергетика России

Ядерная энергетика России

Слайд 5

Ядерная энергетика России

Ядерная энергетика России

Слайд 6

Концерн «Росэнергоатом» сегодня Состав энергомощностей концерна 18 энергоблоков с реактором типа

Концерн «Росэнергоатом» сегодня

Состав
энергомощностей
концерна
18 энергоблоков с реактором типа ВВЭР, в

том числе:
6 ? ВВЭР-440 11 ? ВВЭР-1000
11 энергоблоков с реактором типа РБМК-1000 (Ленинградская, Курская, Смоленская АЭС)
4 энергоблока с водо-графитовым канальным реактором ЭГП-6 (Билибинская АЭС)
1 энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН-600 (Белоярская АЭС)

10 АЭС - 34 энергоблок установленной мощностью 26,24 ГВт
Выработка ~18,6% всей электроэнергии России

Численность персонала более 40 тыс. чел.

Слайд 7

Доля выработки АЭС от выработки электроэнергии по регионам в 2015 г.

Доля выработки АЭС от выработки электроэнергии по регионам в 2015 г.

Слайд 8

Выработка АЭС России в 1970-2014 гг.

Выработка АЭС России в 1970-2014 гг.

Слайд 9

КИУМ АЭС России в 2006-2015 г.г.

КИУМ АЭС России в 2006-2015 г.г.

Слайд 10

Нарушения в работе АЭС России Неплановые автоматические остановы реакторов на 7000

Нарушения в работе АЭС России

Неплановые автоматические остановы реакторов на 7000 часов

работы блока

Динамика отклонений в работе АЭС по шкале INES

Слайд 11

Коллективные дозы облучения на АЭС в 2014–2015 гг., чел. Зв/блок

Коллективные дозы облучения на АЭС в 2014–2015 гг., чел. Зв/блок

Слайд 12

Динамика травматизма на действующих АЭС в 1992-2015 гг.

Динамика травматизма на действующих АЭС в 1992-2015 гг.

Слайд 13

Сохранение генерирующих мощностей АЭС в результате продления сроков эксплуатации

Сохранение генерирующих мощностей АЭС в результате продления сроков эксплуатации

Слайд 14

Общая архитектура и классификация ЯЭУ По целевому использованию: наработчики, энергетические, исследовательские,

Общая архитектура и классификация ЯЭУ

По целевому использованию: наработчики, энергетические, исследовательские, многоцелевые,

критические сборки
По спектру нейтронов: на тепловых, промежуточных или быстрых нейтронах
По паре теплоносиель-замедлитель
По принципу использования: стационарные, транспортабельные, транспортные
По конструкции: корпусные, канальные, бассейновые
Слайд 15

По архитектуре АЭС бывают Одноконтурные Двухконтурные Трехконтурные

По архитектуре АЭС бывают

Одноконтурные
Двухконтурные
Трехконтурные

Слайд 16

Рабочее тело – среда, совершающая работу с преобразованием тепловой энергии в

Рабочее тело – среда, совершающая работу с преобразованием тепловой энергии в

механическую (водяной пар). Для экономической эффективности обязателен замкнутый паро-водяной цикл.
Теплоноситель – среда, отводяшая тепло от топлива и передающая его рабочему телу (вода, газы, жидкие металлы, органика). Необходим замкнутый контур, т.к. надо обеспечить высокую чистоту теплоносителя и защиту от радиоактивности.
Слайд 17

Одноконтурная АЭС контуры теплоносителя и рабочего тела не разделены . В

Одноконтурная АЭС

контуры теплоносителя и рабочего тела не разделены . В реакторе

происходит парообразование, пар направ-ляется в турбину, где производит работу, превраща-емую в генераторе в электроэнергию. После конден-сации всего пара в конденсаторе конденсат насосом подается снова в реактор. Такие реакторы работают с принудительной циркуляцией теплоносителя, для чего устанавливают главный циркуляционный насос (ГЦН).
Слайд 18

В одноконтурной схеме все оборудование работает в радиационных условиях, что осложняет

В одноконтурной схеме все оборудование работает в радиационных условиях, что осложняет

его эксплуатацию. Большое, преимущество таких схем простота и большая экономичность. Параметры пара перед турбиной и в реакторе отличаются лишь на значение потерь в паропроводах. По одноконтурной схеме работают Ленинградская, Курская и Смоленская АЭС (реактор РБМК).
Слайд 19

Схема одноконтурной АЭС

Схема одноконтурной АЭС

Слайд 20

Двухконтурная АЭС Контуры теплоносителя и рабочего тела разделены. Контур теплоносителя называют

Двухконтурная АЭС

Контуры теплоносителя и рабочего тела разделены. Контур теплоносителя называют

первым, а контур рабочего тела - вторым. В такой схеме реактор охлаждается теплоносителем, прокачиваемым через него и парогенератор главным циркуляционным насосом. Образованный таким образом контур теплоносителя является радиоактивным, он включает в себя не все оборудование станции, а лишь его часть. В систему первого контура входит компенсатор объема, т.к. объем теплоносителя изменяется в зависимости от температуры.
Слайд 21

Пар из парогенератора поступает на турбину, затем в конденсатор, а конденсат

Пар из парогенератора поступает на турбину, затем в конденсатор, а

конденсат из него насосом возвращается в парогенератор. Образованный таким образом контур включает в себя оборудование, работающее без радиации; это упрощает эксплуа-тацию станции.
В двухконтурной АЭС обязателен парогенератор –устройство разделяющее оба контура, поэтому оно в равной степени принадлежит как первому, так и второму. Передача теплоты через поверхность нагрева требует перепада температур между теплоносителем и кипящей водой в парогенераторе. Для водного теплоносителя это означает поддержание в первом контуре более высокого давления, чем давление пара, подаваемого на турбину.
Слайд 22

Стремление избежать закипания теплоносителя в активной зоне реактора приводит к необходимости

Стремление избежать закипания теплоносителя в активной зоне реактора приводит к

необходимости иметь в первом контуре давление, существенно превышающее давление во втором контуре.
По двухконтурной схеме работают Ново-воронежская, Кольская, Балаковская и Калининская АЭС.
Слайд 23

Схема двухконтурной АЭС

Схема двухконтурной АЭС

Слайд 24

Трехконтурная АЭС В процессе эксплуатации возможно возникновение неплотностей на отдельных участках

Трехконтурная АЭС

В процессе эксплуатации возможно возникновение неплотностей на отдельных участках

парогенератора, особенно в местах соединения парогенераторных трубок с коллектором или за счет повреждений самих трубок. Если давление в первом контуре выше, чем во втором, то может возникнуть перетечка теплоноси-теля, приводящая к радиоактивному загрязнению второго контура. В определенных пределах такая перетечка не нарушает нормальной эксплуатации АЭС, но существуют теплоносители, интенсивно взаимодействующие с паром и водой. Это может создать опасность выброса радиоактивных веществ в обслуживаемые помещения. Таким теплоносителем является, например, жидкий натрий.
Слайд 25

Поэтому создают дополнительный, промежуточ-ный контур для того, чтобы даже в аварийных

Поэтому создают дополнительный, промежуточ-ный контур для того, чтобы даже в

аварийных ситуациях можно было избежать контакта радиоактивного натрия с водой или водяным паром.
Радиоактивный жидкометаллический теплоноситель насосом прокачивается через реактор и промежу-точный теплообменник, в котором отдает теплоту нерадиоактивному жидкометаллическому теплоноси-телю. Последний прокачивается через парогенератор. Давление в промежуточном контуре поддерживается более высоким, чем в первом. Поэтому протечка радиоактивного натрия из первого контура в промежуточный невозможна. В связи с этим при возникновении неплотности между промежуточным и вторым контурами контакт воды или пара будет только с нерадиоактивным натрием.
Слайд 26

Система второго контура для трехконтурной схемы аналогична двухконтурной схеме. Трехконтурные АЭС

Система второго контура для трехконтурной схемы аналогична двухконтурной схеме.

Трехконтурные АЭС наиболее дорогие из-за большого количества оборудования.
Слайд 27

Схема трехконтурной АЭС

Схема трехконтурной АЭС

Слайд 28

Тепловая схема АЭС Принципиальная тепловая схема является основной расчетной и технологической

Тепловая схема АЭС

Принципиальная тепловая схема является основной расчетной и технологической

схемой энергетической установки любого типа. Выбор типа, составление принципиальной тепловой схемы и ее расчет представляют собой один из важнейших этапов проек-тирования энергетической установки, на этом этапе определяется ее тепловая экономичность. В основе оценки тепловой экономичности лежит термодина-мическая эффективность преобразования тепловой энергии, характеризуемая КПД термодинамического цикла — термическим КПД. Реализуемые в ЯЭУ термодинамические циклы и начальные параметры ра-бочего тела в значительной мере зависят от конструкции и типа реактора и от физических свойств используемого теплоносителя.
Слайд 29

Большое количество типов реакторов, разнообразие применяемых теплоносителей в сочетании с разно-образием

Большое количество типов реакторов, разнообразие применяемых теплоносителей в сочетании с

разно-образием функционального назначения действую-щих и проектируемых ЯЭУ, режимов их работы и условий эксплуатации привело к тому, что приме-нительно к ЯЭУ предложено большое количество различных тепловых схем. Наибольшая определен-ность в принципах построения тепловых схем и вы-боре состава оборудования достигнута при разра-ботке тепловых схем АЭС. Это обусловлено тесм, что для АЭС, особенно для двухконтурных, можно использовать имеющийся опыт разработки тепловых схем паротурбинных электростанций на орга-ническом топливе.
Слайд 30

Изложенное позволяет считать целесообразным в методическом отношении рассмотреть вопросы, относящиеся к

Изложенное позволяет считать целесообразным в методическом отношении рассмотреть вопросы, относящиеся

к содержанию, расчету и обоснованию принципиальных тепловых схем ЯЭУ на примерах тепловых схем АЭС.
Слайд 31

Состав и назначение принципиальной тепловой схемы АЭС Схему преобразования и использования

Состав и назначение принципиальной тепловой схемы АЭС

Схему преобразования и использования

тепловой энергии рабочего тела в энергетической установке называют тепловой. На ней показаны оборудование, посредством которого осуществляются тепловые процессы, и объединение этого оборудования в единую установку линиями трубопроводов. Различают принципиальную и полную (развернутую) тепловые схемы.
Слайд 32

Принципиальная тепловая схема включает только основное оборудование — реактор, парогенератор, турбину,

Принципиальная тепловая схема включает только основное оборудование — реактор, парогенератор,

турбину, основные и вспомогательные теплообменные аппараты (конденсаторы, регенеративные подогре-ватели, деаэраторы, испарители, холодильники, насосы и т. п.). Состав этого оборудования определя-ется прежде всего типом термодинамического цикла и его параметрами, видом теплоносителя или рабочего тела и целевым назначением установки.
На принципиальной тепловой схеме для дости-жения большей четкости не показываются обору-дование, агрегаты и целые системы, имеющие одина-ковое функциональное назначение и работающие параллельно. По тем же соображениям на схему не наносятся дублирующие линии трубопроводов, переключающие и вспомогательные соединительные трубопроводы и арматура.
Слайд 33

На полной (развернутой) тепловой схеме приво-дятся все оборудование, все агрегаты и

На полной (развернутой) тепловой схеме приво-дятся все оборудование, все агрегаты

и системы — рабочие, резервные, вспомогательные. Трубопро-воды изображаются со всеми параллельными лини-ями, обводами и соединениями. Наносится основная и дублирующая арматура. Чертеж полной тепловой схемы сопровождается спецификацией, соединя-ющей данные о типе, числе и технических характе-ристиках оборудования.
Полная тепловая схема и ее спецификация характе-ризуют уровень надежности АЭС. Полная тепловая схема разрабатывается после составления и расчета принципиальной тепловой схемы, после выбора основного оборудования, решения вопросов о его резервировании и вопросов, связанных с обеспечением надежности.
Слайд 34

Такая классификация тепловых схем является условной, принятой при рассмотрении тепловых схем

Такая классификация тепловых схем является условной, принятой при рассмотрении тепловых

схем электростанций. Встречаются схемы, которые по количеству и составу упрощений занимают промежуточное положение.
Слайд 35

При составлении принципиальной тепловой схемы АЭС выбирают: тип электростанции; тип реактора,

При составлении принципиальной тепловой схемы АЭС выбирают:

тип электростанции;
тип реактора, его мощность

и параметры теплоносителя;
вид цикла (паротурбинный, газотурбинный, комбинированный и т. п.) и его параметры;
тип, количество, единичную мощность турбин, схе-му регенеративного подогрева воды; тип устройств, обеспечивающих качество пара; тип и место включения деаэраторов питательной воды и пита-тельных насосов; тип привода насосов (электри-ческий, паротурбинный); способ подготовки добавочной воды (химическое или термическое обессоливание); схему отпуска теплоты на собствен-ные нужды и внешним потребителям и т. п.);
Слайд 36

Таким образом, можно видеть, что принципиальная тепловая схема станции состоит из

Таким образом, можно видеть, что принципиальная тепловая схема станции состоит

из ряда схем, выбор которых и взаимная увязка в единое целое и составляют задачу начального этапа разработки тепловой схемы станции.
Составление принципиальной тепловой схемы может быть проведено лишь на основании предва-рительных проработок, сопоставления и анализа различных вариантов, оптимизационных и технико-экономических расчетов с учетом опыта эксплу-атации действующих станций и результатов научных исследований.
Слайд 37

Следующий этап — расчет схемы, а именно: опреде-ление расходов и параметров

Следующий этап — расчет схемы, а именно: опреде-ление расходов и параметров

рабочего тела и теплоно-сителя в любой точке схемы. На основании получен-ных данных уточняют технические характеристики основного и вспомогательного оборудования. С уче-том расчетных данных определяют показатели тепло-вой экономичности станции и ее элементов. Такими показателями тепловой экономичности АЭС и ее элементов, равно как и показателями тепловой экономичности любой другой энергоустановки, пред-назначенной для преобразования тепловой энергии (или посредством тепловой энергии) в другие виды (механическую, электрическую и т. п.), являются КПД и удельные расходы теплоты.
Слайд 38

Уравнение теплового баланса или в относительном виде (1) где -КПД

Уравнение теплового баланса

или в относительном виде

(1)

где

-КПД

Слайд 39

Равенство (1) показывает, что оценку тепловой экономичности можно проводить как по

Равенство (1) показывает, что оценку тепловой экономичности можно проводить как

по КПД, так и по относительным потерям. Это имеет большое практическое значение, поскольку часто бывает проще и точнее определить относительные потери или их изменение, чем КПД.
Слайд 40

Для станций и энергоустановок, вырабатывающих один вид энергии где внутренний абсолютный

Для станций и энергоустановок, вырабатывающих один вид энергии

где

внутренний абсолютный

КПД цикла ;
эффективные КПД, характеризующие потери, вносимые каждым из п элементов станции;
термический КПД ;
относительный внутренний КПД
Слайд 41

При комбинированной выработке энергии (электро-энергии и теплоты) на АЭС или в

При комбинированной выработке энергии (электро-энергии и теплоты) на АЭС или

в какой-либо другой энергетической установке двухцелевого назначения возникают трудности при оценке тепловой эконо-мичности такого комбинированного энергопроиз-водства. Эти трудности обусловлены тем, что на станции вырабатываются одновременно качественно неравноценные виды энергии — электрическая и тепловая. Эта неравноценность не учитывается таким показателем, как КПД.
Поэтому для характеристики степени совершенства комбинированного энергопроизводства принято использовать не один, а два и больше показателей.
Слайд 42

Проиллюстрируем приведенные положения на примере определения показателей тепловой экономичности для двухконтурной

Проиллюстрируем приведенные положения на примере определения показателей тепловой экономичности для

двухконтурной конденса-ционной АЭС, работающей на насыщенном паре. Такая станция вырабатывает только электро-энергию, и в основе ее работы лежит цикл Ренкина
Известно, что наивысшее значение термического КПД имеет цикл Карно. Но свойства водяного пара таковы, что идеальным термодинамическим циклом тепловой электростанции является не цикл Карно, а цикл Ренкина
Слайд 43

Для цикла Ренкина на насыщенном паре зависимость термического КПД от начальной

Для цикла Ренкина на насыщенном паре зависимость термического КПД от

начальной температуры пара неоднозначна.
Видно, что максимальный КПД цикла Ренкина на насыщенном паре достигается при начальном давлении пара 13-15 МПа, причем наиболее сущест-венный рост КПД происходит до давления 7,5 МПа
Слайд 44

Цикл Ренкина 5-1 — подогрев воды; 1-2 — испарение рабочего тела

Цикл Ренкина

5-1 — подогрев воды; 1-2 — испарение рабочего тела

при подводе теплоты; 2-3 — перегрев пара; 3-4 — расширение пара; 4-5 — конденсация пара.

T температура;
S энтропия

Слайд 45

Схемы конденсационной АЭС и АТЭЦ, использующих цикл Ренкина 1 — реактор;

Схемы конденсационной АЭС и АТЭЦ, использующих цикл Ренкина

1 — реактор;

2 — парогенератор; 3 — турбогенератор;
4 — деаэратор; 5 — конденсатор; 6 — конденсационный насос;
7 — питательный насос; 8 — циркуляционный насос;
9 — редукционно-охладительная установка; 10 — подогре-
ватель сетевой воды
Слайд 46

Показатели тепловой экономичности конденсационной АЭС Термический КПД цикла где Н0— располагаемый

Показатели тепловой экономичности конденсационной АЭС

Термический КПД цикла
где
Н0— располагаемый изоэнтропический

перепад;
Ннасос — изоэнтропический перепад в насосе.
Слайд 47

Внутренний относительный КПД турбины За счет потерь в турбине срабатывается не

Внутренний относительный КПД турбины

За счет потерь в турбине срабатывается не весь

распо-лагаемый теплоперепад H0, а действительный Hi
Внутренний абсолютный КПД турбины
— коэффициент потерь с протечками
Слайд 48

Абсолютный электрический КПД турбоустановки АЭС где - механические потери в турбине - потери в генераторе (электрические)

Абсолютный электрический КПД турбоустановки АЭС

где
- механические потери в турбине


- потери в генераторе (электрические)
Слайд 49

Полный КПД АЭС Учитывает потери теплоты и в других элементах энергоустановки:

Полный КПД АЭС

Учитывает потери теплоты и в других элементах

энергоустановки: ядерном реакторе, парогене-раторе, теплообменниках, трубопроводах и др. Эти потери учитываются при подсчете полного КПД АЭС соответствующими относительными коэффициентами:
Слайд 50

и коэффициенты брутто, так как не учитывают расхода электроэнергии на собственные нужды станции

и коэффициенты брутто, так как не учитывают расхода электроэнергии на

собственные нужды станции
Слайд 51

КПД АЭС нетто с учетом затраты энергии на собственные нужды

КПД АЭС нетто с учетом затраты энергии на собственные нужды

Слайд 52

Состав ЯЭУ. Основные компоненты и их назначение Рассмотрим необходимый состав и условия работы теплосилового оборудования ВВЭР-1000

Состав ЯЭУ. Основные компоненты и их назначение

Рассмотрим необходимый состав и условия

работы теплосилового оборудования ВВЭР-1000
Слайд 53

Блок АЭС с реактором ВВЭР-1000

Блок АЭС с реактором ВВЭР-1000

Слайд 54

Слайд 55

1. реактор 2. паровой компенсатор давления (ПКД) 3. предохранительный клапан 4.

1. реактор
2. паровой компенсатор давления (ПКД)
3. предохранительный клапан
4. предохранительный клапан
5.

электронагреватель
6. главные запорные задвижки
7. главный циркуляционный насос (ГЦН)
8. парогенератор
9. сепаратор
10. поверхностный промежуточный
пароперегреватель (ПП)
11. турбина
12. конденсатор
13. циркуляционный насос охлаждающей воды
14. конденсатный насос первой ступени
15. обратный клапан
16. запорные задвижки
17, 18. паровые эжекторы
19, 20. конденсаторы
21. конденсатоочистка
22. конденсатный насос второй ступени
23. гидрозатвор
24-27. подогреватели низкого давления (ПНД)
28. дренажный насос

29. деаэратор
30. бак питательной воды (БПВ)
31. бустерный насос
32. питательный насос
33. конденсационная турбина
34. конденсатор
35. конденсатный насос
36. аварийные питательные насосы АПН
37-39. подогреватели высокого давления ПВД
40. подпиточные насосы
41. очистной фильтр
42. регенеративный теплообменник
43. холодильник
44. баки запаса воды
45. баки запаса раствора борной кислоты
46. насосы низкого давления (ННД)
47. насосы высокого давления (НВД)
48. гидроаккумуляторы
49. барботер

Слайд 56

Слайд 57

Первый контур состоит из реактора 1 и 4-х петель, каждая из

Первый контур состоит из реактора 1 и 4-х петель, каждая из

которых включает парогенератор (ПГ) 8, ГЦН 7, главные запорные задвижки 6 и главные циркуляционные трубопроводы.
Устройство нескольких параллельных петель исключает необходимость резервирования оборудования. Число петель определяется максимально достижимой мощ-ностью отдельных элементов оборудования. Вода в реактор поступает при давлении 16,6 МПа с темпера-турой 290 С. В активной зоне реактора она нагревается до 320 С и направляется в ПГ. ГЦН возвращает воду в реактор. Между реактором и ПГ установлены главные запорные задвижки, позволяющие отключить от реактора любую петлю. Задвижки могут отсутствовать.
Слайд 58

ГЦН установлены на отключаемой части «холодного» трубопровода. Передача теплоты в ПГ

ГЦН установлены на отключаемой части «холодного» трубопровода. Передача теплоты в ПГ

происходит без кипения теплоносителя первого контура. Вскипание тепло-носителя предотвращается высоким давлением в контуре, который создает паровой компенсатор давления (КД) 2. Вода в КД нагревается электронагревателями 5 и час-тично испаряется, что и приводит к повышению давления. КД соединен с «горячим» трубопроводом на его неотклю-чаемой стороне. Для предотвращения повышения давле-ния сверх допустимого в пространство КД впрыскивается теплоноситель из холодной ветви трубопровода. Если при впрыске холодного теплоносителя повышение давления не прекращается, то срабатывает предохранительный кла-пан 3, выход которого соединен с барботером 49. Температура воды в барботере поддерживается ~60 С для конденсации пара из КД. Если давление в барботере превышает допустимое, срабатывает ПК 4 и среда первого контура выбрасывается в помещение.
Слайд 59

Вода первого контура при работе реактора приобретает высокую наведенную радиоактивность даже

Вода первого контура при работе реактора приобретает высокую наведенную радиоактивность даже

без нарушения плотности оболочек твэлов, так как в воде практически всегда присутствуют примеси, которые активируются в активной зоне (например, продукты коррозии, соли и т. п.). Оборудование первого контура становится источником ионизи-рующего излучения, и поэтому его размещают в необслуживаемых помещениях.
Следовательно, конструкция оборудования должна обеспечить его длительную работу (например, в течение года) без обслуживания и прямого контроля со стороны персонала.
Слайд 60

Из-за высокой радиоактивности теплоносителя тре-буется сведение к минимуму его утечки. На

Из-за высокой радиоактивности теплоносителя тре-буется сведение к минимуму его утечки. На

реакторах первого поколения (ВВЭР-440) широко используются полностью герметизированные насосы, в которых собственно насос и электродвигатель выполнены в виде моноблока в общем корпусе, так что исключается выход вала через неподвижный корпус. Однако такие насосы имеют чрезвычайно сложную конструкцию, характеризуются низкой экономичностью, а максимальная мощность их ограничена (до 2000кВт).
В ВВЭР-1000 используется оборудование (насосы, арматура) с ограниченными контролируемыми утеч-ками и подачей чистых буферных сред в месте выхода вала или штока из неподвижного корпуса. Мощность насоса составляет 5500 кВт при подаче воды 5,5 м3/с, что и позволило сократить число петель до четырех
Слайд 61

Для предотвращения накопления примесей в тепло-носителе первого контура часть его (так

Для предотвращения накопления примесей в тепло-носителе первого контура часть его (так

называемая продувка) с расходом до 22 кг/с с напорной стороны ГЦН отводится для очистки в фильтрах 41. Перед фильтрами продувочная вода охлаждается до температуры 45 С (по условиям работы ионо-обменных смол фильтров). Охлаждение происходит за счет нагрева очищенной воды в регенеративном теплообменнике 42, которая после фильтров возвра-щается в контур на всасывающую сторону ГЦН. Окончательное охлаждение продувочной воды происходит технической водой в холодильнике 43.
Слайд 62

Компенсация потерь теплоносителя первого контура, а также первичное заполнение контура производятся

Компенсация потерь теплоносителя первого контура, а также первичное заполнение контура производятся

подпиточными насосами 40 из специальной системы приготовления чистого конденсата. Параллельно устанавливается не менее двух центробежных или трех поршневых насосов.
Слайд 63

Все ЯЭУ снабжены системами аварийного охлаж-дения активной зоны реактора (САОЗ), которые

Все ЯЭУ снабжены системами аварийного охлаж-дения активной зоны реактора (САОЗ), которые

отводят теплоту из активной зоны при аварии с поте-рей теплоносителя из контура. САОЗ включает в себя насосы низкого (ННД) 46 и высокого (НВД) 47 дав-ления, гидроаккумуляторы 48, в которых вода нахо-дится под давлением азота, и баки запаса воды и раствора борной кислоты 44 и 45.
Когда потеря теплоносителя происходит с небольшой скоростью, включаются НВД. При большой разгерметизации, вплоть до полного мгновенного обрыва трубопровода, вначале вода подается из гидроаккумулятора, затем включаются НВД и, если их подачи не хватает для поддержания давления в контуре, в работу вступают ННД.
Слайд 64

Связь первого и второго контуров осуществляется через ПГ. Из ПГ пар

Связь первого и второго контуров осуществляется через ПГ. Из ПГ пар

направляется на турбину 11. Дав-ление на выходе из ПГ 6,3 МПа, температура 280 С, влажность— менее 0,1%. Турбины ЯЭУ с ВВЭР рабо-тают на насыщенном паре. Уже в первых ступенях турбины процесс расширения происходит в области влажного пара. Возникает опасность эрозионного износа проточной части турбины, уменьшается КПД. Проточная часть турбины разделена на цилиндр высокого давления (ЦВД), цилиндр среднего давления (ЦСД) и часть низкого давления из трех включенных параллельно цилиндров низкого давления ЦНД1, ЦНД2, ЦНД3.
Слайд 65

Влажность пара в турбине не должна превышать неко-торого предельного значения (оно

Влажность пара в турбине не должна превышать неко-торого предельного значения (оно

зависит от линей-ной скорости вращения лопаток турбины и обычно составляет 12-14%). Поэтому после ЦВД пар отво-дится в сепаратор 9, где из него выделяется вода, которая затем направляется в систему регенера-тивного подогрева питательной воды. Одной ступени сепарации при используемых параметрах пара недос-таточно для того, чтобы во всех ступенях ЦНД влаж-ность не превышала допустимую. Поэтому после сепаратора пар перегревается в поверхностном промежуточном пароперегревателе (ПП) 10 за счет отбора части острого пара и отбора пара из ЦВД. Из ПП перегретый пар при 1,12 МПа и 250 С поступает в ЦСД, ЦНД и затем после расширения - в конден-саторы 12. Конечная влажность за турбиной 14%.
Слайд 66

Расчетное давление в конденсаторе составляет 3,9-5,8 кПа), т. е. конденсатор работает

Расчетное давление в конденсаторе составляет 3,9-5,8 кПа), т. е. конденсатор работает

в условиях достаточ-но глубокого вакуума. Давление в нем поддержи-вается за счет конденсации пара. Теплота при конден-сации отбирается технической водой. Циркулирую-щая охлаждающая вода охлаждается в специальных сооружениях — градирнях, в бассейнах охлаждаю-щей воды или берется из природного водоема, а для ее циркуляции используются циркуляционные насосы охлаждающей воды 13. Неконденсирующиеся газы из конденсатора отсасываются паровыми эжекторами 17. Вода из конденсатора конденсатным насосом первой ступени 14 и конденсатным насосом второй ступени 22 через конденсаторы 19, 20 эжекторов 17, 18, кон-денсатоочистку 21 и подогреватели низкого давления (ПНД) (на схеме подогреватели 24-27)
Слайд 67

подается в деаэратор 29 - устройство для термичес-кой дегазации воды за

подается в деаэратор 29 - устройство для термичес-кой дегазации воды

за счет уменьшения раствори-мости газов при нагревании воды до температуры насыщения. Давление в деаэраторе 0,69 МПа. Нагрев воды в нем до ~160 С происходит в результате смешения с паром, который отбирается из турбины. Нагретая и деаэрированная вода из деаэратора посту-пает в бак питательной воды (БПВ) 30. Из БПВ вода питательными насосами 32 через систему подогревателей высокого давления ПВД (37-39), в которых она нагревается до 220 C, подается в ПГ. Нагрев воды в ПВД происходит за счет отборов пара из турбины. Регенеративный подогрев питательной воды приводит к повышению КПД цикла
Слайд 68

На случай аварии с потерей подачи питательной воды в ПГ предусмотрена

На случай аварии с потерей подачи питательной воды в ПГ предусмотрена

установка трех аварий-ных питательных насосов АПН 36, включенных параллельно главным питательным насосам и тракту ПВД. Согласно правилам устройства и безопасной эксплуатации должно быть установлено не менее двух аварийных питательных насосов с электри-ческим приводом. На выходе питательных насосов обязательна установка обратных клапанов, так как оборудование до питательных насосов рассчитано на значительно более низкое давление, чем за ними.
Слайд 69

Параллельно турбине включены быстродейст-вующие редукционные установки БРУ-К и БРУ-Д для сброса

Параллельно турбине включены быстродейст-вующие редукционные установки БРУ-К и БРУ-Д для сброса

пара помимо турбины соответственно в главные конденсаторы и в деаэратор при внезапном выключении турбины и при пусках и остановках ЯЭУ, когда количество и качество пара не обеспечивают поддержание устойчивой частоты вращения холостого хода. КПД блока ВВЭР-1000 равен 33%.
Все оборудование второго контура в нормальных условиях работает на чистой, нерадиоактивной, рабочей среде. Радиоактивность в рабочей среде может появиться при нарушении плотности (аварий-ная ситуация) теплопередающей поверхности, рабо-тающей в условиях значительных перепадов давле-ний (~10 МПа) и температур до 100 C.
Слайд 70

Состав ЯЭУ. Основные компоненты и их назначение Рассмотрим необходимый состав и условия работы теплосилового оборудования РБМК-1000

Состав ЯЭУ. Основные компоненты и их назначение

Рассмотрим необходимый состав и условия

работы теплосилового оборудования РБМК-1000
Слайд 71

Блок АЭС с реактором РБМК-1000

Блок АЭС с реактором РБМК-1000

Слайд 72

Слайд 73

1. испарительные каналы (ИК) 2. реактор 3. пароперегревательные каналы 4. предохранительные

1. испарительные каналы (ИК)
2. реактор
3. пароперегревательные каналы
4. предохранительные

клапаны
5. паропровод с обратными клапанами
6. промежуточный перегреватель (ПП)
7. электрогенератор
8. главные конденсаторы турбины
9. конденсатный насос
10. конденсатоочистка
11. паровые эжекторы
12. деаэратор
13, 14. ПНД
15. обратный клапан
16. конденсатный насос
17. запорные задвижки
18. обратный клапан
19. ПНД
20. вторая ступень конденсатоочистки
21, 22. ПНД
23. насос
24. бак
25. испаритель
26. деаэратор

27. паровая турбина
28, 29. питательные насосы
30. конденсатор турбонасоса
31. конденсатный насос
32. насос
33. насос пуска
34. фильтры
35. насос
36. теплообменник
37. насос расхолаживания
38. насос
39. бассейн-барботер
40. регенеративный теплообменник
41. фильтры
42. запорно-регулирующие клапаны
43. вспомогательный конден­сатор
44. ГЦН
45. сепаратор

Слайд 74

В испарительных каналах (ИК) 1 реактора 2 вода частично испаряется. Пароводяная

В испарительных каналах (ИК) 1 реактора 2 вода частично испаряется. Пароводяная

смесь поступает в сепараторы 45, где при давлении 8,35 МПа пар отделяется. Отсепарированная вода смешивается с частью потока питательной воды от питательных насосов и ГЦНами 44 возвращается на вход ИК, а осушенный пар влажностью менее 0,1% по паропро-водам с обратными клапанами 5 поступает в паро-перегревательные каналы (ПК) 3, где и перегревается до температуры 450 С. На выходе ГЦН установлены запорные задвижки 17 и обратный клапан 18. На входе в каждый ИК и ПК установлены запорно-регулирующие клапаны 42. ИК, сепараторы, ГЦН и трубопроводы с арматурой образуют контур многократной принудительной циркуляции (КМПЦ).
Слайд 75

Перегретый пар поступает в ЦВД турбины, вращаю-щей электрогенератор 7. Параметры пара

Перегретый пар поступает в ЦВД турбины, вращаю-щей электрогенератор 7. Параметры пара

здесь выше, чем в турбинах, работающих насыщенным паром. Использование перегрева пара облегчило работу первых ступеней турбины, уменьшило удель-ный расход пара, позволило исключить из схемы промежуточный сепаратор. После сепараторов дренаж собирается в баке 24 и подается в питатель-ную магистраль насосом 23.
Паровая турбина и конденсатор, как и во всех одно-контурных ЯЭУ, работают радиоактивным паром.
Слайд 76

Далее схема в основном аналогична двухконтурным ЯЭУ, но имеются и существенные

Далее схема в основном аналогична двухконтурным ЯЭУ, но имеются и существенные

отличия. За кон-денсатором последовательно установлены два кон-денсатных насоса КН1 9 и КН2 16, между которыми включена конденсатоочистка 10 и вторая ступень конденсатоочистки 20. Такое решение принимается практически во всех установках при работе турбины радиоактивным паром. После очистки среда неради-оактивна.
Другая особенность, характерная для одноконтурных ЯЭУ при работе радиоактивным паром,- наличие испарителя 25, в котором получают чистый пар и направляют его на уплотнения турбины для предотвращения утечки радиоактивного пара в помещение.
Слайд 77

Состав ЯЭУ. Основные компоненты и их назначение Рассмотрим необходимый состав и условия работы теплосилового оборудования БН-600

Состав ЯЭУ. Основные компоненты и их назначение

Рассмотрим необходимый состав и условия

работы теплосилового оборудования БН-600
Слайд 78

Блок АЭС с реактором БН-600

Блок АЭС с реактором БН-600

Слайд 79

Слайд 80

1. Система инертного газа 2. Бак запаса натрия 3. Подпиточный насос

1. Система инертного газа
2. Бак запаса натрия
3. Подпиточный насос
4. Задвижка
6. Электродвигатель
7.

Насос
8. Активная зона
9. Бак
10. Промежуточный теплообменник
11. Насос
12. Пароперегревательная секция
13. Испаритель
14. Промперегревательная секция
15. Сбросные устройства
16. трубопровод отсоса паровоздушной смеси
17. Предохранительные клапаны
18. Турбина
19. Электрогенератор
20. Конденсатор
21. Конденсатные насосы первого подъема
23, 26, 27, 28 Арматура
24. Блочная очистная установка
25. Конденсатные насосы второго подъема

29. Гидрозатвор
30. подогреватели высокого давления
31, 34, 35, 36 Подогреватели низкого давления
32. Охладитель основных эжекторов
33. Эжектор
37. Деаэратор
38. Технологический конденсатор
40. Деаэрационный бак
42, 43, 44 Подогреватели высокого давления
45. Насос расхолаживания
46. Компенсатор давления
47. Очистная установка
48. Циркуляционный насос

Слайд 81

Интегральная компоновка первого контура позволяет все оборудование размещать в баке 9

Интегральная компоновка первого контура позволяет все оборудование размещать в баке 9

под уровнем натрия, над которым пространство заполнено инертным газом — аргоном с давлением 0,3—0,4 МПа. Таким образом, бак 9 является одновременно и компенсатором давления. Натрий насосом, приводящим в действие электродвигатель 6, прокачивается через активную зону 8. Нагретый натрий направляется в промежуточный теплообменник 10 сверху вниз. В составе первого контура имеются три насоса и шесть промежуточных теплообменников. К первому контуру подключено быстродействующее сбросное устройство и система подпитки натрия, включающая в себя бак запаса натрия 2 с системой инертного газа 1, подпиточный насос 3 и задвижку 4.
Слайд 82

Промежуточный (второй) контур имеет три циркуляционные петли. Каждая петля включает в

Промежуточный (второй) контур имеет три циркуляционные петли. Каждая петля включает в

себя два промежуточных теплообменника 10, парогенераторную установку, состоящую из испарительной 13, пароперегревательной 12 и промперегревательной 14 секций, циркуляционного насоса 48 с обратным клапаном 21 и арматурой 4. Натрий из промежуточного теплообменника параллельно проходит секции перегревателя 12 и промперегревателя 14, затем поступает в испарительную секцию 13 и далее насосом 48 подается в промежуточный теплообменник 10. В состав контура включены также очистная установка 47 и компенсатор давления 46, сбросные устройства 15, бак запаса натрия, подпиточный насос И. Давление в промежуточном контуре 1 МПа, благодаря чему исключаются перетечки активного натрия в промежуточный контур при разуплотнении. Температура натрия на входе в парогенераторную установку равна 520 °С, а на выходе 320 °С.
Слайд 83

Перегретый пар с давлением 14 МПа и температурой 505 °С поступает

Перегретый пар с давлением 14 МПа и температурой 505 °С поступает

на три стандартные турбины 18 К-200-130 электрической мощностью 200 МВт каждая, состоящие из ЦВД, ЦСД и ЦНД и связанные с электрогенератором 19. После ЦВД пар при давлении 2,5 МПа направляется в промперегреватель 14, где перегревается до температуры 505 °С и поступает в ЦСД. На паропроводах свежего пара и промперегрева установлены предохранительные клапаны 17. Конденсат после конденсатора 20 конденсатными насосами первого подъема 21 с арматурой 23 проходит конденсатоочистку (блочную очистную установку— БОУ) 24 и затем конденсатными насосами 25 второго подъема с арматурой 26—27 подается в систему регенерации. В системе регенерации имеются четыре ПНД 31, 34—36 и три ПВД 42—44, деаэратор 37 с деаэраторным баком 40, охладитель основных эжекторов 32, отсасывающих газы 13 из конденсатора, охладитель эжекторов уплотнений 30, из которого конденсат через гидрозатвор 29 и задвижку 28 сливается в основной поток конденсата.
Слайд 84

Параллельно с основным питательным насосом 41 установлен насос расхолаживания 45. Свежий

Параллельно с основным питательным насосом 41 установлен насос расхолаживания 45.
Свежий пар

помимо турбины может сбрасываться через БРУ-К в основной конденсатор 10 и через БРУ-Д в технологический конденсатор 38, а оттуда насосом 39 в деаэратор.
Слайд 85

Конструктивное исполнение ВВЭР-1000 Реактор ВВЭР является реактором корпусного типа с водой

Конструктивное исполнение ВВЭР-1000

Реактор ВВЭР является реактором корпусного типа с водой под

давлением, которая выполняет функцию теплоносителя и замедлителя.
Корпус реактора представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд высокого давления с крышкой, имеющей разъем с уплотнением и патрубки для входа и выхода теплоносителя. Внутри корпуса закрепляется шахта, являющаяся опорой для активной зоны и части внутрикорпусных устройств и служащая для организации внутренних потоков теплоносителя.
Активная зона реакторов собрана из шестигранных ТВС, содержащих ТВЭЛы стержневого типа с сердечником из диоксида урана в виде таблеток. В ТВС ТВЭЛы размещены по треугольной решетке. В свою очередь, ТВС также собраны в треугольную решетку с шагом 241 мм.
Слайд 86

1-верхний блок; 2-привод СУЗ; 3-шпилька; 4-труба для загрузки образцов-свидетелей; 5-уплотне- ние;

1-верхний блок; 2-привод СУЗ;
3-шпилька; 4-труба для загрузки
образцов-свидетелей; 5-уплотне-
ние; 6-корпус реактора; 7-блок

защитных труб; 8-шахта; 9-вы-
городка активной зоны; 10-топ-
ливные сборки; 11-теплоизоля-
ция реактора; 12-крышка реакто-
ра; 13-регулирующие стержни;
14-топливные стержни; 15-фик-
сирующие шпонки;
Слайд 87

Нижние цилиндрические части ТВС входят в отверстия опорной плиты, верхние в

Нижние цилиндрические части ТВС входят в отверстия опорной плиты, верхние в

дистанционирующую прижимную. Сверху на активную зону устанавливается блок зашитых труб. На фланец корпуса устанавливается верхний блок с приводами СУЗ, обеспечивающий уплотнение главного разъ-ема. Регулирование реактора осуществляется регулирующими органами, и как правило, жидким поглотителем.
Теплоноситель поступает в реактор через входные патрубки корпуса, проходит вниз по кольцевому зазору между шахтой и корпусом, затем через отверстия в опорной конструкции шахты поднимается вверх по тепловыделяющим сборкам. Нагретый теплоноситель выходит из головок ТВС в межтрубное пространство блока защитных труб и отводится выходными патрубками из реактора.
В качестве ядерного топлива используется спеченный диоксид урана с начальным обогащением ураном-235 в стационарном режиме в диапазоне от 2.4 до 4.4 % (масс).
Слайд 88

ТВС реактора ВВЭР-1000 ТВС ВВЭР-1000 представляет собой пучок твэлов, размещенных по

ТВС реактора ВВЭР-1000

ТВС ВВЭР-1000 представляет собой пучок твэлов, размещенных по треугольной

решетке с шагом 12,76 мм. Внутри циркониевой оболочки твэла размером 9,1х0,65 мм располагаются таблетки топлива диаметром 7,53 мм из двуокиси урана; с обогащением по U от 2,4 до 4,4%. Масса загрузки UO2 в одном твэле около 1565 г. Твэлы дистанционируются 15 решетками сотового (ячеистого) типа, закрепленными на центральном канале. Крепление твэла осуществляется шплинтовкой в нижней решетке. Сама решетка закрепляется в хвостовике ТВС.
Высота ТВС с пучком регулирующих стержней составляет 4670 мм. ТВС содержит 312 твэлов, 18 направляющих каналов для стержней регулирования, один канал для датчика замера энерговыделения и полую центральную трубку.
Слайд 89

В центре шестигранной головки ТВС находится цилинд-рическая втулка, в которой крепятся

В центре шестигранной головки ТВС находится цилинд-рическая втулка, в которой крепятся

18 направляющих каналов для поглощающих элементов и канал для дат-чика замера энерговыделений. По граням головки расположены окна для выхода теплоносителя из ТВС
Слайд 90

БЕЗЧЕХЛОВАЯ ТВС 1 — траверса регулирующих стержней; 2 — пэл; 3

БЕЗЧЕХЛОВАЯ ТВС
1 — траверса регулирующих стержней;
2 — пэл;
3 — подвижная

часть головки;
4 — направляющая труба пэлов;
5 — пружина;
6 — неподвижная часть головки;
7 — отверстия для теплоносителя;
8 — дистанционирующая решетка;
9 — твэл;
10 — опорная нижняя решетка;
11 — хвостовик
Слайд 91

Техническая характеристика ТВС ВВЭР-1000

Техническая характеристика ТВС ВВЭР-1000

Слайд 92

ТВС ВВЭР ТВС ВВЭР ТВС PWR ТВС БН

ТВС ВВЭР

ТВС ВВЭР

ТВС PWR

ТВС БН

Слайд 93

Бесчехловые ТВС позволяют: улучшить перемешивание теплоносителя; уменьшить зазор между соседними ТВС,

Бесчехловые ТВС позволяют:

улучшить перемешивание теплоносителя;
уменьшить зазор между соседними ТВС, что

позволяет разместить большее количество ТВС;
снизить неравномерность энерговыделения;
меньшить гидравлическое сопротивление ТВС;
повысить надежность охлаждения в аварийных режимах за счет поперечной растечки воды;
снизить количество дорогостоящего материала (циркония), применяемого в ТВС.
Слайд 94

Внутренняя шахта реактора ВВЭР-1000 Шахта представляет собой вертикальный цилиндр с перфори-рованным

Внутренняя шахта реактора ВВЭР-1000

Шахта представляет собой вертикальный цилиндр с перфори-рованным эллиптическим

днищем, в котором закреплены опорные конструкции для ТВС. Своим верхним фланцем шахта устанавливается обычно на внутреннюю проточку, выполненною в верхней части корпуса реактора.
Конструкцией шахты и реактора предусматриваются меры по исключению вибраций и перемещений шахты в потоке теплоносителя, а также в случае возникновения аварийных ситуаций. От вертикальных перемещений и вибраций шахта обычно удерживается через упругие элементы крышкой реактора, от вибрации в радиальном направлении закрепление шахты обычно производится в нескольких местах по высоте реактора. В верхней и нижней частях шахта фиксируется шпонками, установленными на корпусе реактора, в средней части-плотной посадкой по окружности разделителя потока или специальными технологическими выступами.
Слайд 95

Нижняя часть внутрикорпусной шахты обычно повторяет форму днища реактора, т. е.

Нижняя часть внутрикорпусной шахты обычно повторяет форму днища реактора, т. е.

выполняется эллиптической. Организованный профиль зазора между днищем шахты и внутренней поверхностью корпуса реактора, а также степень перфорации днища шахты должны свести к минимуму пуль-сации и неравномерности скоростей потока теплоносителя перед входом в активную зону. Опорные элементы кон-струируются в зависимости от формы хвостовика тепловы-деляющей сборки. Хвостовики опорных элементов закреп-ляются неподвижно в эллиптическом днище шахты.
В конструкции внутрикорпусных шахт предусматривается опорный пояс, служащий опорой для выгородки. Распо-лагается обычно в нижней части шахты. С помощью защитного контейнера шахта может быть выгружена из реактора для проведения профилактического осмотра и при необходимости для ремонта в специальной шахте ревизии.
Слайд 96

Выгородка активной зоны предназначена для уменьшения неравномерности энерговыделения периферийных твэлов активной

Выгородка активной зоны предназначена для уменьшения неравномерности энерговыделения периферийных твэлов активной

зоны; она также уменьшает холостые протечки теплоносителя мимо активной зоны и является элементом нейтронной защиты корпуса реактора.
Конструкционно выгородка представляет собой обечайку, состоящую из нескольких граненых колец. Внутренняя конфигурация выгородки должна обеспечивать дистанционирование периферийных ТВС активной зоны. В граненых поясах выгородки предусматриваются сквозные отверстия по высоте, предназначенные для охлаждения конструкционного материала.
Выгрузка выгородки из реактора для профилактического осмотра и ремонта производится совместно с внутрикорпусной шахтой реактора.
Слайд 97

Корпус реактора ВВЭР-1000 Корпус реактора ВВЭР представляет собой конструкцию цилиндрической формы,

Корпус реактора ВВЭР-1000

Корпус реактора ВВЭР представляет собой конструкцию цилиндрической формы, изготовляемую

из цельно-кованых обечаек без продольных сварных швов. Нижняя часть корпуса, где расположена активная зона, выполняется в виде целой цилиндрической оболочки с эллиптическим днищем без каких-либо врезок и отверстий. Входные и выходные патрубки для подсоединения главных циркуляционных трубопроводов, а также другие коммуникации располагаются выше верхней части активной зоны не менее чем на 1м.
Слайд 98

При конструировании и изготовлении корпусов ВВЭР ставится задача обеспечения многолетней надежной

При конструировании и изготовлении корпусов ВВЭР ставится задача обеспечения многолетней надежной

эксплуатации реактора. Корпус реактора работает в жестких условиях: высокие давление и температура, мощные потоки радиоактивного излучения, значитель-ные скорости теплоносителя, который является кор-розионно-агрессивной средой.
Профилактический осмотры ремонт элементов корпуса ограничены, вследствие их наведенной радиоактивности. Для работы в таких условиях предпочтительными материалами являются перлитные низколегированные стали. Изготовление корпусов ВВЭР целиком из нер-жавеющих сталей невозможно вследствие нетех-нологичности и низкой прочности их.
Слайд 99

В РФ принято заводское изготовление корпусов ВВЭР и их перевозка по

В РФ принято заводское изготовление корпусов ВВЭР и их перевозка по

железным дорогам. В связи с этим максимальные габариты корпуса: высота 10880, на-ружный диаметр по фланцу 4570 мм, укладываются с необходимыми зазорами для перевозки по железным дорогам РФ. Корпус ВВЭР-1000 имеет два ряда патрубков диаметром 850 мм по четыре патрубка в ряду, для подключения четырех циркуляционных петель главного циркуляционного контура.
Уплотнение главного разъема и крепление крышки к корпусу осуществляются с помощью шпилек, при этом обеспечивается прочное прилегание торца фланца кор-пуса к торцу фланца крышки. Уплотнение главного разъ-ема ВВЭР осуществляется двумя прокладками, уста-новленными в канавки на торцевой поверхности фланца крышки. Прокладки изготовлены из труб диаметром 35х5, наружная поверхность которых покрыта никелем.
Слайд 100

Блок защитных труб (БЗТ) предназначен для фиксации головок ТВС ядерного реак-тора,

Блок защитных труб (БЗТ) предназначен для фиксации головок ТВС ядерного реак-тора,

удержания от всплытия внутрикорпусных устройств и ТВС активной зоны, защиты рабочих органов, СУЗ от воздействия потока теплоно-сителя.
1-ловители кассет; 2-плита; 3-дистанционирующая обечай-ка; 4-трубка датчиков темпе-ратурного контроля; 5-обе-чайка шахты; 6-корпус реак-тора; 7-пружины; 8-крышка реактора; 9-трубка датчиков энерговыделения; 10-защит-ная труба.
.
Слайд 101

Слайд 102

Слайд 103

Конструктивное исполнение РБМК-1000 Реактор РБМК-1000 является реактором с неперегру-жаемыми каналами, ТВС

Конструктивное исполнение РБМК-1000

Реактор РБМК-1000 является реактором с неперегру-жаемыми каналами, ТВС и

технологический канал явля-ются раздельными узлами. К установленным в реактор каналам с помощью неразъемных соединений подсо-единены трубопроводы - индивидуальные тракты подво-да и отвода теплоносителя. Таким образом, при перег-рузке топлива не требуется размыкания тракта теплоно-сителя, что позволяет осуществлять ее с помощью перег-рузочных устройств без остановок реактора.
Из двух типов реакторов на тепловых нейтронах – корпусных и канальных, последние оказалось проще освоить и внедрить в жизнь. Это объясняется тем, что для изготовления канальных реакторов могут быть ис-пользованы общемашиностроительные заводы и не тре-буется уникального оборудования, которое необходимо для изготовления корпусов водо-водяных реакторов.
Слайд 104

Слайд 105

1 - плитный настил (тяжелый бетон, 4 т/м3); 2 - засыпка

1 - плитный настил
(тяжелый бетон, 4 т/м3);
2 - засыпка серпентини-
та (1,7

т/м3);
3 - обычный бетон
(2,2 т/м3);
4 - песок (1,3 т/м3);
5 - бак водяной защиты;
6 - стальные защитные
блоки;
7 - графитовая кладка.
Слайд 106

Реактор размещен в бетонной шахте размером. Нижняя плита толщиной 2 м

Реактор размещен в бетонной шахте размером. Нижняя плита толщиной 2 м

и диаметром 14,5 м состоит из цилиндрической обечайки и двух листов, в которые вварены трубные проходки для топливных каналов и каналов управления. Весь объем внутри плиты между проходками заполнен серпентинитом, благодаря чему она, являясь биологической защитой, обеспечивает возможность проведения работ в подреакторном пространстве во время остановки реактора.
Нижняя плита опирается на бетонное основание шахты реактора. Реактор окружен боковой защитой в виде кольцевого бака с водой, который установлен на бетонном основании шахты реактора. На верхнем торце бака на катковых опорах установлена верхняя плита, аналогичная по конструкции нижней. Толщина верхней плиты 3 м, диаметр 17,5 м.
Слайд 107

Нижняя и верхняя плиты соединены между собой герме-тичным кожухом из листового

Нижняя и верхняя плиты соединены между собой герме-тичным кожухом из листового

проката толщиной 16 мм.
Внутри герметичного кожуха реактора на нижней плите установлена графитовая кладка реактора, состоящая из 2488 вертикальных графитовых колонн, собранных из прямоугольных блоков высотой 200, 300, 500 и 600 мм, с основанием 250x250 мм и внутренним отверстием диа-метром 114 мм. 1693 колонны предназначены для уста-новки в них топливных каналов, 179 - для каналов СУЗ, а остальные являются боковым отражателем.
В отверстиях периферийных колонн установлены метал-лические охлаждаемые водой штанги, фиксирующие графитовую кладку при перемещениях в радиальном направлении.
Слайд 108

Для кладки реактора используется графит плотностью 1,65 г/см3. Общий эквивалентный диаметр

Для кладки реактора используется графит плотностью 1,65 г/см3. Общий эквивалентный диаметр

кладки 13,8 м (диаметр активной зоны 11,8 м, толщина бокового отражателя 1 м). Высота кладки 8 м (высота активной зоны 7 м, толщины торцевых отражателей по 0,5 м)
Внутренняя полость реактора заполнена прокачиваемой через кладку азотно-гелиевой смесью, что обеспечивает нейтральную атмосферу для графита и предотвращает его выгорание.
Газовая среда реактора служит также для вентиляции внутриреакторного пространства и для контроля целос-тности каналов. Газ поступает снизу кладки, проходя вдоль канала. В случае нарушения целостности канала газ увлажняется, что и определяется проводимым ана-лизом влажности газа.
Слайд 109

Тепловыделяющая кассета РБМК-1000 1 - подвеска, 2 - штифт, 3 -

Тепловыделяющая кассета РБМК-1000
1 - подвеска,
2 - штифт,
3 - переходник,
4 -

хвостовик,
5 - твэл,
6 - несущий стержень,
7 - втулка,
8 - наконечник,
9 - гайки.
Слайд 110

Устройство ТВЭЛа реактора РБМК: 1 — заглушка; 2 — таблетки диоксида

Устройство ТВЭЛа реактора РБМК:
1 — заглушка;
2 — таблетки диоксида

урана;
3 — оболочка из циркония;
4 — пружина;
5 — втулка;
6 — наконечник.
Конструктивно, каждый ТВЭЛ состоит из сердечника и герметичной оболочки.
Слайд 111

ТВС в РБМК состоят из двух частей-нижней и верхней, каждая из

ТВС в РБМК состоят из двух частей-нижней и верхней, каждая из

которых содержит 18 твэлов стержневого типа из таблеток спеченной двуокиси урана. Высота активной части топлива в твэле 3,5 м, общая высота активной зоны в РБМК 7,0 м. Диаметр твэла 13,5 мм. Расположение твэлов в ТВС с требуемым шагом (минимальный зазор между твэлами 1,7 мм) обеспечивается с помощью дистанционирующих решеток, состоящих из 19 ячеек, из которых 18 служат для дистанционирования твэлов, а центральная ячейка - для крепления решетки к каркасной трубке ТВС. Ячейки сварены между собой точечной сваркой в единую конструкцию.
ТВС крепятся к подвеске, в верхней части которой нахо-дится запорное устройство-пробка, предназначенная для закрепления подвески с ТВС в канале и одновременно герметизации канала.
Слайд 112

Конструктивное исполнение БН-600 Использование натриевого теплоносителя обусловило применение ряда таких специальных

Конструктивное исполнение БН-600

Использование натриевого теплоносителя обусловило применение ряда таких специальных систем,

как: электрообогрев оборудования и трубопроводов, электромагнитных насосов, фильтр-ловушек очистки натрия, диагностики протечек воды в натрий, локализации продуктов взаимодействия натрия с водой при межконтурных неплотностях парогенератора, пожаротушения натрия, отмывки оборудования и ТВС от натрия, инертного защитного газа аргона.
Корпус реактора представляет собой бак цилиндрической формы с эллиптическим днищем и конической верхней крышкой, выполненной с одиннадцатью горловинами - для поворотной пробки, насосов первого контура, промежуточных теплообменников, элеваторов системы перегрузки ТВС. Цилиндрическая часть корпуса соединена с днищем путем сварки через переходное опорное кольцо, на котором установлен опорный пояс, являющийся основой несущей конструкции внутри корпуса реактора; он образует системой радиальных ребер три сливные камеры для натрия, выходящего из теплообменников.
Слайд 113

На опорном поясе смонтировано всё внутрикорпусное оборудование: напорная камера с ТВС

На опорном поясе смонтировано всё внутрикорпусное оборудование: напорная камера с ТВС

активной зоны, зоны воспроизводства и внутреннего хранилища ТВС, первичная радиационная защита, промежуточные теплообменники, главные циркуляционные насосы первого контура. Нагрузка от массы реактора через опорное кольцо передается на катковые опоры, которые опираются на фундаментную плиту.
Реактор размещен в бетонной шахте диаметром 15 м. Конструкционный материал реактора - нержавеющая сталь марки Х18Н9. В центре верхней части реактора смонтировано поворотное устройство, состоящее из большой и малой поворотных пробок, эксцентричных друг относительно друга, на малой поворотной пробке смонтирована колонна СУЗ, несущая исполнительные механизмы систем управления и защиты, перегрузки ТВС, контроля активной зоны.
Слайд 114

Для компенсации температурных удлинений насосов первого контура и промежуточных теплообменников относительно

Для компенсации температурных удлинений насосов первого контура и промежуточных теплообменников относительно

корпуса реактора использованы компенсаторы приваренные к горловине корпуса реактора. Корпус реактора заключен в страховочный кожух, исключающий возможность вытекания натрия из реактора даже при разрывах его корпуса. Пространство, заключённое между ними, используется при разогреве корпуса газом перед заполнением его натрием. Внутрикорпусная нейтронная защита, размещённая на опорном поясе, состоит из цилиндрических стальных экранов, стальных болванок и труб с графитовым заполнителем.
Слайд 115

Активная зона (диаметр 2.05 м, высота 0.75 м) и зона воспроизводства

Активная зона (диаметр 2.05 м, высота 0.75 м) и зона воспроизводства

(толщина 0.4 м) установлены на напорной камере и набраны из шестигранных ТВС кассетного типа с размерами "под ключ" 96 мм и с шагом 98 мм. Активная зона состоит из 370 кассет с ядерным топливом и воспроизводящим материалом, образующим торцевые зоны воспроизводства, 27 стержней системы СУЗ и одной кассеты с фотонейтронным источником. Выравнивание тепловыделения по радиусу активной зоны осуществляется загрузкой кассет с различным обогащением горючего (21 и 29.4 %): 162 периферийные кассеты активной зоны образуют зону большого обогащения, остальные входят в центральную зону малого обогащения.
Активная зона по периметру окружена боковой зоной воспроизводства, состоящей из сборок, заполненных двуокисью обеднённого урана. За этой зоной воспроизводства расположено внутреннее хранилище кассет на 126 ячеек, которое предназначено для расхолаживания кассет, извлечённых из активной зоны, перед их выгрузкой из реактора.
Слайд 116

Кассеты активной зоны содержат 127 твэлов, расположенных по треугольной решётке с

Кассеты активной зоны содержат 127 твэлов, расположенных по треугольной решётке с

шагом 7.95 мм. Дистанционирование твэлов осуществляется с помощью проволоки, навиваемой на оболочку. Пристеночные твэлы дистанционируются лентой эллипсного сечения.
Кассета боковой зоны содержит 37 твэлов. Наружный диаметр оболочки этих твэлов равен 14.2 мм, толщина - 0.4 мм. Оболочка выполнена в виде трёхрёберной трубки с диаметром по рёбрам 15.25 мм.
Твэлы заполнены по длине активной зоны втулками из обогащенной окиси урана (или смеси окиси урана) и окиси плутония, а выше и ниже активной зоны расположены торцевые экраны из брикетов окиси "отвального" урана. Твэлы зоны воспроизводства заполнены брикетами из "отвального" урана. Газовые полости над уровнем натрия в реакторе заполнены аргоном.
Слайд 117

Слайд 118

НАСОСЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Насосами в называют машины для сообщения энергии рабочей

НАСОСЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Насосами в называют машины для сообщения энергии рабочей среде.

В зависимости от рода рабочего тела, различают насосы для жидкостей (насосы в узком смыс-ле) и насосы для газов (газодувки и компрессоры).
Нас интересуют насосы для жидкости. Они преобразуют механическую энергию приводного двигателя в механи-ческую энергию движущейся жидкости.
По принципу действия насосы подразделяют на динамические и объемные.
В динамических насосах жидкость движется под сило-вым воздействием в камере постоянного объема, сооб-щающейся с подводящими и отводящими устройствами.
В объемных насосах движение жидкости происходит путем всасывания и вытеснения жидкости за счет цикли-ческого изменения объема в рабочих полостях при дви-жении поршней, диафрагм, пластин.
Слайд 119

Работа насоса характеризуется следующими величинами: Объемная подача - Q, [м3/с] объем

Работа насоса характеризуется
следующими величинами:
Объемная подача - Q, [м3/с] объем

жидкости подаваемый насосом в напорный трубопровод за единицу времени.
Напор (удельная работа) - H, [Дж/кг] - полное количество энергии, сообщаемое 1 кг рабочей среды в насосе. Выра-жается в метрах и показывает высоту, на которую можно поднять жидкость с помощью насоса.
Частота вращения - n [об/мин];
Состояние среды на входе: (температура и давление);
Плотность среды - ρ [кг/м3]
Мощность - N [Вт] - полная энергия подводимая к насосу
КПД - отношение энергии переданной жидкости, к полной энергии, подведенной к насосу
Слайд 120

Классификация насосов По конструкционно - энергетическим признакам: объемные, лопаточные, струйные, электромагнитные

Классификация насосов
По конструкционно - энергетическим признакам: объемные, лопаточные, струйные, электромагнитные или

магнитогидродинамические (МГД). В качестве основных насосов АЭС используются лопаточные машины. Струйные насосы используются для откачивания некон-денсирующихся газов из конденсаторов, деаэраторов.
Объемные насосы
К объемным насосам относят: поршневые, плунжерные, ротационные, шестеренчатые.
Слайд 121

Поршневые насосы имеют цилиндр 4 и поршень 3, соверша- ющий возвратно-посту-

Поршневые насосы имеют цилиндр 4 и поршень 3, соверша- ющий возвратно-посту- пательное

движение. Цилиндр снабжен кла- панами всасывания 1 и нагнетания 2. При прямом ходе поршня и открытом клапане 2 происходит процесс нагнетания рабочей среды в напорный трубопровод, при обратном ходе и открытом всасывающем клапане - заполнение объема цилиндра. Особенность работы поршневых насосов – периодичность подачи и возвратно-поступательное движение (сложный привод).

Поршневые и плунжерные насосы

Слайд 122

Ротационные насосы Ротационные насосы имеют цилиндричес- кий ротор 2, эксцент- рически

Ротационные насосы

Ротационные насосы
имеют цилиндричес- кий ротор 2, эксцент-
рически расположен- ный в корпусе 1.

В ра- диальных щелях рас- положены подвижные пластины 3 которые под действием центробежных сил или упругости пружин прижимаются к внутренней поверхности цилиндра. Рабочая среда поступает через патрубок всасывания 5 и переталкивается лопастями в патрубок нагнетания 4.
Слайд 123

Шестеренчатые насосы В шестеренчатом насосе по-лость всасывания 3 и полость нагнетания

Шестеренчатые насосы

В шестеренчатом насосе по-лость всасывания 3 и полость нагнетания

2 разобщены нахо-дящимися в зацеплении зуб-чатыми колесами 1. Зубчатые колеса размещены в корпусе на-соса с малыми осевыми и радиальными зазорами. Жид-кость попадает в межзубчатое пространство и переталкивается из полости всасывания в полость нагнетания.
Слайд 124

Лопаточные насосы К лопаточным насосам относятся центробежные, диагональные и осевые, отличающиеся

Лопаточные насосы

К лопаточным насосам относятся центробежные, диагональные и осевые, отличающиеся друг

от друга по направлению потока жидкости на выходе из рабочего колеса.
Лопастные насосы также подразделяются по потоку жидкости за рабочим колесом (с полуспиральным, спиральным или кольцевым отводом, коленчатым отводом), по числу потоков внутри рабочего колеса (одностороннего и двухстороннего входа) и по числу ступеней рабочих колес в насосе - одноступенчатый, многоступенчатый.
Работа этих насосов основана на общем принципе - силовом взаимодействии лопастей рабочего колеса с обтекающим их потоком перекачиваемой жидкости.
Слайд 125

Центробежный насос Основным рабочим органом центро- бежного насоса яв- ляется свободно

Центробежный насос

Основным рабочим органом центро- бежного насоса яв- ляется свободно вращающееся на

валу рабочее коле- со 1, несущее рабо- чие лопатки 3 плавно изогнутые в сторону, противо-положную направлению вращения колеса. Колесо установлено внутри неподвижных проточных элементов корпуса: подво-дящего 8 и отводящего 7. Подводы и отводы объединяются корпусом 6. Ротор - вал с насаженными на него вращающимися деталями - вращается в подшипниках 5. Между вращающимися и неподвижными деталями могут быть установлены уплотнения 4 для снижения утечек из насоса и 1 для уменьшения циркуляции внутри насоса.
Слайд 126

Под центробежной силы жидкость выбрасывается из ра-бочего колеса, в результате чего

Под центробежной силы жидкость выбрасывается из ра-бочего колеса, в результате чего

в центре колеса созда-ется разряжение, а в периферийной его части – повышен-ное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод пе-рекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод от него. Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему трубопроводу. Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит из-за разности давлений в приемном бас-сейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разряжение).
Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расши-ряющаяся спиральная камера (в форме улитки).
Слайд 127

Осевой насос Рабочее колесо осевого насоса состоит из втулки, на которой

Осевой насос

Рабочее колесо осевого насоса состоит из втулки, на которой укреплено

несколько лопастей, представляющих собой удобо- обтекаемое изогнутое крыло.
Рабочее колесо насоса враща- ется в трубчатой камере, запол- ненной перекачиваемой жид- костью. При воздействии лопас-ти на жидкость за счет изменения скорости течения давление перед лопастью повышается, а за ней – пони-жается. Благодаря образующейся при этом силе основная масса жидкости в пределах колеса движется в осевом направлении, что и определило название насоса. Перед колесом устанавливаются неподвижные проточные элементы подводы, за колесом - отводы
Осевые насосы выпускаются с жестко закрепленными на втулке лопастями рабочего колеса и с поворотными лопастями. По сравнению с центробежными осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. КПД осевых насосов достигает 0,9 и выше.
Слайд 128

Диагональные насосы Поток жидкости, проходящий через рабочее колесо диагонального насоса, направлен

Диагональные насосы

Поток жидкости, проходящий через рабочее колесо диагонального насоса, направлен не

радиально, как у центробежных насосов, и не параллельно оси, как у осевых, а наклонно, как бы по диагонали прямоугольника, составленного радиальным и осевым направлениями.
По своим рабочим параметрам (подача, напор) диагональные насосы занимают промежуточное положение между центробежными и осевыми.
Слайд 129

Струйный насос В струйном насосе-эжекторе поток рабочей жидкости раз- гоняется в

Струйный насос

В струйном насосе-эжекторе поток рабочей жидкости раз- гоняется в сопле рабочей

среды 1 и поступает в каме- ру смешения 2, в которой устанавливается пониженное давление. Камера 2 соедине- на с сосудом 6, в котором поддерживается более высокое давление. За счет разницы давлений среда поступает в камеру смешения 2 и сме-шивается с рабочей жидкостью. Далее смесь поступает в отвод 3 и расширяющиеся сопло 4, в котором повышается статическое давление и далее в патрубок нагнетания 5. В ка-честве рабочей жидкости обычно используют воду, пар или газ. Преимущества струйных насосов: простота, отсутствие движущихся частей, высокая надежность; недостатки: низ-кий КПД, высокий шум при использовании пара.
Слайд 130

При оборотах в минуту ниже 40 используют объемные насосы (малая подача

При оборотах в минуту ниже 40 используют объемные насосы (малая подача

и относительно большой напор).
При оборотах в минуту выше 40 применяют лопаточные насосы
Центробежные насосы обеспечивают до 350 оборотов в минуту (малые расходы и большой напор)
Осевые насосы – более 500 оборотов в минуту (большые расходы и малые напоры)
Слайд 131

Явление кавитации Кавитация в насосах объясняется нарушением сплош-ности жидкости в тех

Явление кавитации

Кавитация в насосах объясняется нарушением сплош-ности жидкости в тех местах,

где давление снижается до давления насыщенного пара при данной температуре, при этом происходит быстрое вскипание жидкости с образованием пузырьков пара, которые после перехода в зону повышенного давления и исчерпания кинетической энергии быстро сокращаются.
Сокращение кавитационного пузырька происходит с большой скоростью и сопровождается гидравлическим ударом и звуковым импульсом. Если кавитационные пузырьки замыкаются вблизи от обтекаемого тела, то многократно повторяющиеся удары приводят к разрушению поверхности этого тела.
Слайд 132

Качественное изменение структуры потока, вызванное кавитацией, приводит к изменениям режима работы

Качественное изменение структуры потока, вызванное кавитацией, приводит к изменениям режима работы

гид-равлической машины. Эти изменения принято называть последствиями кавитации.
Элементы проточной части гидравлических машин пред-ставляют собой сочетание направляющих поверхностей, предназначенных для управления потоком. Если кави-тационная зона возникает на такой поверхности, то она изменяет путь потока. Такие изменения нежелательны и сопровождаются дополнительными потерями энергии. Снижение энергетических параметров (подача, напор) и уменьшение КПД являются прямым следствием воз-никновения кавитации в любой гидравлической машине.
Борьба с кавитацией в насосах и других гидравлических машинах имеет большое значение, так как кавитация приводит к быстрому разрушению элементов проточной части и снижению их надежности.
Кавитационному разрушению подвержены все конструкционные материалы, но в разной степени. Наиболее кавитационно-стойким материалом является аустенитная сталь благодаря равномерности ее структуры. Кроме разрушения материала, кавитация приводит к существенному снижению КПД, повышению вибрации, ударным нагрузкам на элементы проточной части и, в конечном итоге, к срыву характеристик Н, N и КПД.
Основным средством предупреждения кавитации, обеспечивающим надежную работу насоса, является поддержание достаточного избыточного давления на входе в насос над давлением парообразования, то есть соблюдение такой высоты всасывания насоса, при которой кавитация не возникает. Превышение напора на входе в насос над напором, равным давлению насыщенного пара
Слайд 133

Специальные насосы АЭС ГЦН, для создания циркуляции теплоносителя; питательные насосы -

Специальные насосы АЭС

ГЦН, для создания циркуляции теплоносителя;
питательные насосы - для

подачи питательной воды в парогенераторы или барабаны-сепараторы;
конденсатные насосы - для подачи конденсата в деаэ-раторы из конденсаторов турбин, ПВД и ПНД;
насосы циркуляционного водоснабжения для охлаж-дения конденсатор турбин;
насосы технического водоснабжения главного корпуса;
насосы систем безопасности;
насосы маслоснабжения систем турбоагрегатов;
насосы спецводоочистки и химводоочистки;
насосы вспомогательных систем.
Слайд 134

Питательный насос Питательные насосы применяются для подачи хими-чески очищенной воды в

Питательный насос

Питательные насосы применяются для подачи хими-чески очищенной воды в парогенераторы

энер-гоблоков АЭС. Питательные насосы изготав-ливаются в различных конструктивных испол-нениях: горизонтальные, одно- или двухкорпусные, секционного или спирального типа, одно-ступенчатые с рабочим колесом двухстороннего входа или многоступенчатые с односторонним распо-ложением рабочих колес. Бескавитационная работа питательных насосов обеспечивается применением рабочего колеса с расширенным входом или применением предвключенного колеса или насоса.
Слайд 135

Питательные насосы должны отвечать следующим требованиям: обеспечивать динамическую устойчивость во всем

Питательные насосы должны отвечать
следующим требованиям:
обеспечивать динамическую устойчивость во всем

диапазоне работы насоса;
вибрация на корпусах подшипника не должна превышать 0,05 мм;
обеспечивать удобство монтажа, ремонта и обслуживания;
насосы должны снабжаться обратными клапанами с линией рециркуляции, чтобы не возникало обрат-ного вращения ротора насоса и перегрева воды до температур, близких к парообразованию.
Слайд 136

Конденсатные насосы Конденсатные насосы применяются для подачи кон-денсата отработанного пара турбин,

Конденсатные насосы

Конденсатные насосы применяются для подачи кон-денсата отработанного пара турбин, конденсата

грею-щегося пара из теплообменных аппаратов энергоблоков АЭС, а также жидкостей, сходных с конденсатом по вязкости и химической активности.
Конденсатные насосы обычно работают с минимальным кавитационным запасом в условиях глубокого вакуума на входе и при температуре конденсата, близкой к тем-пературе насыщения. Поэтому для улучшения антикави-тационных качеств насоса первую ступень выполняют с предвключенным рабочим колесом. Конденсатные насосы с подачей до 200 м3/ч обычно изготавливают в горизонтальном исполнении, а с подачей 200 м3/ч и выше - в вертикальном.
Слайд 137

Основные требования, предъявляемые к конденсатным насосам: обеспечение стабильной формы напорной характеристики

Основные требования, предъявляемые к конденсатным насосам:
обеспечение стабильной формы напорной характеристики при

параллельной работе насосов;
отсутствие подсоса воздуха через работающий и неработающий насос.
Слайд 138

Насосы систем безопасности Насосы систем безопасности предназначены для поддержания в допустимых

Насосы систем безопасности

Насосы систем безопасности предназначены для поддержания в допустимых пределах

параметров работы АЭС, определяющих ее безопасность не только в нормальных условиях эксплуатации (работа энергоблока на мощности, пуск и остановка, плановое изменение нагрузки, плановое расхолаживание и т.п.), но также и в аварийных режимах, вызванных нарушениями в работе или отказом оборудования и систем АЭС.
Слайд 139

ГЦН ПЕРВОГО КОНТУРА К ГЦН первого контура предъявляются следующие основные требования:

ГЦН ПЕРВОГО КОНТУРА

К ГЦН первого контура предъявляются следующие основные требования:

длительная надежная работа без непосредственного об-служивания персоналом;
полное отсутствие утечки радиоактивной среды или ми-нимальный ее расход;
возможность быстрого демонтажа элементов, в которых вероятно возникновение повреждений при эксплуатации;
возможность быстрой отмывки и дезактивации для сниже-ния уровня радиоактивности при ремонте, т. е. отсут-ствие узких щелей и тупиковых полостей;
большое время выбега при внезапном обесточивании при-вода насоса, что облегчает расхолаживание активной зоны.
Слайд 140

Циркуляционные насосы для водяного тепло-носителя можно разделить на герметичные и насосы

Циркуляционные насосы для водяного тепло-носителя можно разделить на герметичные и

насосы с ограниченной контролируемой протечкой.
В полностью герметизированных насосах насос и электродвигатель объединены в единый блок в об-щем корпусе. Выход вала через неподвижный корпус отсутствует. Возможность утечек теплоносителя полностью исключена.
Герметичные электронасосы в свою очередь можно разделить на две группы: а) насосы с герме-тизированной роторной полостью и сухим статором электродвигателя; б) насосы с мокрым статором электродвигателя.
Слайд 141

Герметичный циркуляционный насос ГЦЭН-310: 1 - патрубок всасывания; 2 - корпус-бак

Герметичный циркуляционный насос ГЦЭН-310:
1 - патрубок всасывания; 2 -

корпус-бак насоса; 3 - рабочее колесо; 4 - отвод; 5 - диафрагма; 6 - нижний подшипник; 7 - крышка насоса (корпус электродвигателя) 8 - обмотка электродвигателя; 9 - ротор электродвигателя; 10 - статор электро-двигателя; 11 - перегородка; 12 - верхний радиальный подшипник;13-осеупорный подшипник; 14 - вспомогательный насос-импеллер; 15 - крышка; 16 – верх-няя часть корпуса электродвигателя; 17 - тепловой экран; 18 - прокладка; 19 - напорный патрубок.
Слайд 142

ГЦЭН-310 - вертикальный герметичный насос с нижним консольным расположением рабочего колеса.

ГЦЭН-310 - вертикальный герметичный насос с нижним консольным расположением рабочего колеса.

Корпус собственно насоса 2 и электродвигатель 7 образуют плотное разъемное соединение с плоской медной прок-ладкой 18. Корпуса стягиваются полыми шпильками. При затяжке шпильки разогреваются вставляемыми внутрь электронагревателями. Разогрев шпилек и их длина обес-печивают необходимый предварительный натяг при сборке насоса.
Основной силовой корпус насоса соединяется с трубо-проводами сваркой. Внутренний разгруженный корпус насоса образует отводы и подводы, жестко связан с корпусом электродвигателя 7 и вместе с ним извлекается из силового корпуса 2. Насос, включая внутренний корпус, с электроприводом могут быть достаточно легко отделены от силового корпуса и заменены.
Слайд 143

Для охлаждения роторной полости двигателя и гидро-динамических подшипников используется автономный контур

Для охлаждения роторной полости двигателя и гидро-динамических подшипников используется автономный контур

со вспомогательным насосом, колесо которого посажено на тот же вал, что и колесо основного насоса на противоположной ему стороне.
Между торцевой стенкой корпуса электродвигателя, обращенной в сторону насоса, и обмоткой статора размещен экран с полостью, охлаждаемой технической водой. Обмотки статора дополнительно охлаждаются прокачиваемым через статор воздухом.
Основные данные насоса
подача 6500 м3/ч (1805 л/с);
давление на всасывании 12,25 МПа;
напор 60 м;
время выбега до расхода 0,7 номинального 2,4 с;
КПД 52%
Слайд 144

Рассмотренная конструкция полностью герметична, высоко надежна, но имеет малый КПД. Более

Рассмотренная конструкция полностью герметична, высоко надежна, но имеет малый КПД. Более

экономичны герметичные насосы с мокрым статором. Конструктивная схема такого герметичного насоса принципиально отли-чается от рассмотренной отсутствием статорной пере-городки. Однако широкого использования такие насосы в энергетике не получили из-за отсутствия надежной изоляции, способной работать длительное время в водяной среде при высоких температурах и в условиях интен-сивных ионизирующих излучений.
Оптимальная мощность герметичных насосов ограничена (около 2 МВт). Рост их мощности приводит к зна-чительному увеличению массы и габаритов, усложнению конструкции, затрудняет монтажные и ремонтные опе-рации, снижает КПД.
Дальнейшее повышение мощности и КПД циркуляци-онных насосов возможно при отказе от полной герме-тизации.
Слайд 145

ГЦН-195 (2000-100) 1-корпус; 2-конфузор; 3-уплотнение колеса; 4-рабочее колесо; 5-лопаточный отвод; 6-нижний

ГЦН-195 (2000-100)
1-корпус;
2-конфузор;
3-уплотнение колеса;
4-рабочее колесо;
5-лопаточный отвод;
6-нижний

подшипник;
7-шпилька;
8-крышка;
9-экран
10-фонарь электродвигателя;
11-холодильник;
12-уплотнение;
13-вспомогательный подшипник;
14 муфта;
15-прокладки;
16 подвод к подшипнику.
Слайд 146

ГЦН для ЯЭУ с реактором ВВЭР-1000 с раздельным электрическим приводом и

ГЦН для ЯЭУ с реактором ВВЭР-1000 с раздельным электрическим приводом и

механическим уплотнением, с ограниченной контролируемой протечкой.
Насос - одноступенчатый вертикальный с консольным расположением центробежного колеса. Базовая деталь насоса – сварно-кованный корпус 1. К корпусу стяж-ными шпильками 7 крепится выемная часть насоса, сос-тоящая из крышки 8 с закрепленными на ней деталями проточной части статора насоса, опор и узла уплотнений, ротором, фонарем электродвигателя 10 с установ-ленным на нем двигателем (на рисунке не показан).
Сферический корпус насоса патрубками с внутренним диаметром 850 мм сваркой соединяется с главными цир-куляционными трубопроводами. Внутри корпуса поме-щен конфузор 2, по которому вода поступает на вход рабочего колеса.
Слайд 147

Рабочее колесо большой быстроходности (наружный диаметр 770 мм) посажено на нижний

Рабочее колесо большой быстроходности (наружный диаметр 770 мм) посажено на нижний

консольный конец вала. Валы насоса и электродвигателя соединены муфтой 14 и вместе с посаженными на них деталями образуют единый ротор, опирающийся на общие подшипники.
Нижней частью ротор опирается на подшипник 6, а верхним концом - на подшипник расположенный в верхней части электродвигателя.
К нижней части крышки насоса крепится лопаточный отвод 5, который обеспечивает уравновешивание радиаль-ных усилий. В верхней части крышки, между подшипником и узлом уплотнений, помещены блок экранов 9 и холодильник 11 для уменьшения теплового потока к уплотнению..
Слайд 148

Блок уплотнений выполнен комбинированным: трех-ступенчатое торцевое уплотнение с подачей чистой запирающей

Блок уплотнений выполнен комбинированным: трех-ступенчатое торцевое уплотнение с подачей чистой запирающей

воды, с промежуточным охлаждением во внешнем холодильнике после каждой ступени и уплотнение с плавающими кольцами со стороны подшипника.
Уплотнение стыка мелжду крышкой и корпусом осу-ществляется комплектом плоской и спирально-навивной прокладок.
Все детали насоса выполнены из аустенитной стали 10Х18Н9Т.
Насос приводится в действие специальным вертикальным асинхронным двигателем мощностью 5.3 МВт, который установлен над насосом соосно с ним.
Слайд 149

Основные данные насоса подача 20000 м3/ч (5555 л/с); давление на всасывании

Основные данные насоса
подача 20000 м3/ч (5555 л/с);
давление на всасывании

15,6 МПа;
напор 93 м;
время выбега до расхода 0,7 номинального 15 с;
КПД 80%
Слайд 150

Основные характеристики ГЦН для ВВЭР-1000 (ГЦН-195) и РБМК-1000 (ЦВН-8)

Основные характеристики ГЦН для ВВЭР-1000 (ГЦН-195) и РБМК-1000 (ЦВН-8)

Слайд 151

УПЛОТНЕНИЕ СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Силовое оборудование ЯЭУ (насосы, турбины) работает в условиях

УПЛОТНЕНИЕ СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Силовое оборудование ЯЭУ (насосы, турбины) работает в условиях наведенной

активности теплоносителя. Не исключено попадание в теплоноситель продуктов деления при разгерметизации твэлов. Поэтому первостепенное зна-чение приобретает выбор оборудования, обеспечивающего отсутствие утечек радиоактивной среды или ограничи-вающего их в строго контролируемых пределах.
Устройства предотвращения или ограничения утечки ра-бочей среды, а также предотвращения попадания в рабо-чий контур окружающей среды называются уплот-нениями. Конструктивное выполнение уплотнений может быть различным в зависимости от рода рабочей среды, уровня наведенной активности и допустимых утечек. Оче-видно, что уплотнения должны быть различными для машин первого и второго контуров.
Слайд 152

Полная герметизация Полностью исключить утечки рабочего тела или среды, его уплотняющей,

Полная герметизация

Полностью исключить утечки рабочего тела или среды, его уплотняющей,

можно лишь абсолютной гермети-зацией машины. Так, в герметичных насосах рабочее колесо и электродвигатель заключены в общем корпусе, что полностью исключает утечки. Вал не выходит из корпуса, и необходимость в специальном его уплотне-нии относительно неподвижного корпуса отпадает. Вследствие сложности конструкции герметичных ма-шин, а также их невысокого КПД приходится исполь-зовать машины без полной герметизации с уплотнением вращающихся валов, проходящих через неподвижный корпус. И доля таких машин в ядерной энергетике все более увеличивается.
Слайд 153

Сальниковые уплотнения Основные элементы саль- ника - корпус 4, эластичная сальниковая

Сальниковые уплотнения

Основные элементы саль- ника - корпус 4, эластичная сальниковая набивка

3, на- жимная втулка 2. Набивка сжимается в осевом направ- лении втулкой, раздается в радиальных направлениях и прижимается к неподвижной поверхности корпуса и вращающейся поверхности вала 1 или насаженной на него втулки. Число колец квадратного сечения уплотнения по условиям затраты мощности на преодоление трения и износа не должно превышать семи.


Слайд 154

Набивка выполняется в виде прессованных или плетеных шнуров и колец. Применяются

Набивка выполняется в виде прессованных или плетеных шнуров и колец. Применяются

набивки: хлопчато-бумажные, пропитанные графитом или густой техни-ческой смазкой для уплотнения холодной воды при низ-ком давлении; асбестовые с графитовой пропиткой при давлении до 2,5 МПа и температуре до 200 С; из фольги из антифрикционного металла с мягким сердечником из асбеста или без сердечника при давлениях выше 2,5 МПа и температуре до 200 С; при более высоких температурах (до 400 С) и высоких давлениях - алюминиевая набивка из фольги с мягким асбестовым сердечником или без него. В месте уплотнения на вал обычно наде-вается защитная втулка, наружная поверхность которой полируется и должна иметь минимальное биение отно-сительно вала.
На трение в сальниках затрачивается до 1 % мощности машины.
Слайд 155

Признак хорошей работы сальни- кового уплотнения-просачивание жидкости между набивкой и за-

Признак хорошей работы сальни- кового уплотнения-просачивание жидкости между набивкой и

за- щитной втулкой вала. Наличие небольшой протечки обеспечи- вает небольшие коэффициенты трения и умеренный износ ма- териала набивки. При работе на холодной жидкости с протечкой отводится и теплота работы трения. Однако свободное вытекание через уплотнение го-рячей, а тем более радиоактивной среды недопустимо.
При работе на радиоактивных жидкостях обязательно приме-нение чистых запорных (буферных) сред.
При работе сальникового уплотнения набивка изнашивается, расход протечки увеличивается, требуется постоянный конт-роль за работой уплотнения и периодическое его подтягивание, что недопустимо при работе на радиоактивных жидкостях даже при использовании буферных сред. Поэтому на цирку-ляционных насосах первого контура сальники не используются.
Слайд 156

Дроссельные уплотнения В случае дроссельных уплотнений исключен контакт поверхности вала и

Дроссельные уплотнения

В случае дроссельных уплотнений исключен контакт поверхности вала и

корпуса, что обеспечивает высокую надежность их работы и допускает длительную работу без обслуживания. К дроссельным относятся щелевые и лабиринтные уплотнения. Щелевые уплотнения исполь-зуются главным образом для жидкостей, а лабиринтные для пара или газа. Все дроссельные уплотнения работают по принципу большого гидравлического сопротивления и поэтому ни в коей мере не могут исключить полностью протечки уплотняемой среды. Однако протечки через уплотнение будут тем меньше, чем выше гидравлическое сопротивление уплотнения.
В машинах ЯЭУ в дроссельных уплотнениях необходимо применять запорные буферные среды.
Слайд 157

Лабиринтные уплотнения используются главным образом в машинах, работающих на сжимаемых средах,-

Лабиринтные уплотнения используются главным образом в машинах, работающих на сжимаемых средах,-

в паровых и газовых турбинах, компрессорах и газодувках. Уплот-нение состоит из ряда гребней, закрепленных в неподвиж-ной обойме и образующих щели малого проходного сече-ния со ступенчатым валом. Используются также лабиринт-ные уплотнения с гладким валом.
Для машин первого контура обязательна подача в лаби-ринтные уплотнения буферных. При этом для паровых турбин надо иметь посторонний источник чистого пара.
Слайд 158

Торцевые уплотнения В торцевом уплотнении на ва- лу 1 установлено вращающееся

Торцевые уплотнения

В торцевом уплотнении на ва- лу 1 установлено

вращающееся кольцо пары трения 2 с уп- лотняющим элементом 9. На крыше 7 установлена аксиаль- но подвижная втулка 3 с уп-лотняющим элементом 4 и стопорным устройством 5. С втулкой 3 жестко связано невращающееся кольцо пары трения 8. Рабочими поверхностями уплотнения являются торцевые поверхности вращающегося и неподвижного колец пары трения. Постоянный контакт уплотняющих поверхностей обеспечивается пружиной 6.
Слайд 159

По сравнению с другими типами уплотнений торцевые обладают целым рядом преимуществ:

По сравнению с другими типами уплотнений торцевые обладают целым рядом преимуществ:

а) работают с прак-тически с нулевой утечкой; б) потери мощности на трение в них в 2-10 раз меньше, чем в сальниках; в) не требуют постоянного обслуживания, что особенно важно при рабо-те на радиоактивных жидкостях; г) при правильном под-боре пар трения обладают высокой надежностью и долго-вечностью; д) допускают повышенные вибрации вала и не предъявляют высоких требований к центровке вала; е) мо-гут применяться для широких интервалов давлений и окружных скоростей.
Указанные преимущества достигнуты, безусловно, за счет некоторого усложнения конструкции по сравнению, например, с сальниковыми или щелевыми уплотнениями.
На практике используют комбинированные уплотнения.
Слайд 160

КОМПЕНСАТОРЫ ДАВЛЕНИЯ С изменением температуры теплоносителя изменяется его плотность; в замкнутом

КОМПЕНСАТОРЫ ДАВЛЕНИЯ

С изменением температуры теплоносителя изменяется его плотность; в замкнутом

объеме контура неизбежно долж-но изменяться и давление.
Если теплоноситель полностью или частично, находится в газовой фазе, с изменением давления происходит сжатие или расширение пара и изменение давления происходит медленно. Подпитка или продувка теплоносителя позво-ляет ограничить изменение давления в контуре в заданных пределах.
В контуре с однофазным жидким теплоносителем ввиду его малой сжимаемости с изменением температуры проис-ходит значительное и очень быстрое изменение давления. Ограничить скорость изменения давления за счет продув-ки и подпитки оказывается невозможно. Поэтому в контур с жидким теплоносителем вводят специальные устройства - компенсаторы давления.
Слайд 161

1-компенсатор давления; 2- уровнемер; 3-запорный (или предохранительный) клапан; 4-газовые баллоны; 5-электронагреватели; 6-разбрызгивающее устройство.

1-компенсатор давления; 2- уровнемер; 3-запорный (или предохранительный) клапан; 4-газовые баллоны;

5-электронагреватели; 6-разбрызгивающее устройство.
Слайд 162

Компенсатор давления представляет собой сосуд, нижняя часть которого заполнена жидкостью и

Компенсатор давления представляет собой сосуд, нижняя часть которого заполнена жидкостью и

соединена с конту-ром, а верхняя часть заполнена паром или инертным газом. Соответственно компенсаторы давления разделяют на газовые и паровые. Газовое пространство компенсатора соединяется с предохранительным клапаном.
Газовая система компенсации может быть использована с любым жидким теплоносителем, находящимся при темпе-ратуре ниже температуры насыщения. Газовое пространс-тво компенсатора соединяется с газовыми баллонами. Главное достоинство газовой системы компенсации - малые затраты энергии на компенсацию. Но для этого требуются достаточно большие объемы газовых баллонов. Громоздкость системы-один из недостат­ков газовой системы компенсации.
Другой ее недостаток-растворимость газов в жидкостях, увеличивающаяся с ростом давления.
Слайд 163

1-запорный клапан; 2-регулирующий клапан; 3-подвод азота; 4-компен-сатор давления; 5-трубчатые электронагреватели; 6-отбор

1-запорный клапан; 2-регулирующий клапан; 3-подвод азота; 4-компен-сатор давления; 5-трубчатые электронагреватели;

6-отбор проб паро-газовой смеси; 7-отбор проб воды; 8-предохранительные клапаны; 9-фланцевый разъем; 10-реактор; 11-охлаждение; 12-газовая сдувка; 13-подвод воды; 14-барботер диаметром 2м; 15- отбор пробы.
Слайд 164

В контурах ВВЭР используют паровую систему компен-сации. Компенсатор давления подключается к

В контурах ВВЭР используют паровую систему компен-сации. Компенсатор давления подключается к

выходной ветви одной из петель реакторного контура в его неотклю-чаемой части возможно ближе к реактору. Корпус компен-сатора имеет водяной и паровой объемы, равные соот-ветственно 48 и 22 м3.
От неотключаемой части реактора по «холодной» стороне подводится вода на впрыск в сопла в верхней части кор-пуса компенсатора. На линии впрыска установлены регу-лировочный 2 и запорный 1 клапаны. В той части кор-пуса, в которой при всех режимах имеется вода, установ-лены электрические нагреватели. К паровому объему под-соединены предохранительные клапаны. В связи с радио-активностью среды недопустим выброс предохранитель-ных клапанов в атмосферу, поэтому пар поступает под в барботер, вода из которого по мере необходимости сливается в баки «грязного» конденсата.
Слайд 165

Давление в барботере поддерживается равным 0,5 МПа. Температура воды в его

Давление в барботере поддерживается равным 0,5 МПа. Температура воды в его

объеме 40-60°С за счет охлаж-дения водяного объема технической водой промконтура. Из общего объема барботера, равного 15м3, вода занимает 11м3. В паровую часть барботера подается азот для нейтра-лизации образующейся гремучей смеси.
Принцип работы парового компенсатора давления 4 зак-лючается в следующем. При постоянном режиме в нор-мальных условиях все клапаны, кроме запорного, закрыты. При повышении температуры воды в контуре, некоторое дополнительное количество воды из горячего трубопро-вода поступает в корпус, сжимая пар, давление которого возрастает. Вследствие этого срабатывает регулировочный клапан на линии впрыска. За счет нагрева этой воды часть пара парового объема корпуса конденсируется, давление уменьшается до нормального, при котором регулировоч-ный клапан автоматически закрывается.
Слайд 166

При незначительных изменениях температуры давление поддерживается без вспрыска холодной воды. Так,

При незначительных изменениях температуры давление поддерживается без вспрыска холодной воды. Так,

с незна-чительным ростом температуры и давления пара проис-ходит частичная конденсация пара, а при снижении темпе-ратуры и давления-частичное испарение воды водяного объема за счет работы электронагревателей.
В связи с этим паровой компенсатор объема поддерживает постоянное давление в контуре с очень большой точ-ностью.
Скорость разогрева компенсатора объема ограничена (40°С/ч) для предотвращения значительных температурных напряжений в металле. Начальное давление в компенсаторе объема создается азотом, который к концу разогрева полностью удаляется образующимся паром.
Слайд 167

Паровой компенсатор давления реактора ВВЭР-440 1-шины подвода электропитания; 2-опорная обечайка; 3-электронагреватели;

Паровой компенсатор давления реактора ВВЭР-440
1-шины подвода электропитания;
2-опорная обечайка;

3-электронагреватели;
4-защитный экран;
5-лестница;
6-полость для контроля протечек;
7-смотровой люк;
8-патрубок впрыска;
9-отвод к переливной трубе;
10-отвод к предохранительным клапа-нам;
11-отвод к линии сдувки;
12-сопла распыливания;
13-защитный кожух; 14-корпус;
15-патрубки присоединения к первому контуру;
16-опоры
Слайд 168

ТРУБОПРОВОДЫ АЭС Соединение между собой отдельных агрегатов АЭС требует большого числа

ТРУБОПРОВОДЫ АЭС

Соединение между собой отдельных агрегатов АЭС требует большого числа трубопроводов.

Кроме главных существует большое количество вспомогательных трубопроводов. Общая протяженность трубопроводов на атомной станции несколько километров.
Наиболее ответственны главные трубопроводы, непосредствен-но связанные с технологическим процессом станции. По этим трубопроводам проходит радиоактивная среда с наибольшими параметрами и расходами. Проектированию трубопроводов АЭС должно уделяться большое внимание, так как стоимость их достигает 10% общей стоимости оборудования станции, а от надежности их эксплуатации во многом зависит надежность работы всей станции в целом. На электростанциях в основном используют бесшовные трубы и лишь для циркуляционных водоводов и некоторых вспомогательных трубопроводов сварные.
Слайд 169

Материалы трубопроводов Марки сталей для труб зависят от температуры среды. При

Материалы трубопроводов

Марки сталей для труб зависят от температуры среды. При температурах

до 450°С используют углеродистые стали. В интервале температур 450-570°С стали перлитного класса, легированные хромом 0,5-2%, молибденом 0,3-1% и ванадием 0,2-0,4%. Такие же стали можно использовать и для температур ниже 450°С, если диаметр трубопроводов значителен и целесообразно уменьшать толщину стенок. Для более высоких температур (до 620°С) можно применять нержавеющие стали с высоким содержанием хрома, (11% Сг, 2% W, 0,7% Мо, 0,2%V). Наиболее жаропрочны и жаростойки стали аустенитного класса.
Стали различных классов существенно отличаются по стоимости. Отношения стоимостей углеродистых, пер-литных легированных и аустенитных сталей составляют 1:2,5:10(15).
Слайд 170

Для трубопроводов АЭС, за исключением главного циркуляционного контура реактора, применяют стали

Для трубопроводов АЭС, за исключением главного циркуляционного контура реактора, применяют стали

перлитного класса-легированные для участков насы-щенного и перегретого пара и углеродистые для остальных участков. Для трубопроводов главного циркуляционного контура используют в основном нер-жавеющие аустенитные стали, что существенно удо-рожает оборудование AЭC, поэтому для трубопроводов очень больших диаметров применяют перлитные стали с плакировкой изнутри нержавеющей аустенитной сталью. Основное назначение плакировки-защита перлитной стали от эрозии, которая может иметь место в связи со значительными скоростями воды.
Слайд 171

Особенности конструктивного исполнения Все трубопроводы, температура среды в которых выше 45°С,

Особенности конструктивного исполнения

Все трубопроводы, температура среды в которых выше 45°С, имеют

тепловую изоляцию с температурой на ее поверхности 45-48°С. На швах и в местах сварки тепло-изоляция должна допускать ее быстрый съем и вос-становление. Размеры трубопроводов указываются в мил-лиметрах и обычно обозначаются дробью (или произве-дением): в числителе-наружный диаметр, в знаменателе- толщина стенки (550/25 или 550х25).
Внутренний диаметр труб принимают в зависимости от расхода и скорости среды, а необходимую толщину стенки и наружный диаметр трубопровода исходя из расчета на прочность.
Слайд 172

Для трубопровода важна скорость среды (параметры и расход которой заданы), так

Для трубопровода важна скорость среды (параметры и расход которой заданы), так

как она влияет на диаметр, а поэтому на толщину стенки, вес и стоимость.
Чем больше скорость, тем дешевле трубопровод и общая стоимость станции, но тем больше гидравлические потери. Поэтому выбор скоростей сред делается на основе тех-нико-экономических расчетов.
Учитывая опыт проектных организаций, приняты следую-щие примерные значения: для острого пара 45-50 м/с; для пара низкого давления 50-70 м/с; для питательной воды 4-6 м/с (трубы из углеродистых сталей) и 8-12 м/с (трубы из аустенитных нержавеющих сталей); для газа и воздуха 10-20 м/с
Слайд 173

Соединения трубопроводов Длина труб, выпускаемых промышленностью, 8-12 м. Длина трубопроводов всегда

Соединения трубопроводов

Длина труб, выпускаемых промышленностью, 8-12 м. Длина трубопроводов всегда больше.

Места соединений участков трубопроводов между собой, с арматурой и от-дельными агрегатами в реакторных контурах требуют особого внимания.
Все соединения сварные; фланцевые применяются в виде исключения. Ремонт трубопроводов первого контура чрезвычайно затруднителен, поэтому качеству сварки уде-ляется особое внимание, так как от этого зависит срок службы трубопроводов.
Трубопроводы контура циркуляции соединяют с главным циркуляционным насосом и главной задвижкой также сваркой. На эти трубопроводы приходятся наибольшие ве-совые расходы. Количество воды, циркулирующей по контуру реактора, в 5-6 раз больше его паро-производительности.
Слайд 174

АРМАТУРА Все трубопроводы тепловых электростанций снабжают арматурой. Назначение ее - включать

АРМАТУРА

Все трубопроводы тепловых электростанций снабжают арматурой. Назначение ее - включать или

отключать по-ток, регулировать расход, температуру или давление потока и предохранять от нерасчетных режимов
Арматура первого контура ЯЭУ должна удовлетворять следующим основным требованиям:
1) быть герметичной при любых рабочих давлениях и те-мпературах; допускать возможность осмотра уплотнений, ремонта и быстрой замены рабочих элементов. 2) обладать достаточным быстродействием, допускать ав-томатическое и дистанционное управление;
3)  иметь минимальные габаритные размеры и массу;
4) иметь минимальные усилия для перемещения подвиж-ных элементов.
Слайд 175

Арматура бывает запорная (включение и отключение потока); регулирующая (изменение или поддержание

Арматура бывает

запорная (включение и отключение потока);
регулирующая (изменение или поддержание заданного расхода,

давления, температуры);
предохранительная (предупреждение чрезмерного по-вышения давления, недопущение изменения направления расхода);
контрольная (указатели уровня);
обратная (предотвращение обратного потока среды);
фазоразделительная арматура (разделение рабочих сред в зависимости от их фазы и состояния).
Перечисленная арматура может устанавливаться как на трубопроводах, так и на отдельных агрегатах.
Слайд 176

Кроме того, есть арматура приводная (с ручным, электричес-ким, гидравлическим, пневматическим приводами)

Кроме того, есть арматура приводная (с ручным, электричес-ким, гидравлическим, пневматическим приводами)

и самодей-ствующая, в том числе импульсная, приводимая в действие самой средой. К приводной относятся вентили (1), задвижки (2) и краны (3), к самодействующей относятся обратные (4) и предохранительные (5) клапаны.
В вентилях запирающий орган садится на седло, передвигаясь в направлении потока; в задвижках он движется перпенди-кулярно направлению движения жидкости; в кранах вращается вокруг своей оси. В обратных клапанах запирающий орган открывается потоком среды в одном направлении и запирается в противоположном. Предохранительный клапан открывается под воздействием избыточного сверх установленного давления и закрывается при его восстановлении.
Слайд 177

Правила установки и эксплуатации Движение среды должно совпадать со стрелкой на

Правила установки и эксплуатации
Движение среды должно совпадать со стрелкой на

кор-пусе арматуры; 
Использование арматуры не по прямому назначению зап-рещается, например недопустимо использовать запорную арматуру как регулирующую; 
Арматура должна ввариваться в соответствующий учас-ток трубопровода до его монтажа; установка ее предус-матривается в местах, доступных для обслуживания; 
Арматура, работающая при высоких температурах, зак-рывается съемными разборными теплоизоляционными конструкциями.
Слайд 178

Приваривание арматуры к трубопроводам уменьшает воз-можные протечки среды и повышает надежность

Приваривание арматуры к трубопроводам уменьшает воз-можные протечки среды и повышает надежность

работы. Для возможности частичного ремонта без вырезки арма-туры иногда седла в корпусах арматуры устанавливают на резьбе. Если требуется более серьезный ремонт или замена арматуры, то она вырезается и в потом вваривается вновь.
Вся арматура высокого давления выпускается заводами только как приварная. В качестве запорных органов применяют вентили и задвижки. Тип запорного органа выбирают в основном по диаметру трубопровода. На тру-бопроводах диаметром 125 мм и более устанавливают задвижки, а при диаметре 70 мм и менее - вентили. В интервале диаметров от 70 до 125 мм возможно приме-нение обеих конструкций.
Задвижки обязательны лишь на трубопроводах, по кото-рым возможно движение среды в обоих направлениях, т.к. вентили допускают подвод среды только с одной стороны.
Слайд 179

Задвижки 1 - шпиндель; 2 - корпус; 3 - распорный гриб;

Задвижки

1 - шпиндель;
2 - корпус;
3 - распорный

гриб;
4 - седло;
5 - уплотняющий диск (тарелка).
Слайд 180

Наиболее употребительны задвижки с клиновым затво-ром. Такая задвижка может иметь один

Наиболее употребительны задвижки с клиновым затво-ром. Такая задвижка может иметь один

клин, соединенный со шпинделем (I). В этой конструкции для создания плотного контакта с двусторонним седлом клапана, установленным в корпусе, при опускании шпин-деля с клином требуется подгонка клина к двум поверхностям, что выполнить полностью не удается.
Более совершенна конструкция II, в которой сидящий на шпинделе клин состоит из двух уплотняющих дисков (тарелок). При опускании шпинделя к уплотняющим кольцам подходят обе тарелки, а окончательная плот-ность соединения достигается при последующем опус-кании шпинделя, так как тарелки прижимаются распор-ными грибками. Такие задвижки применяют как на паре, так и на воде.
Слайд 181

Вентили 1 - шпиндель; 2 - полукольцо; 3 - основной клапан

Вентили

1 - шпиндель;
2 - полукольцо;
3 - основной клапан

(тарелка);
4 - корпус;
5 - седло;
6 - разгрузочная тарелка;
7 - коническая часть шпинделя;
8 - втулка.
Слайд 182

При закрытии запорного вентиля высокого давления сидящий на шпинделе клапан 3

При закрытии запорного вентиля высокого давления сидящий на шпинделе клапан 3

опускается на седло 5.
Для открытия вентилей и задвижек высокого давления необходимо преодолевать большие усилия, так как при начальном положении существует большой перепад дав-лений по обе стороны клапана. В современных конст-рукциях применяют метод внутренней разгрузки. Вна-чале поднимается разгрузочный клапан 6 малого диа-метра, открывая доступ среде по обеим сторонам основного клапана 3. Подъем клапана 6 идет до упора его в полукольцо 2, в связи с чем начинается уже подъ-ем основного клапана. Для уменьшения возможных утечек воды через сальник на шпинделе 1 имеется кони-ческая поверхность, упирающаяся во втулку крышки при полном открытии вентиля.
Слайд 183

При открытом положении вентилей протекающая среда воздействует на клапан (в отличие

При открытом положении вентилей протекающая среда воздействует на клапан (в отличие

от задвижек, создаю-щих вместе с седлом плотное соединение). Поэтому плотность вентилей обычно нарушается быстрее, чем плотность задвижек. В вентилях возможна подача среды или только под клапан, или только на клапан. На трубо-проводах вентили следует располагать в соответствии с указателем направления движения среды (стрелки), чтобы не создавать на шпинделе нерасчетных усилий.
Запорная арматура (запорные задвижки и клапаны) должна быть или полностью открыта, или полностью закрыта. Ис-пользование ее как регулировочной арматуры приводит к повышенному эрозионному износу деталей и нарушению основного соединения, а в результате - к протечкам. Для регулирования расхода или давления существует специальная арматура.
Слайд 184

Регулировочные вентили Регулировочные венти-ли отличаются от запорных профилем клапана и седла.

Регулировочные вентили

Регулировочные венти-ли отличаются от запорных профилем клапана и седла.

Одно-седельный клапан 3 в виде иглы имеет пере-менное сечение. Он или укреплен на шпинделе 1, или вы-полнен с ним как одно целое. Седло 2 укреп-лено на резьбе в кор-пусе 4 вентиля и имеет расширяющееся сечение.
Слайд 185

Такой вентиль не может работать без протечек, но этого и не

Такой вентиль не может работать без протечек, но этого и не

требуется, так как он не запорный. Профилированный клапан-игла позволяет изменять расход среды пропор-ционально его перемещению.
Регулировочные клапаны могут быть и двух седельными. Эта конструкция позволяет разгрузить шток от больших осевых усилий, возникающих в результате разности давлений на входе и выходе. Недостаток клапана - его большая неплотность из-за трудностей обеспечения плот-ного прилегания двух посадочных поверхностей однов-ременно, поэтому регулирование расхода при малом подъ-еме штока становится неудовлетворительным.
Слайд 186

Обратные и предохранительные клапаны На всех питательных магистралях перед питаемым агрегатом

Обратные и предохранительные клапаны

На всех питательных магистралях перед питаемым агрегатом (паро- генератор,

реактор, испаритель и т. д ) обязательна установка об- ратного клапана. Принцип его работы ясен из рисунка.
Чтобы не допустить существен-ного превышения давления в системе, обязательно устанавливают не менее двух предохранительных клапанов. На трубопроводах больших диаметров применяют импульсные предохранительные клапаны, в которых при превышении давления открывается сначала вспомогательный клапан, а вслед за ним - основной.
Слайд 187

По конструкциям кроме импуль-сных различают рычажные и пружинные предохранительные клапаны. Пружинный

По конструкциям кроме импуль-сных различают рычажные и пружинные предохранительные клапаны.

Пружинный предохранительный клапан на давление 12,5 МПа:
1-корпус; 2-втулка (седло); 3-упор-ный закрепляющий штифт; 4-нап-равляющее (регулирующее) кольцо; 5-тарелка клапана; 6-направляющая втулка; 7-шток; 8-пружина; 9-устройство для подрыва клапана от руки; 10-гайка для регулировки клапана.
Слайд 188

Некоторые условные обозначения арматуры на схемах трубопроводов 1-арматура без электропривода; 2-арматура

Некоторые условные обозначения арматуры на схемах трубопроводов

1-арматура без электропривода; 2-арматура

с электроприво-дом; 3-обратный клапан; 4-регулировочный клапан; 5-дрос-сельная шайба; 6-редукционная установка; 7-выброс в атмос-феру; 8-трехходовой клапан с выбросом в атмосферу; 9-пре-дохранительный клапан с импульсным устройством и выхло-пом в атмосферу; 10-расходомер.
Слайд 189

Очистка теплоносителя на АЭС На АЭС с водным теплоносителем необходимо обеспе-чить

Очистка теплоносителя на АЭС

На АЭС с водным теплоносителем необходимо обеспе-чить высокую

чистоту воды первого контура. Примеси, содержащиеся в воде, могут вызвать отложения на элемен-тах первого контура — в реакторе, насосе и арматуре.
Особенно опасны отложения на ТВЭЛах, так как это не только приводит к снижению коэффициента теплопереда-чи, но может вызвать аварийную ситуацию. Температура оболочки ТВЭЛов всегда выше температуры теплоноси-теля. Превышение это тем больше, чем больше толщина отложений и тепловая нагрузка.
Для ТВЭЛов, тепловая нагрузка достигает 1,2·106-1,5·106 Вт/м2. Поэтому отложения в реакторе могут вызвать ухуд-шение теплопередачи, сильный нагрев и разрушение обо-лочек ТВЭЛов. При разрушении оболочек происходит значительная активация теплоносителя за счет выхода в него продуктов деления. При превышении активности выше определенного предела необходим останов реактора.
Слайд 190

Радиационные процессы в контуре Образование новых изотопов. При взаимодействии ионизирующего излучения

Радиационные процессы в контуре

Образование новых изотопов. При взаимодействии ионизирующего излучения

с теплоносителем и находя-щимися в нем примесями образуются радиоактивные нук-лиды, служащие дополнительным источником активности, что приводит к повышенной радиоактивности самого теплоносителя. Условно различают газовую, осколочную активность теплоносителя, а также активность примесей в теплоносителе.
Газовая активность водного теплоносителя вызывается образованием радиоактивных нуклидов, например, по следующим реакциям:
Слайд 191

Наибольшую опасность из новообразованных нуклидов представляет изотоп азота 16N. Накопление трития

Наибольшую опасность из новообразованных нуклидов представляет изотоп азота 16N. Накопление трития

T может происходить также в результате реакций:
первая из которых может иметь место при регулировании реактивности реактора с помощью раствора борной кисло-ты, а вторая - при использовании гидроокиси лития для поддержания щелочной реакции теплоносителя и нейтрализации борной кислоты.
Слайд 192

Активация примесей вносит существенный вклад в активность теплоносителя. Речь идет о

Активация примесей вносит существенный вклад в активность теплоносителя. Речь идет о

естественных при-месях: растворенных в теплоносителе солях натрия, каль-ция, магния и др. Одним из нуклидов, вносящих сущест-венный вклад в радиоактивность примесей, является 24Na с периодом полураспада 15ч, который излучает жесткие гамма кванты. Образуется этот нуклид по реакциям:
В связи с такого рода активацией примесей, водный тепло-носитель первого заполнения, так же как и подпиточная вода, должен быть не только умягчен, но и деионизирован.
Введенные для разных целей в первый контур вещества также могут активироваться.
Слайд 193

Активность теплоносителя вызывается также коррозией активированных материалов активной зоны и активацией

Активность теплоносителя вызывается также коррозией активированных материалов активной зоны и активацией

продуктов коррозии конструкционных материалов кон-тура. Ниже приведены основные реакции, по которым происходит активация продуктов коррозии, в скобках приведен период полураспада:
Радиоактивные примеси могут осаждаться в различных местах контура и тем самым сильно затруднять обслуживание оборудования.
Слайд 194

Осколочная активность теплоносителя является резуль-татом попадания продуктов деления ядерного топлива при

Осколочная активность теплоносителя является резуль-татом попадания продуктов деления ядерного топлива

при работе с поврежденными твэлами. Обычно разли-чают две стадии повреждения твэлов:
1) газовые неплотности, когда в теплоноситель попадают нуклиды благородных газов (криптона и ксенона) и осколки деления, летучие при рабочей температуре твэлов (йод, бром, цезий);
   2) повреждения, сопровождающиеся контактом топлива с теплоносителем, что может привести к попаданию в контур нелетучих нуклидов (молибдена, церия и др.), не говоря уже о возможном выносе в контур частиц топ-лива. Последние, как и примеси в теплоносителе, загряз-няют первый контур
Слайд 195

Радиолиз водного теплоносителя Это процесс разложения воды под действием ионизи-рующего излучения.

Радиолиз водного теплоносителя

Это процесс разложения воды под действием ионизи-рующего излучения.

Вследствие специфических условий реакторной установки (высоких температур, дополни-тельных химических добавок в теплоноситель первого контура) процесс радиолиза может изменяться.
Если для радиолиза чистой воды при низкой температуре реакция имеет вид: 2H20<=>H2O2+O2 то, например, для первого контура реакторов с водой под давлением: 2Н2О<=>2H2+O2, а в кипящих реакторах радиолиз проте-кает в условиях, особо благоприятствующих разложению водного теплоносителя, так как водород и кислород уда-ляются вместе с паром и концентрация продуктов радио-лиза в водной фазе стремится к нулю.
Кроме водорода Н2, кислорода O2 и перекиси водорода Н2O2, при радиолизе воды могут образовываться также Н, ОН, НО2 и др. Обычно радиолиз теплоносителя не вызы-вает заметных изменений его физико-химических свойств.
Слайд 196

Однако следует иметь в виду возможность вторичных неблагоприятных явлений в результате

Однако следует иметь в виду возможность вторичных неблагоприятных явлений в

результате радиолиза:
отрицательное влияние некоторых продуктов разло-жения воды на коррозионную стойкость конструк-ционных материалов;
возможность образования взрывоопасной смеси кисло-рода и водорода;
отрицательное влияние газообразных продуктов разло-жения на условия теплопередачи и на реактивность реактора.
Бороться с этими факторами можно, вводя в теплоно-ситель водород, который практически полностью подав-ляет процессы радиолиза воды. Для поддержания необ-ходимой концентрации водорода, обеспечивающей по-давление процессов радиолиза в контур, вводят аммиак, в результате разложения которого по реакции: 2NH3<=>3H2+N2 создается необходимая концентрация водорода в водном теплоносителе.
Слайд 197

Химические процессы в контуре Основные химические процессы в контуре связаны глав-ным

Химические процессы в контуре

Основные химические процессы в контуре связаны глав-ным образом

с коррозией конструкционных материалов и появлением отложений на теплопередающих поверх-ностях.
Из наиболее важных видов коррозии реакторных мате-риалов следует упомянуть межкристаллитную коррозию аустенитных нержавеющих сталей, связанную с умень-шением содержания хрома по границам зерен по сравнению с их центрами, а также коррозионное растрес-кивание под напряжением. С повышением содержания в водном теплоносителе кислорода и хлорид-иона значи-тельно увеличиваются скорости протекания этих кор-розионных процессов. В ряде случаев повышенное содер-жание кислорода может вызвать ускоренную коррозию и циркониевых сплавов, особенно в щелочной среде.    
Слайд 198

Очень важной характеристикой теплоносителя, от которой зависят скорость и вид коррозии,

Очень важной характеристикой теплоносителя, от которой зависят скорость и вид коррозии,

характер коррозионного процесса, количество переходящих в воду продуктов кор-розии, их состав, является значение рН, характеризующее активность водородных ионов. Наиболее заметно прояв-ляется влияние рН теплоносителя на коррозию сталей перлитного класса и алюминия: с повышением рН до 9-10 можно снизить в несколько раз и скорость коррозии и скорость перехода продуктов коррозии в воду. Однако превышение этих значений может привести в некоторых случаях к щелочному растрескиванию сталей.
Осаждения на теплопередающих поверхностях вызы-ваются также солями жесткости, что особенно важно для кипящих реакторов. Наиболее опасны разного рода отложения на поверхностях твэлов, поскольку приводят к ускорению коррозии их оболочки.
Слайд 199

Чтобы снизить вредное влияние описанных процессов, необходимо при эксплуатации ЯЭУ поддерживать

Чтобы снизить вредное влияние описанных процессов, необходимо при эксплуатации ЯЭУ поддерживать

кон-центрации примесей в теплоносителе на определенном уровне, что требует значительных усилий, затрачиваемых на очистку теплоносителя.
Чтобы избежать попадания в теплоноситель после-монтажных загрязнений, а также чтобы убедиться в вы-соком качестве монтажных работ, перед началом эксп-луатации АЭС производят подготовку и очистку контуров.
На первом этапе проводятся гидравлические испытания контура, которые заключаются в проверке герметичности контура, заполненного водным теплоносителем, при повышенном давлении.
После гидравлической проверки герметичности контура и прочностных испытаний проводится его циркуляционная промывка, которая наряду с очисткой и отмывкой контура от послемонтажных загрязнений обеспечивает создание на внутренних поверхностях контура защитной пленки.
Слайд 200

Причины загрязнения теплоносителя Перечисленные выше явления заставляют предъявлять вы-сокие требования к

Причины загрязнения теплоносителя

Перечисленные выше явления заставляют предъявлять вы-сокие требования к чистоте

теплоносителя. Так как контур замкнут, то, казалось бы, можно ожидать, что высокая чис-тота теплоносителя будет неизменной. Однако это спра-ведливо лишь в отношении естественных примесей воды.
Между тем, в любом контуре и в любых условиях как при эксплуатации оборудования, так и при его стоянке про-текают коррозионные процессы, в результате которых в теплоноситель переходят окислы материалов. Поэтому для водного теплоносителя двухконтурной АЭС наиболее характерно присутствие именно окислов конструк-ционных материалов с превышением их содержания над естественными примесями.
Слайд 201

С течением времени естественные примеси остаются на том же уровне, а

С течением времени естественные примеси остаются на том же уровне, а

содержание продуктов коррозии непре-рывно нарастает. Если не будет организовано удаление их из контура, то это может привести к недопустимо высо-кому их содержанию и осаждению на поверхностях кон-тура. Поэтому в систему контура должна быть включена установка для очистки воды реактора от продуктов кор-розии. В такую установку направляется часть воды реактора с последующим ее возвратом в первый контур.
1 - реактор; 2 - циркуляционный насос; 3 - регенеративный теплообменник, 4 - охлаждение конденсатом, 5 - катионитовый фильтр; 6 - анионитовый фильтр.
Слайд 202

Вода реактора непрерывно очищается. Для преодоления сопротивления очистной установки используют перепад

Вода реактора непрерывно очищается. Для преодоления сопротивления очистной установки используют перепад

давлений, создаваемый ГЦНом. Чем больше концентрация продуктов коррозии, тем большее количество воды при-ходится направлять на очистную установку, увеличивая размеры всех ее элементов. Кроме того, быстро исто-щается обменная емкость ионитных фильтров, подле-жащих захоронению. Поэтому в контуре применяют коррозионностойкие материалы и в воде создаются усло-вия для их минимальной коррозии.
Слайд 203

Водный режим реакторов Водный режим реакторов стремятся вести таким образом, чтобы

Водный режим реакторов

Водный режим реакторов стремятся вести таким образом, чтобы приостановить

или свести к приемлемой интен-сивность тех физико-химических процессов в контурах, которые неблагоприятно влияют на ход эксплуатации ЯЭУ. Прежде всего это разнообразные коррозионные про-цессы, а также возрастание радиоактивности теплоно-сителя и оборудования контура из-за активации примесей.
Ведение водного режима в значительной степени зависит от типа реактора. Для реакторов ВВЭР широко исполь-зуется для регулирования реактивности борная кислота, которая вводится в теплоноситель. Она химически устой-чива в радиационных условиях, хорошо растворима в воде, слабо влияет на коррозионные процессы. Однако в ее при-сутствии возрастает переход продуктов коррозии в воду, а также рН теплоносителя, что увеличивает коррозию сталей.
Слайд 204

Поэтому для нейтрализации борной кислоты в контур вводится щелочь: либо едкое

Поэтому для нейтрализации борной кислоты в контур вводится щелочь: либо едкое

кали (в странах бывшего СССР), либо гидроокись лития (за рубежом). Для под-держания требуемой концентрации водорода, который необходим для подавления процессов радиолиза, в состав теплоносителя добавляют аммиак. Такой водный режим называют смешанным аммиачно-калиевым режимом при борном регулировании.
Для современных одноконтурных АЭС с кипящими реак-торами почти повсеместно принят бескоррекционный водный режим, при котором ни в конденсат турбин, ни в реакторную или питательную воду корректирующие добавки для регулирования рН не вводятся, радиолиз не подавляется, борное регулирование не применяется.
Слайд 205

Очистка водного теплоносителя Процесс очистки водного теплоносителя на АЭС можно разделить

Очистка водного теплоносителя

Процесс очистки водного теплоносителя на АЭС можно разделить

на два этапа:
первый - приготовление химически обессоленной воды высокой чистоты для первичного заполнения контуров и для последующей их подпитки;
второй - постоянная очистка теплоносителя, циркули-рующего в контуре, а также вод бассейнов выдержки и перегрузки от различных примесей. Первый этап очистки проводят на так называемых установках химводоочистки (ХВО), а второй - на установках спецводоочистки (СВО) или конденсатоочистки (КО).
В ХВО предусматриваются очистка исходной воды от механических примесей в механических фильтрах, уда-ление свободной кислоты в декарбонизаторах, а также ионная очистка в анионитовых и катионитовых фильтрах.
Слайд 206

1-механический фильтр, 2-бак осветленной воды; 3-катионитовый фильтр I ступени; 4-декарбонизатор, 5-бак

1-механический фильтр,
2-бак осветленной воды; 3-катионитовый фильтр I ступени; 4-декарбонизатор,
5-бак

декарбонизированной воды, 6-катионитовый фильтр II ступени; 7-анионитовый фильтр I ступени, 8-катионитовый фильтр III ступени,
9-анионитовый фильтр II ступени
Слайд 207

В механическом фильтре, который заполняется, например, дробленым антрацитом, отделяются грубодисперсные загрязнения.

В механическом фильтре, который заполняется, например, дробленым антрацитом, отделяются грубодисперсные загрязнения.

Далее вода очищается в несколько приемов на ионообменных фильтрах.
Ионообменная фильтрация в настоящее время - наиболее распространенный метод очистки водного теплоносителя. Он основан на способности некоторых материалов - ионитов, которые сами в воде практически не раство-ряются, изменять в нужном направлении ионный состав воды. В результате обмена ионами между водой и твердым веществом с ионной связью (ионитом) содержащиеся в воде ионы удерживаются ионитом, который отдает в воду эквивалентное количество ионов того же знака. Для очистки водного теплоносителя ядерных энергетических установок применяют ионообменные материалы, которые обладают сетчатой структурой - матрицей, содержащей фиксированные ионы.
Слайд 208

Подвижные противоионы уравновешивают заряд фиксиро-ванных ионов и способны к обмену. Различают

Подвижные противоионы уравновешивают заряд фиксиро-ванных ионов и способны к обмену. Различают

иониты, способные обмениваться катионами, - катиониты и анионами - аниониты .
В декарбонизаторе удаляют из воды свободную углекислоту.
В результате работы системы ХВО получается химически очищенная вода, которая используется для заполнения контуров ЯЭУ и их подпитки.
Слайд 209

Система СВО включает в себя ряд установок, на которых производятся: очистка

Система СВО включает в себя ряд установок, на которых производятся:
очистка

продувочной воды первого контура, воды про-течек первого контура, вод бассейнов выдержки и пере-грузки. Как правило, установки СВО включают в себя механический фильтр, а также анионитовый и катионитовый фильтры. Кроме того, система СВО может включать в себя выпарные установки.
Для очистки теплоносителя одноконтурных АЭС с применяется система конденсатоочистки. Она состоит из механических и ионитовых фильтров и предназначена для глубокой очистки всего турбинного конденсата как от взвешенных частиц, так и от растворимых примесей. В механических фильтрах осаждаются продукты коррозии и другие механические загрязнения, а ионитовые фильтры обеспечивают ионную очистку. Очищенный конденсат направляется в деаэратор.
Слайд 210

Конденсатоочистка обеспечивает степень очистки, соот-ветствующую нормам качества питательной воды. Кроме системы

Конденсатоочистка обеспечивает степень очистки, соот-ветствующую нормам качества питательной воды. Кроме системы

КО, на одноконтурных АЭС с кипящим реак-тором используется также байпасная продувка реак-торной воды, которая имеет нагрузку, отличающуюся от той, которую несет КО, поскольку система очистки продувочной воды очищает воду от примесей, которые поступают в тракт от конденсатоочистки до реактора. Ее основная роль сводится к предотвращению образования и накопления отложений на поверхности активной зоны.
Слайд 211

Механический насыпной фильтр

Механический насыпной фильтр

Слайд 212

На АЭС применяются фильтры вертикальные, цилин-дрические со сферической крышкой и днищем.

На АЭС применяются фильтры вертикальные, цилин-дрические со сферической крышкой и

днищем. Основной поток направляется по центру сверху вниз. Основной поток поступает на верхнее распределительное устройство для равномерного распределения по сечению фильтра. ВРУ представляет систему дырчатых труб, расположен-ных в виде лучей. Из штуцера, размещенного на крышке фильтра, осуществляется сдувка воздуха.
Для равномерного сбора очищенной воды и исключения попадания в нее мелких частиц предусмотрено нижнее дренажно-распределительное устройство. Оно состоит из 4-х коллекторов и приваренных к ним щелевых труб.
Снизу в основной поток подается сжатый воздух и вода для взрыхления и промывки фильтрующего материала.
Слайд 213

Дезактивация Работа реакторной установки АЭС сопровождается радио-активными загрязнениями внутренних и наружных

Дезактивация

Работа реакторной установки АЭС сопровождается радио-активными загрязнениями внутренних и наружных по-верхностей

оборудования первого контура, а также по-верхностей тех помещений, где оно расположено. Основ-ными источниками радиоактивного загрязнения контура могут служить дефектные твэлы и продукты коррозии, а также продукты износа движущихся частей оборудования.
Продукты коррозии и износа переносятся теплоносителем по контуру и активируются нейтронами в активной зоне реактора. При этом могут происходить следующие реак-ции, в результате которых образуются радиоактивные нуклиды:
Слайд 214

Различают следующие виды загрязнений: нефиксиро-ванное, слабофиксированное и прочно фиксированное. Первое вызвано

Различают следующие виды загрязнений: нефиксиро-ванное, слабофиксированное и прочно фиксированное.
Первое

вызвано адгезионным процессом и характери-зуется наличием границы раздела между радиоактивным веществом и поверхностью.
Второе вызывается адсорбцией нуклидов и ионным обме-ном и характеризуется загрязнением поверхностного слоя.
Третье связано с коррозионными процессами, образо-ванием окисной пленки и диффузией и характеризуется загрязнением глубинных слоев.
На практике возможно сочетание различных видов загряз-нений. При попадании радиоактивных капель на по-верхность первоначально имеет место адгезия и дезак-тивация может быть осуществлена простым удалением капель; если капли остаются на поверхности более дли-тельное время, то радиоактивные нуклиды могут адсор-бироваться на поверхности; дальше может начаться их диффузия, сопровождаемая коррозией материала.
Слайд 215

Результатом описанного процесса может стать глубинное загрязнение, которое и будет определять

Результатом описанного процесса может стать глубинное загрязнение, которое и будет определять

процесс дезакти-вации. Под дезактивацией обычно понимают удаление с поверхностей радиоактивных загрязнений. В более широ-ком смысле в это понятие включают также обезврежи-вание радиоактивных отходов.
В качестве основной характеристики эффективности дезактивации принят коэффициент дезактивации: Кд=Ан/Ак где, Ан - начальная активность дезактивируемо-го объекта; Ак - конечная активность.
Коэффициент дезактивации - это относительная характе-ристика. Поэтому эффективность различных методов дезактивации можно сравнивать лишь в одинаковых условиях: для одной и той же системы и для одинакового начального загрязнения.
Слайд 216

Активация внутренних поверхностей контура связана прежде всего с тем, что радиоактивные

Активация внутренних поверхностей контура связана прежде всего с тем, что радиоактивные

нуклиды, входя-щие в состав продуктов коррозии, разносятся тепло-носителем по контуру: часть из них (~ 40-50 %) внедряется в окисную пленку, которой покрыты внутренние поверх-ности оборудования и трубопроводов; часть (~ 40%) в виде осадков и грубых взвесей скапливается в застойных зонах (щелях, тупиковых полостях) в виде шлама, образуя на оборудовании места с высокой активностью, так на-зываемые «горячие пятна»; и небольшая часть (~10-20 %) выводится из контура системой очистки теплоносителя, с организованными и неорганизованными протечками.
Активация наружных поверхностей контура может вы-зываться либо попаданием на поверхность радиоактивной пыли или аэрозолей, либо непосредственным контактом поверхности с радиоактивным веществом.
Слайд 217

Как правило, основная доля поверхностной активности оборудования обусловливается активированными про-дуктами коррозии,

Как правило, основная доля поверхностной активности оборудования обусловливается активированными про-дуктами коррозии,

причем эти продукты могут быть как прочно внедренными в тонкую окисную пленку, так и более свободно связанными с поверхностью. Таким же образом оказываются связанными и радиоактивные вещества, попавшие в теплоноситель из дефектных твэлов. Следовательно, имеют место слабо фиксированные и прочно фиксированные загрязнения. Практика показывает, что до тех пор, пока не удалена полностью окисная пленка, коэффициенты дезактивации остаются весьма низкими, т. е. надежная дезактивация оборудования и трубопроводов может быть обеспечена только после растворения и удаления окисной поверхностной пленки.
Слайд 218

При дезактивации оборудования АЭС можно выделить три группы мероприятий: 1) дезактивация

При дезактивации оборудования АЭС можно выделить три группы мероприятий:
1)

дезактивация первого контура без разборки путем циркуляции специальных растворов;
2) дезактивация съемного оборудования, связанная с де-монтажем (например, дезактивация выемной части ГЦН или приводов СУЗ);
3) дезактивация поверхностей помещений, наружных поверхностей трубопроводов, инструмента и т. п.
Основными методами дезактивации оборудования и помещений являются: химический, химико-механичес-кий, электрохимический, пароэмульсионный, гидро-динамический.    Выбор того или иного метода определяется характером загрязнений, габаритами и конфигурацией объектов дезактивации и т. д.
Слайд 219

Химический метод дезактивации Основан на том, что окисную пленку вместе с

Химический метод дезактивации

Основан на том, что окисную пленку вместе с сорбиро-ванными

на ней радиоактивными веществами можно удалить при помощи окислительно-восстановительных реакций. Он заключается в последовательной обработке загрязненных объектов щелочным и кислотным раство-рами. Такие растворы иногда сами могут вызывать кор-розию дезактивируемых поверхностей. В этих случаях обрабатывают дезактивируемые поверхности гидразином (если материалом служат перлитные стали), добавляют в дезактивирующие растворы тиомочевину (для углеродис-тых сталей) и т. д. Однако есть данные о том, что приме-нение некоторых ингибиторов коррозии может в нес-колько раз снизить эффективность дезактивирующих растворов.    
Слайд 220

Дезактивацию химическим методом обычно проводят в несколько циклов (2-3). Один цикл

Дезактивацию химическим методом обычно проводят в несколько циклов (2-3). Один цикл

дезактивации включает в себя четыре последовательные обработки поверхностей: 1) щелочная обработка;
2) водная промывка;
3) кислотная обработка;
4) водная промывка.
После каждого цикла замеряется гамма-фон. Циклы пов-торяются до получения желаемого эффекта.
  Рассмотренный химический метод применяют для дезактивации петель реактора, установок спецводоочистки (СВО), выемной части ГЦН и его деталей, приводов СУЗ, арматуры, инструментов и приспособлений.
Слайд 221

Для примера рассмотрим, как осуществляется дезактивация вы-емной части ГЦН. Выемная часть

Для примера рассмотрим, как осуществляется дезактивация вы-емной части ГЦН. Выемная часть

ГЦН устанавливается в спе-циальную ванну, конструкция которой обычно позволяет обра-батывать только нижнюю, наиболее загрязненную часть ГЦН. В ванне имеются: паровой подогреватель 2 (для подогрева дезактивирующих растворов 1 до тре- буемой температуры) и барботажное устройство 3, через которое подается сжатый воздух для лучшего переме- шивания растворов. Ванна заполняет- ся растворами после установки в нее выемной части ГЦН. Дезактивация осуществляется попеременной пода- чей в ванну щелочного и кислотного растворов с промежуточной водной промывкой.
Слайд 222

Химико-механический метод дезактивации Является разновидностью рассмотренного химического метода. При использовании этого

Химико-механический метод дезактивации

Является разновидностью рассмотренного химического метода. При использовании этого

метода в дополнение к обработке десорбирующими щелочными и кислотными растворами осуществляют механическое воздействие на загрязнения с помощью скребков, швабр, щеток и пр. Этот метод применяют для дезактивации крупногабаритного оборудования, полов и стен производственных поме-щений.
Особо отметим, что при применении химических методов дезактивации недопустимо использование в дезакти-вирующих растворах соляной кислоты, поскольку хлорид-ион крайне неблагоприятно воздействует на коррозионную стойкость нержавеющих сталей. Применение соляной кислоты допускается лишь в случае загрязнения по-верхности радиоактивными изотопами рутения, но с соб-людением специальных мер предосторожности.
Слайд 223

Электрохимический метод дезактивации Используется для удаления прочно фиксированных радио-активных загрязнений, когда

Электрохимический метод дезактивации

Используется для удаления прочно фиксированных радио-активных загрязнений, когда

применение химического ме-тода неэффективно или технически затруднительно. При использовании этого метода дезактивируемую поверх-ность подвергают электрохимическому травлению под действием постоянного тока, после чего производится водная промывка. Дезактивируемая поверхность служит анодом, и с нее удаляется поверхностный слой вместе с радиоактивными загрязнениями. В качестве электролита применяются водные растворы щавелевой или ортофос-форной кислот концентрацией 1,5-2 %.
Рассматриваемый метод используют для дезактивации деталей и узлов насосов, приводов СУЗ, наружных и внутренних поверхностей трубопроводов, стаканов главных запорных задвижек (ГЗЗ) и т. п.
Слайд 224

Различают «мокрый» и «полусухой» способы электро-химической дезактивации. «Мокрый» способ можно применять

Различают «мокрый» и «полусухой» способы электро-химической дезактивации. «Мокрый» способ можно применять

лишь для небольших по габаритам узлов и деталей, ибо он связан с необходимостью их полного пог-ружения в электролит. При «полусухом» способе исполь-зуется выносной катод, форма которого для полного при-легания должна соответствовать форме дезактивируемой поверхности: для плоской поверхности требуется плоский катод, для выпуклой поверхности - вогнутый катод, и т. д. Для устранения короткого замыкания между выносным катодом и дезактивируемой поверхностью прокладывают изоляцию из шерстяной или хлопчатобумажной ткани, которая непрерывно смачивается электролитом.
Слайд 225

Пароэмульсионный метод дезактивации Основан на действии на загрязненную поверхность струи, состоящей

Пароэмульсионный метод дезактивации

Основан на действии на загрязненную поверхность струи, состоящей

из смеси пара и десорбирующего раствора. Это один из наиболее экономичных методов дезактивации. Струя направляется на загрязненную поверхность с по-мощью пароэжекционного устройства. Дезактивация по-верхности обеспечивается гидродинамическим воздейс-твием пароэмульсионной струи совместно с химическим воздействием десорбирующего раствора, имеющего темпе-ратуру более 50 С.
В качестве десорбирующих растворов могут быть исполь-зованы растворы минеральных кислот и щелочей (при дезактивации поверхностей из нержавеющих сталей), а также растворы органических кислот, щавелевой или лимонной (при дезактивации поверхностей из углеро-дистых сталей).
Слайд 226

Пароэжекционное устройство может быть использовано в любых помещениях, где имеется магистраль

Пароэжекционное устройство может быть использовано в любых помещениях, где имеется магистраль

насыщенного пара необходимого давления (~0,5 МПа). Десорбирующие растворы могут подаваться в устройство из любых пере-носных открытых емкостей, поскольку струя пара, созда-вая разрежение при истечении из специального насадка со сверхкритической скоростью, обеспечивает подсос раство-ра за счет эжекционного эффекта. Этот метод находит применение для дезактивации различных помещений, например боксов ГЦН, внутренних поверхностей раз-личных емкостей, стен бассейнов перегрузки и выдержки кассет, полов, загрязненных маслом, станков, и т. п.
Слайд 227

Гидродинамический метод дезактивации Заключается в воздействии на загрязненную поверхность компактной высоконапорной

Гидродинамический метод дезактивации

Заключается в воздействии на загрязненную поверхность компактной высоконапорной

струи воды или десорби-рующего раствора. Для этого используется гидромонитор - подвесная машинка с вращающимися по сфере соплами. Вращение сопл осуществляется за счет реактивного действия струй. В качестве десорбентов могут исполь-зоваться различные моющие средства, а также слабые рас-творы кислот и щелочей. Гидродинамический метод целе-сообразно использовать для механизированной очистки емкостей от различных осаждений, а также для дезак-тивации производственных помещений.
Слайд 228

Кроме рассмотренных, существует и ряд других методов дезактивации оборудования и помещений.

Кроме рассмотренных, существует и ряд других методов дезактивации оборудования и

помещений. Среди них заслуживают упоминания следующие:
пенный метод дезактивации - для обработки поверхностей в загроможденных помещениях: поверхности обрабаты-ваются пеной, содержащей химические реагенты;
метод дезактивации сухими сорбентами - для обработки больших поверхностей полов: поверхность обрабаты-вается небольшим количеством химического раствора с последующим покрытием слоем порошкообразного сорбента;
метод дезактивации с использованием легкосъемных полимерных покрытий - для локализации радиоактивных загрязнений и упрощения последующей дезактивации: поверхности покрывают легкосъемными полимерными покрытиями, которые при дезактивации удаляют.
Слайд 229

Обезвреживание радиоактивных отходов Эксплуатация ЯЭУ неизбежно сопровождается накоп-лением твердых, жидких и

Обезвреживание радиоактивных отходов

Эксплуатация ЯЭУ неизбежно сопровождается накоп-лением твердых, жидких и газообразных

радиоактивных отходов.  Газообразные отходы являются результатом работы сис-темы спецвентиляции, особенно в периоды ухудшенной радиационной обстановки (например, в периоды перег-рузки). Они могут появляться также в результате работы системы технологических сдувок, которая обеспечивает удаление газов, выделяющихся с надводных пространств «грязных» технологических баков, а также газов, которые вытесняются из баков водой при опорожнении первого контура. Для дезактивации таких отходов используется либо обычная выдержка в газгольдерах в течение времени, необходимого для распада радиоактивных нуклидов, либо очистка в адсорбционных установках.
Слайд 230

Жидкие отходы появляются вследствие очистки воды первого контура, других вод АЭС

Жидкие отходы появляются вследствие очистки воды первого контура, других вод

АЭС и т. п. При их дезак-тивации придерживаются двух основных принципов:
раздельная дезактивация вод, различающихся по радио-активности и физико-химическим показателям;
наиболее полный возврат очищенных вод в цикл.
Из многообразия способов дезактивации жидких радио-активных отходов наибольшее практическое применение находят метод ионного обмена и метод yпapивания. Наиболее универсален метод многоступенчатого упа-ривания в выпарных аппаратах, обеспечивающий высокую степень очистки воды от радиоактивных примесей. Этот метод позволяет существенно снизить объем, занимаемый жидкими отходами.
Слайд 231

Твердые отходы образуются при отверждении жидких радиоактивных отходов. Отверждение жидких отходов

Твердые отходы образуются при отверждении жидких радиоактивных отходов. Отверждение жидких отходов

производится потому, что захоронение их не может быть надежным, пока они находятся в жидкой фазе. Для отверждения используют методы цементирования или битумирования, заключающиеся в том, что в концентраты жидких отходов добавляют связывающие вещества - цемент или битум.
К твердым радиоактивным отходам относят вышедшие из строя загрязненные инструменты и детали реакторной установки, а также сильно загрязненную спецодежду и обувь, дезактивация которой нецелесообразна.
Твердые радиоактивные отходы обезвреживают путем их захоронения. Перед захоронением твердых отходов стре-мятся максимально уменьшить их объем. При окончатель-ном захоронении предусматриваются отказ от контроля за состоянием отходов и невозможность их извлечения из мест захоронения.
- Предыдущая
Машины для обработки растений от вредителей и болезней
Следующая -
Типичные ошибки при подготовке и написанию курсовой работы

Похожие презентации

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.
Термодинамічні засади кріогенної техніки
Химическая эволюция веществ
Принцип суперпозиции, принцип взаимности
Построение схемы посадки Ф45 H7/js6
Магнитное поле
Quasi-optimal detectors for uwb signals
Аттестационная работа. Курс Физика вокруг нас
Вынужденное течение в каналах
Теплота сгорания
А.В. Бурдаков. Физика плазмы
Мыльные пузыри и плёнки
Магнетронное распыление
Приводы подвагонных генераторов
Механические колебания
Гидравлика. Основные законы гидростатики и гидродинамики
Раздел «Электричество»
Презентация на тему «Литье металлов»
Презентация по физике "Физика в человеческом теле" - скачать
Методи одержання нанодисперсних порошкових матеріалів
Группы минералов по показателям преломления
Аксиально-поршневые гидромашины. (Лекция 5)
Презентация по физике. Тема: Цепная реакция деления ядер урана . Класс: 9 «б»
Сила. Равнодействующая сила. Билет 5
Цель крутого восхождения. Лекция 10.1
Сила трения
Определение технического состояния тормозной системы
Сила струму. Амперметр. Вимірювання сили струму. (9 класс)
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть