Атомная энергетика

Атомная энергетика
Описание атомной станции малой мощности
Описание реакторной установки
Параметры реакторной установки
Основные решения по конструкции активной зоны
Парогенератор обеспечивает выработку пара
Компенсатор давления
Описание систем реакторной установки
Системы аварийной остановки реактора
Система аварийного охлаждения активной зоны
Локализующие системы безопасности
Обеспечивающие системы безопасности
Технологическая схема сборки твэла
Ионизирующие излучения
Принцип работы атомных электрических станций
Надежность АЭС
Реакторы типа РБМК-1000
Реакторы типа ВВЭР
(водо-водяные энергетические реакторы)
Принцип работы теплоэлектрических
преобразователей
Характеристики
современных термоэлектропреобразователей
.
Проект второй очереди Нововоронежской АЭС
Повышение безопасности энергоблока №4 НВАЭС
Особенности ядерных реакторов
Основные этапы ядерного топливного цикла

Топливо ядерных реакторов

Парогенератор АЭС реактора БН-600.
Задача: найти расход теплоносителя,
тепловую мощность
Задача: рассчитать толщину стенок труб
теплопередающей поверхности
Задача: рассчитать геометрические
размеры парогенератора.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТИПЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Парогенератор.

Гидроэлектрические станции
 

Системы аварийной остановки реактора

Система исполнительных механизмов СУЗ

Система исполнительных механизмов СУЗ предназначена для перевода активной зоны реактора в подкритическое состояние и поддержания ее в этом состоянии с помощью средств воздействия на реактивность по сигналам аварийной защиты. Кроме того, система предназначена для автоматического регулирования параметров реактора и оперативного воздействия на реактивность по сигналам предупредительной защиты или ЭСМ в процессе эксплуатации реакторной установки.

В РУ КЛТ-40С предусмотрены две системы воздействия на реактивность:

- быстродействующая система аварийной защиты, все рабочие органы которой (РО АЗ) одновременно вводятся в активную зону до НКВ под действием разгоняющих пружин при обесточивании удерживающих электромагнитов ИМ АЗ по сигналам аварийной защиты за время не более 0,4 с с момента обесточивания;

- система компенсации реактивности, рабочие органы которой (РО КГ) вводятся в активную зону приводами ИМ КГ в режиме электродвижения со скоростями 2 мм/с или 4 мм/с в зависимости от режима управления и управляющего сигнала.

По сигналам АЗ все РО КГ одновременно опускаются в активную зону до НКВ со скоростью 4 мм/с.

При исчезновении напряжения на шинах электропитания ИМ СУЗ алгоритм срабатывания РО АЗ сохраняется, а также происходит опускание РО КГ в активную зону под действием собственного веса ("самоходом") со скоростью (30-130) мм/с. После восстановления напряжения на шинах ИМ СУЗ, РО КГ, если они еще не достигли НКВ, продолжают опускание до НКВ в режиме электродвижения.

РО КГ, наряду с функцией перевода реактора в подкритическое состояние и поддержания ее в этом состоянии, используются для компенсации части запаса реактивности активной зоны на выгорание, изменений реактивности в процессе кампании, температурного и мощностного эффектов реактивности, запаса реактивности на отравление активной зоны ксеноном-135 и самарием-149, а также для обеспечения подкритичности активной зоны в холодном разотравленном состоянии.

Основные технические характеристики системы представлены в таблице 3.2.2.1.

Таблица 3.2.2.1 – Технические характеристики системы ИМ СУЗ

Характеристика

Значение

Количество исполнительных механизмов АЗ

4

Время сброса РО АЗ от момента формирования сигнала АЗ до прохождения 80 % хода, с, не более

0,7

Эффективность четырех РО АЗ при работе реактора на мощности и одновременном сбросе их в активную зону, %, не менее

1,6

Количество исполнительных механизмов КГ

5

Аварийная скорость перемещения РО КГ в режиме электродвижения, мм/с

4

Аварийная скорость перемещения РО КГ в режиме "самохода", мм/с

30-130

Интегральная эффективность РО КГ без одного наиболее эффективного органа обеспечивает подкритичность активной зоны в холодном разотравленном состоянии в любой момент кампании при извлеченных РО АЗ, %, не менее

2

Система ввода жидкого поглотителя

Страховочная система ввода в реактор жидкого поглотителя (азотнокислого кадмия) предназначена для приведения активной зоны в подкритическое состояние и поддержания её в этом состоянии в процессе расхолаживания и разотравления реактора в запроектных авариях при зависании двух РО КГ.

Технологическая схема и технические характеристики системы представлены соответственно на рисунке 3.2.2.2. и в таблице 3.2.2.2. Система ввода жидкого поглотителя

Рисунок 3.2.2.2- Система ввода жидкого поглотителя

Таблица 3.2.2.2 – Технические характеристики системы ввода жидкого поглотителя

Наименование параметра или характеристики

Значение

Тип поглотителя

Водный раствор азотнокислого кадмия Cd(NO3)2

Концентрация поглотителя в растворе, г/л

170

Объем раствора поглотителя в баке, м3

0,3

Температура раствора в баке, °С

20

Эффективность жидкого поглотителя (отрицательная реактивность) при вводе всего количества раствора, %

> 4,0

В состав системы входят:

- цистерна раствора жидкого поглотителя;

- трубопроводы и арматура;

- средства измерения.

Для подачи в реактор жидкого поглотителя используются насосы и каналы САОЗ (рассмотрены в составе САОЗ, п. 1.2.4).

Подключение бака жидкого поглотителя к насосам подпитки производится с помощью съемного трубопровода DN25. К съемному трубопроводу бак жидкого поглотителя подключается трубой DN25, на которой параллельно установлены два сильфонных клапана, оборудованных сигнализаторами конечных положений.

В системе предусмотрена возможность отбора пробы жидкого поглотителя.

Система аварийного расхолаживания

Система аварийного расхолаживания предназначена для отвода остаточных тепловыделений от активной зоны реактора после срабатывания аварийной защиты при нарушениях нормальной эксплуатации, включая аварии.

Система обеспечивает также защиту 1 контура от недопустимого повышения давления путем расхолаживания с учетом опережающего срабатывания аварийной защиты.

В состав системы входят - пассивная САР через ПГ (2 канала), активный канал САР через ПГ, активный канал САР через ТО 1-3 контура.

Принципиальная схема пассивных каналов САР представлена на рисунке 3.2.2.3.1.

Схема пассивных каналов САР

Рисунок 3.2.2.3.1.– Схема пассивных каналов САР

Технические характеристики пассивных каналов приведены в таблице 3.2.2.3.1.

Таблица 3.2.2.3.1.– Технические характеристики пассивных каналов САР

Наименование параметра или

характеристики

Режимы

Ожидание

Расхолаживание

Максимальная тепловая мощность, отводимая одним каналом системы, кВт

-

1500

Рабочая среда петли

Пар, пароводяная смесь, вода

Давление в петле (со стороны ЦАР/со стороны ПГ), МПа

4 м вод. ст./3,7

0,058*/16,2

__________

* - с учетом гидростатического давления водяного столба 4 м

В состав каждого пассивного канала САР входят:

- цистерна аварийного расхолаживания;

- теплообменник САР;

- емкость запаса воды;

- трубопроводы и арматура.

Каждый канал автономно подключен к двум ПГ. Подвод питательной воды (конденсата) в два ПГ из теплообменника САР осуществляется по трубопроводам DN32 с установленными на них пневмоприводными невозвратно-запорными клапанами нормально-открытого действия, подключенными между двойной запорной арматурой на трубопроводах подвода питательной воды к парогенераторам.

Отвод пара, пароводяной смеси и воды из ПГ производится по трубопроводам DN65 с установленными на них пневмоприводными клапанами нормально-открытого действия, подключенными между двойной запорной арматурой на трубопроводах отвода пара от ПГ. При нормальной работе РУ эти клапаны постоянно открыты, что обеспечивает поддавливание в емкости запаса воды.

Для отключения канала от ПТУ на общих для двух ПГ паропроводах и трубопроводах питательной воды установлена арматура с пневмоприводом двустороннего действия DN250 и DN100.

Для заполнения пассивного канала расхолаживания водой и компенсации утечек ее в ПТУ в режиме ожидания предусмотрена емкость запаса воды, подключенная трубопроводами DN32 к трубопроводу питательной воды (конденсата) и трубопроводу пара.

Принципиальная схема активного канала САР через ПГ представлена на рисунке 3.2.2.3.2.

Технические характеристики активного САР через ПГ приведены в таблице 3.2.2.3.2

Таблица 3.2.2.3.2– Технические характеристики активного канала САР через ПГ

Наименование параметра или характеристики

Режимы работы

Ожидание

Расхолаживание

Тепловая мощность, отводимая каналом, кВт:

При работе двух аварийных питательных насосов

-

3000

При работе одного аварийного питательного насоса

-

1500

Рабочая среда

Вода

Пар, пароводяная смесь, вода

Давление в петле, МПа

Атмосферное

0,5 МПа (0,2 МПа по АЗ Рпроливка

В состав активного канала САР, подключенного к четырем ПГ, входят:

- два аварийных питательных насоса с подачей каждого не менее 2,5 м3/ч;

- уравнительная цистерна САР;

- трубопроводы и арматура.

При работе активного канала САР через ПГ используется следующее оборудование нормальной эксплуатации:

- четыре парогенератора;

- технологический конденсатор системы разогрева и расхолаживания;

- два конденсатных насоса технологического конденсатора.

Кроме того, при работе активного канала САР через ПГ используются два аварийных циркуляционных насоса забортной воды для охлаждения ТК (АЦН), с подачей каждого 250 м3/ч. Эти насосы выполняют обеспечивающие функции безопасности для активного канала САР через ПГ.

Принципиальная схема активного канала САР через ПГ

Рисунок 3.2.2.3.2– Принципиальная схема активного канала САР через ПГ

Теплоотвод через технологический конденсатор производится следующим образом. Из уравнительной цистерны САР вода с помощью аварийных питательных насосов по трубопроводам DN32 с пневмоприводными невозвратно-запорными клапанами подается двумя каналами в питательные трубопроводы между двойной запорной арматурой и далее в ПГ. Для обеспечения надежной работы насоса при нулевых и малых расходах в канале расхолаживания предусмотрена байпасная линия АПН, оборудованная дросселем и запорным клапаном.

Отвод пара, пароводяной смеси и воды из ПГ осуществляется по трубопроводам DN80 с установленными на них пневмоприводными клапанами между двойной запорной арматурой на паропроводах и далее по трубопроводу DN125 магистрали расхолаживания на технологический конденсатор.

Поддержание давления в магистрали расхолаживания осуществляется регулятором давления пара за счет изменения подачи пара через регулирующий орган клапана (клапан травления). В состав регулятора входит два клапана травления, один находится в работе, второй - в состоянии "горячего" резерва.

Перед клапанами травления установлен водоотделитель, предотвращающий поступление воды в ТК через клапан травления. В водоотделителе пароводяная смесь, огибая отбойный щит, разделяется на воду и пар. Вода оседает, а пар удаляется через клапан травления. Вода, осевшая на дно водоотделителя, сливается через конденсатоотводчик в ТК. Когда уровень воды в водоотделителе повышается, то открывается байпасный клапан травления регулятора уровня в водоотделителе и спускает накопившуюся воду в ТК.

Если в магистрали расхолаживания идет только вода (водо-водяной режим), клапан травления пара можно отключить и байпасным клапаном травления дросселировать поток воды.

Клапаны травления поддерживают давление в магистрали расхолаживания «до себя», но их конструкция такова, что они во всех режимах работы системы обеспечивают давление после себя не более 0,4 МПа (абс), что необходимо для безопасной работы ТК.

Перед ТК установлено дроссельно-увлажнительное устройство для увлажнения пара перед сбросом его на конденсатор.

Конденсат от технологического конденсатора конденсатным насосом при открытых клапанах A1LCP40(41)501 подается в уравнительную цистерну САР (при этом клапаны A1LCP50AA501,502 отвода пара на ПТУ закрыты). Аварийным циркуляционным насосом забортной воды A1KJN10(20)AP001 обеспечивается охлаждение технологического конденсатора.

В случае невозможности охлаждения ТК забортной водой активный канал САР через ПГ работает по разомкнутому циклу с подачей в ПГ питательной воды от АПН и сбросом пара в атмосферу через предохранительные клапаны.

Технологическая схема активного канала САР через ТО 1-3 контуров представлена на рисунке 3.2.2.3.3.

Технические характеристики активного канала САР через ТО 1-3 контуров приведены в таблице 3.2.2.3.3.

Таблица 3.2.2.3.3. – Технические характеристики активного канала САР через

ТО 1-3 контуров

Наименование

Значение

Режим расхолаживания при избыточном давлении в 1 контуре

Режим расхолаживания при атмосферном давлении в 1 контуре

Расход теплоносителя 1 контура, т/ч

9

Максимальная тепловая мощность, снимаемая ТО 1-3 контуров при работе двух секций, кВт

3060

420

Максимальная тепловая мощность, снимаемая ТО 1-3 контуров при работе одной секции, кВт

2770

350

Давление в системе 1 контура, МПа

12,7

Атмосферное

Температура теплоносителя 1 контура, °С:

1) На входе в ТО 1-3 контуров

317

70

2) На выходе из ТО 1-3 контуров

48

29,3

Расход теплоносителя 3 контура, т/ч

88

Схема активного канала САР через ТО 1-3 контуров

Рисунок 3.2.2.3.3– Схема активного канала САР через ТО 1-3 контуров

При работе активного канала САР через ТО 1-3 контуров используется следующее оборудование нормальной эксплуатации, выполняющее при работе данного канала защитные функции безопасности:

теплообменник 1-3 контуров;

два электронасоса расхолаживания (ЦНР);

электронасосы 3 контура;

теплообменники 3-4 контуров;

расширительная цистерна 3 контура;

бак МВЗ;

трубопроводы 1 и 3 контуров;

арматура.

Кроме того, при работе активного канала САР через ТО 1-3 контуров используются циркуляционные насосы забортной воды (4 контура). Эти насосы выполняют обеспечивающие функции безопасности для активного канала САР через ТО 1-3 контуров.

При расхолаживании через ТО 1-3 контуров в работе находится один ЦНР, один электронасос 3 контура, один электронасос 4 контура и два теплообменника 3-4 контуров.

Теплоотвод с помощью активного канала САР через ТО 1-3 контуров осуществляется следующим образом. После срабатывания АЗ автоматически отключается фильтр и подключается трубопровод возврата воды после ТО 1-3 контуров. При этом охлажденный в холодильнике теплоноситель, минуя фильтр и рекуператор, возвращается через смеситель системы компенсации давления в сливную камеру реактора.

Отвод тепла в ТО 1-3 контуров осуществляется водой 3 контура.

Атомная энергетика