Ремонт оборудования АЭС с реактором РБМК-1000

Схема газового контура реактора РБМК:

1. Система КЦТК реактора
2. Система контроля течи теплоносителя
3. Узел конденсаторов
4. Узел йодных фильтров
5. Гелиевый компрессор
6. Установка очистки гелия
7. Узел редуцирования
8. Схема "Е"
9. Схемы "ОР"
10. Схема "КЖ"
11. Топливный канал
12. Канал СУЗ

Газ или газовая смесь подается после узла редуцирования в реакторное пространство снизу по четырем трубам. Пройдя кладку, газ на выходе из реактора поступает в систему контроля целостности топливных и специальных каналов, которая осуществляет по канальный контроль температуры и групповой контроль влажности газа.

Далее газовая смесь поступает в узел конденсаторов и фильтров, где происходит конденсация водяного пара, попадающего в газовую смесь в случае образования неплотностей в каналах реактора, и очистка газовой смеси от паров йода. Затем газовая смесь, в зависимости от режима работы контура, поступает или во всасывающий коллектор компрессора установки очистки гелия, или в венттрубу.

В первом случае, при работе на гелиево-азотной смеси, компрессоры прокачивают газовую смесь через установку очистки гелия, после которой очищенная смесь, пройдя узел редуцирования, возвращается в реактор.

Во втором случае, при работе контура на чистом азоте, азот сбрасывается через систему очистки в венттрубу блока, а на вход в реактор подается свежий азот от азотно-кислородной станции.

Работа системы контроля целостности топливных и специальных каналов основана на измерении параметров газа (температуры и влажности) при прокачке его снизу вверх по газовым трактам каналов, образованным наружной поверхностью канальных труб и внутренней поверхностью отверстий в графитовых колоннах кладки.

Температура газа измеряется в импульсных трубках на выходе из газового тракта каждого из 2044 каналов реактора.

Информационно-измерительная система контроля СКАЛА с периодом опроса равным 1-ой минуте, фиксирует показания термопреобразователей. В случае превышения заданной уставки в каком-либо канале, сигнал превышения температуры газа появляется на мнемотабло каналов на блочном щите управления.

Относительная влажность газа контролируется в 26 зонах (по 81 каналу каждая) сигнализаторами влажности. В случае превышения заданной уставки в какой-либо зоне, сигнал от сигнализатора влажности также появляется на групповом табло отклонения влажности газа. Сигнал позволяет оператору переключить данную зону в режим повышенного расхода газа и по датчикам температуры определить подозреваемый в негерметичности канал.

Система продувки и расхолаживания

Для расхолаживания реактора при плановых и аварийных остановах блока, а также для обеспечения охлаждения продувочной воды, поступающей на фильтры байпасной очистки, предусмотрена система продувки и расхолаживания. В состав системы входят 2 насоса расхолаживания, регенераторы и доохладители продувки.

Схема продувки и расхолаживания контура МПЦ:

1. Запорная арматура подачи воды на расхолаживание
2. Запорная арматура подачи воды на продувку
3. Насос расхолаживания
4. Регенератор продувки
5. Доохладитель
6. Фильтры байпасной очистки
7. Запорная задвижка на байпасе фильтров
8. Смеситель
9. Подача воды в барабаны-сепараторы

В номинальном режиме теплоноситель контура МПЦ расходом 200 т/ч (по 100 т/ч с каждой половины контура), под действием напора ГЦН поступает в регенераторы, где охлаждается с 270 °С до 68 °С за счет отвода тепла к холодной возвратной воде после байпасной очистки. После дополнительного охлаждения до 50 °С в доохладителе водой промежуточного контура контурная вода поступает на фильтры системы очистки. Пройдя очистку, вода нагревается в регенераторах с 50 °С до 250 °С и поступает в смесители, установленные на питательных трубопроводах. Смешиваясь с питательной водой, очищенная контурная вода возвращается в барабаны-сепараторы.

В режиме расхолаживания после снижения температуры воды в контуре МПЦ до 180 °С включаются насосы расхолаживания и контурная вода из водяных перемычек барабан-сепараторов подается в доохладители и возвращается через смесители в барабан-сепараторы. Система расхолаживания обеспечивает требуемую скорость расхолаживания 10—30 °С/ч или поддержание заданной температуры в контуре МПЦ при проведении ремонтных работ. На 2 блоке система расхолаживания модернизирована.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2.

Ремонт насосного оборудования.

 Насосы. Общие сведения.

В состав любой электрической станции входят два типа машин: машины - орудия (насосы) и машины - двигатели (турбины).

Насосами в широком смысле называют машины для сообщения энергии рабочей среде. В зависимости от рода рабочего тела, различают насосы для капельных жидкостей (насосы в узком смысле) и насосы для газов (газодувки икомпрессоры). В газодувках происходит незначительное изменение статического давления, и изменением плотности среды можно пренебречь. В компрессорах при значительных изменениях статического давления проявляется сжимаемость среды.

Остановимся подробнее на насосах в узком смысле этого слова - насосах для жидкости. Преобразуя механическую энергию приводного двигателя в механическую энергию движущейся жидкости, насосы поднимают жидкость на определенную высоту, подают ее на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости или заставляют циркулировать в какой-либо замкнутой системе. По принципу действия насосы подразделяют на динамические и объемные.

В динамических насосах жидкость движется под силовым воздействием в камере постоянного объема, сообщающейся с подводящими и отводящими устройствами.

В объемных насосах движение жидкости происходит путем всасывания и вытеснения жидкости за счет циклического изменения объема в рабочих полостях при движении поршней, диафрагм, пластин.

Работа любого насоса характеризуется следующими величинами:

1. Объемная подача - Q, [м3/с] - объем жидкости подаваемый насосом в напорный трубопровод за единицу времени.
2. Напор (удельная работа) - H, [Дж/кг] - полное количество энергии, сообщаемое 1 кг рабочего среды в насосе. Выраженный в метрах показывает высоту на которую можно поднять жидкость с помощью насоса.
3. Частота вращения (для насосов имеющих вращающийся ротор) - n [об/мин];
4. Состояние среды на входе: (температура и давление);
5. Плотность среды -   - [кг/м3]

7.Мощность, N [Вт] - полная энергия подводимая к насосу в единицу времени.

8.Коэффициент полезного действия КПД,   - отношение энергии переданной жидкости, к полной энергии, подведенной к насосу:

                                               

Классификация насосов.

По конструкционно - энергетическим признакам насосы подразделяются на: объемные, лопаточные, струйные, электромагнитные или магнитогидродинамические (МГД). В качестве основных насосов АЭС (циркуляционных, питательных, конденсатных), как правило, используются лопаточные машины. МГД насосы используются для токопроводящих жидкостей в космических и судовых ядерных реакторах. Струйные насосы и используются для откачивания неконденсирующихся газов из конденсаторов, деаэраторов и уплотнений.

Объемные насосы используются главным образом во вспомогательных системах. К объемным насосом относят поршневые, плунжерные, ротационные, шестеренчатые и некоторые другие насосы.

Поршневые насосы.

Рисунок 1. Схема поршневого насоса: 1 - клапан нагнетания; 2 - клапан всасывания; 3 - поршень; 4 - цилиндр.

Поршневые насосы (рис. 1) имеют цилиндр 4 и поршень 3, совершающий возвратно-поступательное движение. Цилиндр снабжен клапанами 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. Главная особенность работы поршневых насосов периодичность подачи и возвратно-поступательное движение и в связи с этим более сложный привод.

 График подачи поршневого насоса:

Ротационные насосы.

Рисунок 2. Схема ротационного насоса: 1 - корпус; 2 - ротор; 3 - пластины; 4 - цилиндр патрубок нагнетания; 5 - патрубок всасывания.

Ротационные насосы (рис. 2) имеют цилиндрический ротор 2, эксцентрически расположенный в корпусе 1. В радиальных щелях расположены 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.

Шестеренчатые насосы.

Рисунок 3. Схема шестеренчатого насоса: 1 - шестерни; 2 - патрубок нагнетания; 3 - патрубок всасывания.

В шестеренчатом насосе (рис. 3) полость всасывания 3 и полость нагнетания 2 разобщены находящимися в зацеплении зубчатыми колесами 1. Зубчатые колеса размещены в корпусе насоса с малыми осевыми и радиальными зазорами. Жидкость попадает в межзубчатое пространство и переталкивается из полости всасывания в полость нагнетания.

Струйный насос. 

Рисунок 4. Схема струйно-эжекторного насоса: 1 - сопло рабочей среды; 2 - камера смешения; 3 - отвод; 4 - расширяющиеся сопло; 5 - патрубок нагнетания; 6 - сосуд.

В струйном насосе-эжекторе (рис. 4) поток рабочей жидкости разгоняется в сопле рабочей среды 1 и поступает в камеру смешения 2, в которой устанавливается пониженное давление. Камера 2 соединена с сосудом 6, в котором поддерживается более высокое давление. За счет разницы давлений среда поступает в камеру смешения 2 и смешивается 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 качестве рабочей жидкости обычно используют воду, пар или газ высокого давления. Преимущества струйных насосов: простота конструкции отсутствие движущихся частей, высокая надежность; недостатки: низкий КПД, высокий шум при использовании пара в качестве рабочей жидкости.

МГД насос.

Рисунок 5. Схема МГД - насоса: 1 - токо-подводящие шины; 2 - полюса магнита; 3 - рабочий канал.

В простейшем МГД - насосе (рис. 5) рабочий канал 3 размещен в зазоре между полюсами магнита 2. К каналу по шинам 1 подводится электрический ток (в других конструкциях ток в рабочем канале индуцируется за счет расположенных в непосредственной близости от него катушек-обмоток переменного тока). За счет взаимодействия электрического и магнитного полей возникает движение электропроводящей жидкости - движение проводника с током в магнитном поле. Преимущества МГД - насосов: простота конструкции и полной герметизации, отсутствие вращающихся частей, высокая надежность; недостатки: малый КПД, громоздкость, для работы многих типов МГД - насосов требуются специальные источники тока большой силы.

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.

Центробежный насос

Основным рабочим органом центробежного насоса (рис 6) является свободно вращающееся внутри корпуса колесо 1, насаженное на вал 2. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего 3 и заднего 4), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти 5, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью.

Ротор - вал с насиженными на него вращающимися деталями - вращается в подшипниках 6. Между вращающимися и неподвижными деталями могут быть установлены уплотнения 7 для снижения утечек из насоса и уплотнения 8 для уменьшения циркуляции внутри насоса. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m), находящейся в межлпастном канале на расстоянии r от оси вала и движущуюся со скоростью v , будет действовать центробежная сила:

  
Рисунок 6. Схема центробежного насоса: 1 - колесо, 2 - вал, 3 - передний диск, 4 - задний диск, 5 - лопасти, 6 - подшипники, 7 и 8 - уплотнения, 9 - подвод, 10 - спиральный отвод, 11 - напорный патрубок.