Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана

Отчёт об эксплуатационной практике на Смоленской АЭС.

Конденсатно-питательный контур: состав и назначение основных элементов оборудования

Выполнил: Савчиц С.М.

Группа Э7-113

Руководитель: Овчинников С.В.

г. Десногорск, 2003

Сокращения

Введение

Смоленская АЭС - одно из ведущих энергетических предприятий Северо- Западного региона России, ежегодно выдает в энергосистему страны около 20 млрд.кВт.часов электроэнергии, что составляет примерно седьмую часть всей электроэнергии, вырабатываемой 10-ю атомными станциями России. Смоленская АЭС расположена недалеко от западной границы России, в Смоленской области. Десногорск - город, построенный для обслуживающего персонала АЭС на берегу живописного искусственного водохранилища, созданного на реке Десна. Расположен он в 3 км от АЭС.

На Смоленской АЭС эксплуатируются три энергоблока с реакторами РБМК-1000. Проектом предусматривалось строительство двух очередей, по два блока с общими вспомогательными сооружениями и системами в каждой, но в связи с прекращением в 1986 году строительства четвертого энергоблока вторая очередь осталась незавершенной.

Первая очередь САЭС относится ко второму поколению АЭС с реакторами РБМК-1000, вторая очередь - к третьему. Замедлителем нейтронов в ректорах этого типа служит графит, в качестве теплоносителя используется химически очищенная вода.

Все энергоблоки оснащены системами локализации аварий, исключающими выброс радиоактивных веществ в окружающую среду даже при самых тяжелых предусмотренных проектом аварий, связанных с полным разрывом трубопроводов контура охлаждения реактора максимального диаметра. Все оборудование контура охлаждения размещено в герметичных железобетонных блоках, выдерживающих давление до 4,5 кгс/см². Для конденсации пара в аварийных режимах в составе системы локализации аварий предусмотрен бассейн - барботер, расположенный под реактором, с запасом воды около 3000 м³. Специальные системы обеспечивают надежный отвод тепла от реактора даже при полной потере станцией электроснабжения с учетом возможных отказов оборудования. Для нужд технического водоснабжения на реке Десна было создано искусственное водохранилище площадью 42 км², для обеспечения населения хозяйственной и питьевой водой используются подземные воды. Теплоснабжение промплощадки и города в нормальном режиме обеспечивается от любого энергоблока через специальный промежуточный контур, исключающий попадание активированных веществ.

Энергоблоки с реакторами РБМК-1000 одноконтурного типа. Это означает, что пар для турбин вырабатывается из воды, охлаждающей реактор. В состав каждого энергоблока входит: один реактор мощностью 3200 МВт (т) и два турбогенератора мощностью по 500МВт(э). Турбогенераторы установлены в общем для всех трех блоков турбинном зале длиной около 600 м, каждый реактор расположен в отдельном здании. Станция работает только в базовом режиме, ее нагрузка не зависит от изменения потребностей энергосистемы.

1. Принципиальная тепловая схема АЭС с РБМК-1000

Тепловая схема блока, включающая реактор и две турбоустановки по 500 МВт каждая, является одноконтурной (схема 1).

Теплоноситель циркулирует через технологические каналы, где нагреваясь с 265?С до температуры насыщения 284,5?С при давлении 7 МПа частично испаряется.

Весовое паросодержание на выходе с ТК составляет 14,5-17,9%. Индивидуальными (от каждого ТК) пароводяными коммуникациями (ПВК) пароводяная смесь подается в барабаны-сепараторы, где происходит ее разделение на две фазы: пар и воду. Отсепарированный в барабанах-сепараторах насыщенный пар направляется по главным трубопроводам к турбинам, а отсепарированная вода по опускным трубопроводам возвращается во всасывающие коллектора ГЦН, осуществляющих многократную принудительную циркуляцию через реактор типа РБМК.

Поступающий к турбинам насыщенный сухой пар давлением 6,95 МПа и температурой 280,4?С, имеющий степень сухости 0,995 последовательно проходит блоки клапанов парораспределения и срабатывается в цилиндре высокого давления до давления 0,353 МПа и температуры 141,1?С.

После ЦВД пар со степенью сухости, равной 0,846 по ресиверам направляются в сепараторы пароперегревателя (СПП), где он сепарируется, а на 1,2 ступени осуществляется его перегрев до температуры 263?С. Перегрев пара в СПП осуществляется острым паром.

После СПП перегретый пар давлением 0,31 МПа поступает двумя потоками в ЦНД, где происходит его расширение до конечного давления равного 0,004 МПа. Конденсация пара происходит в конденсаторах, охлаждаемых циркуляционной водой пруда-охладителя. Конденсат из конденсаторов конденсатными насосами 1-ой ступени (КН-1) прокачивается через охладители основных эжекторов, эжекторов уплотнений турбины и конденсатоочистку и направляется на всас конденсатных насосов 2-ой ступени (КН-2), которые подают конденсат в деаэраторы через регенеративную систему, состоящую из 5 подогревателей низкого давления поверхностного типа.

Конденсат греющего пара (КГП) ПНД каскадно сливается в конденсаторы турбин.

Тепловой схемой предусматривается двухступенчатая деаэрация основного конденсата. В конденсаторах турбин - вакуумные и в деаэраторах - при давлении 0,76 МПа.

Деаэраторные колонки являются подогревателями смешивающего типа, в которых основной поток конденсата нагревается теплом пара от отбора турбин и КГП из СПП до температуры 168,7?С. неконденсируемые газы отводятся в конденсаторы турбин. Неконденсируемые газы, а также образующиеся в реакторе в результате радиолиза теплоносителя атомарный водород и кислород отсасываются из конденсаторов турбин эжекторами. Выхлоп эжектора во избежании образования гремучей смеси, направляется на контактные аппараты установки сжигания гремучей смеси (УСГС), где происходит каталитическое сжигание водорода. Оставшаяся газовая смесь газодувками подается на установку подавления активности (УПА) и далее, через систему вентиляции в трубу.

Из деаэраторов питательными насосами (ПН) питательная вода через узел питания и смесители подается в БС с расходом обеспечивающим поддержания в них номинального уровня.

Уровень в конденсаторах турбин обеспечивается возвратом конденсата по линии рециркуляции за КН-2.

Питание концевых уплотнений цилиндров турбин и эжекторов турбин осуществляется вторичным («чистым») паром давление 0,65 МПа испарительной установке.

В целях обеспечения радиационной безопасности при эксплуатации оборудования на АЭС имеются самостоятельные системы сбора радиоактивных вод с последующей очисткой и возвратом в контур.

Схема от ТГ до деаэратора называется конденсатной, от бака деаэратора до БС называется питательной водой. Обе схемы включают в свой состав аналогичное оборудование: сборники воды, насосы, запорную, регулирующую арматуру, трубопроводы, дренажи, воздушники, организованные протечки, теплообменники.

В ТS координатах цикл Ренкина для насыщенного сухого пара изображается замкнутой ломаной линией авсd. Тепло отведенное в КНД:

Рисунок 1. График теплового цикла Ренкина в координатах ТS.

КПД регенеративного цикла можно выразить через энтальпию и энтропию свежего пара и ПВ.

Чем выше Т_ПВ тем выше _РЕГ. И при Т_ПВ = Т_ТК, Регенеративный цикл переходит в цикл Карно с _РЕГ.=1. Предельный регенеративный цикл мог бы быть осуществлен, если процесс расширения пара ниже точки «е» разбить на участки с бесконечно _ малыми теплопередачами в бесконечно большом числе подогревателей: линия сh//ав. Большое число ПНД сильно увеличивает кап. затраты. Подогреватели используются поверхностного типа, деаэраторы относятся к смешивающим типам. Кроме того деаэратор в тепловой схеме выполняет роль емкости с запасом ПВ для охлаждения реактора, бак деаэратора создает запас ~90 м³ ПВ, деаэрационная установка состоит из 4^х деаэраторов связанных между собой водоуравнительной и пароуравнительной трубами с рассечными задвижками между группами деаэраторов, в пароуравнительную линию вмонтированы ПК срабатывающие при 7,1 атм. В тепловой схеме одной турбины работают два деаэратора, в аккумуляторных баках которых держится эксплуатационный запас ПВ порядка 180 м³. Возможно ремонтное рассечение групп деаэраторов при нагрузке реактора 50% N_Н с отключением турбины аварийной группы деаэраторов. К основному оборудованию регенеративной схемы подогрева питательной воды относятся насосные группы, перекачивающие ОК и ПВ от КНД ТГ до БС КМПЦ реактора:

Конденсатные насосы первого подъема тип КСВ _ 1500 _ 120;

Конденсатные насосы второго подъема тип ЦН _ 1500 _ 240;

Питательные электронасосы тип СПЭ _ 1650 _ 75.

Все они центробежные, но имеют разное конструктивное исполнение и рабочие характеристики. Тепловая регенеративная схема работает на паре отборов из промежуточных ступеней турбины, тем самым облегчается конструктирование лопаток последних ступеней ЦНД и уменьшаются выходные потери проточной части цилиндров за счет снижения расхода пара в КНД. ПНД поверхностного типа позволили организовать каскадную схему слива конденсата греющего пара отборов: из ПНД с высокими параметрами в ПНД с низкими. При хорошей регулировке уровней конденсата греющего пара в ПНД с подтоплением нижних рядов трубной системы ПНД, все тепло пара отборов остается в общем тепловом цикле блока, с попутной выработкой эл. энергии, повышая тем самым t цикла. Тип ПНД: ПН-950-1^ый ПНД ПН_1800-25^ый ПНД. Подогрев ОК на каждом ПНД 2025єC.

2. Конденсатный тракт с подогревателями низкого давления

конденсат маслонасос давление подшипник

2.1 Назначение и проектные основы

Система является вспомогательной для турбоустановки и предназначена для возврата в цикл конденсата отработанного в турбине пара (через конденсатоочистку и регенеративную установку). Кроме того, конденсат используется в других системах блока в качестве охлаждающей и уплотняющей среды.

Включённая в тракт основного конденсата установка конденсатоочистки обеспечивает 100% глубокую очистку конденсата от нерастворимых, растворимых и коллоидных примесей.

В основу выбора оборудования системы и решения её схемы положена необходимость бесперебойной подачи конденсата во всех режимах работы турбины, в том числе при выходе из строя по различным причинам различных элементов системы.

Система конденсатного тракта является системой нормальной эксплуатации, относится ко II контуру АЭС.

Согласно “Правил АЭС…” ПНАЭ Г-7-008-89 система относится к группе В.

Категория сейсмостойкости системы II.

Система предназначена для каждой турбоустановки.

2.1.1 Описание конструкции и технологической схемы

Система основного конденсата каждой турбоустановки включает в себя следующее оборудование, шт.:

конденсатные насосы I подъёма типа КсВ-1500-120 3

конденсатные насосы II подъёма типа КсА-1500-240 3

охладитель дренажа ПНД-I типа ОДП-600IА 1

ПНД-1 типа ПН-950-42-8А 2

ПНД-2 типа ПН-1800-42-8-1А 1

ПНД-3 типа ПН-1800-42-8-АП 1

ПНД-4 типа ПН-1800-42-8-ША 1

ПНД-5 типа ПН-1800-42-8-1УА 1

ОДП-600-1А представляет собой горизонтальный кожухообразный аппарат с жестко закреплёнными трубными досками. Охладитель выполнен двухходовым по основному конденсату и четырёхходовым по дренажу.

Конструктивно подогреватели представляют собой вертикальные кожухообразные аппараты с плавающей головкой. Число ходов основного конденсата в трубках - 4.

Конденсат из четырёх конденсатосборников турбины по системе всасывающих и напорных трубопроводов конденсатными насосами первого подъёма (КН-I), трубопроводом Ду-600 через охладители основных эжекторов и эжекторов уплотнений, через фильтры конденсатоочистки подаётся на всос конденсатных насосов второго подъёма (КН-II). Для поддержания необходимого давления на всосе КН-II выполнен байпас конденсатоочистки трубопроводом Ду-300 с установкой на нём задвижки и регулирующего клапана. После КН-II через ОДП и КРЦ конденсат идёт на пять последовательно установленных ПНД. Все ПНД не имеют отключающей арматуры по основному конденсату и рассчитаны на полное давление совместно работающих КН-II и КН-II (по трубному пространству). Для поддержания температуры конденсата за ПНД-5 не выше 155⁰С выполнен байпас ПНД-5 с установкой на нём электрифицированной задвижки. На трубопроводе Ду-600 после ПНД устанавливается ремонтная задвижка, которая управляется с БЩУ(0) и нормально открыта. После задвижки конденсатопровод разделяется на два трубопровода Ду-400, на каждом из которых установлен обратный клапан для предотвращения обратного тока и байпасирующие их задвижки, нормально закрытые, открывающиеся при обесточивании. Непосредственно в два деаэратора конденсат подаётся в каждую головку двумя трубопроводами Ду-200 . В пусковых режимах схема предусматривает возможность сброса конденсата в баки ППР.

Электроприводное оборудование системы основного конденсата обеспечивается электроэнергией по категории I, за исключением вентилей на конденсатопроводе впрыска в паросборное устройство БРУ-К, которые запитаны по категории IА.

2.1.2 Контроль и управление системой

За работой системы осуществляется контроль по следующим основным параметрам:

давлению на входе и выходе конденсата из каждого насоса;

давлению в напорных коллекторах КН-I и КН-II - c БЩУ(0);

давлению основного конденсата перед оборудованием, охлаждаемым основным конденсатом - с местных щитов и с БЩУ(0);

температуре основного конденсата - по месту, с местных щитов и с БЩУ(0);

температуре подшипников насосных агрегатов и воздуха электродвигателей насосов - с местных щитов и с БЩУ(II);

температурным перепадам по греющей среде и основному конденсату у каждого ПНД - с СЦК;

расходу основного конденсата в деаэраторы - с БЩУ(0);

уровням основного конденсата в конденсаторах турбины, ПНД, испарителях, деаэраторах - с БЩУ(0);

При отклонениях параметров до предельных значений предусмотрена сигнализация на БЩУ(0).

Конденсатные насосы КН-I и КН-П.

Резервный насос включается при:

снижение давления конденсата на напоре любого работающего насоса до обратного клапана ниже 9 кгс/см², с выдержкой времени 10 с;

отключение электродвигателя любого работающего насоса.

В работе находятся два насоса, третий насос резервный. Выбор резервного насоса производится оператором.

Конденсатные насосы второй ступени КН-2 имеют разрешение на включение при выполнении следующих условий:

задвижка на всосе насоса открыта;

давление в системе смазки больше 0.7 кгс/см²;

давление на всосе насоса больше 1.5 кгс/см²;

давление в системе охлаждения электродвигателя в пределах 1-3 кгс/см².

В работе находятся два насоса, третий насос резервный. Выбор резервного насоса производится оператором.

Резервный насос включается при:

снижении давления конденсата в напорном коллекторе ниже 15 кгс/см².

отключении электродвигателя одного из работающих насосов.

2.1.3 Материалы

Конденсат отработанного пара турбины не является коррозионно-активной средой для металла, поэтому трубопроводы выполнены из углеродистой стали 20, корпус КН-I из стали Вст 3сп5, КН-II из стали 22л-П, корпуса ПНД из стали 20К . Трубные системы ПНД, ОДП, корпус фильтров конденсатоочистки, а также ловушки ионитов, в которых накапливаются продукты коррозии и другие коррозионно-активные примеси, а также трубопроводы их обвязки выполнены из нержавеющей стали 08Х18Н10Т.

3. Краткое техническое описание и основные технические характеристики оборудования системы основного конденсата

Конденсатные насосы 1 и 2 подъема предназначены для откачки конденсата отработавшего в турбине пара из конденсаторов турбин и возврата его в цикл блока через охладители основных эжекторов и эжекторов уплотнений, 100% конденсатоочистку, охладитель дренажа испарителей, охладитель дренажа подогревателей низкого давления и подогреватели низкого давления в деаэраторы.

Кроме того, с напора КН-1 подъема осуществляется отбор конденсата на приводы КОС, с напора КН-2 - на ПСУ конденсаторов, уплотнения ПЭН, на охладитель оргпротечек, на охлаждение выхлопных патрубков турбины, на вторую ступень промывки ИУ и сброс конденсата на БСКВ.

Смазка подшипников КН-2 осуществляется принудительно, подачей масла от маслосистемы КН-2. Смазка подшипников насосного агрегата КН-1 осуществляется маслом из маслованн.

На турбину установлено по три конденсатных насоса 1 и 2 подъемов, из которых 2 рабочих и один резервный. Управление КН-1,2 производится с БЩУ-0 и продублировано на БЩУ-Н. Непосредственно у насоса находится кнопка аварийного отключения насоса (КАО).

В пом. ГМ-158/1 (ГМ-158/2 ) для подачи масла на подшипники КН-2 установлено три маслонасоса смазки подшипников КН-2, из которых один находится в работе, один в резерве на АВР, один в резерве или в ремонте. Управление МН КН-2 осуществляется с БЩУ-0 и продублировано с БЩУ-Н.

Обслуживание во время работы, вывод в ремонт, вывод из ремонта КН-1, КН-2, маслосистемы КН-2 производит МПТ под руководством СМТО. Включение и останов КН-1, КН-2, МН КН-2, а также управление запорной арматурой КН-1, КН-2, осуществляет ВИУТ с БЩУ-0.

Конденсатный насос первого подъема типа КсВА-1500-120.

КН-1 предназначен для подачи конденсата отработавшего пара из конденсатосборников конденсаторов через охладители основных эжекторов и эжекторов уплотнений, через фильтры конденсатоочистки на всос конденсатных насосов 2-го подъема.

Насосный агрегат состоит из насоса вертикального, асинхронного электродвигателя, опоры электродвигателя и промежуточного вала. Крутящий момент от электродвигателя к валу насоса передаётся через промежуточный вал, один конец которого жёстко соединён с ротором электродвигателя, второй с помощью зубчатой муфты - с ротором насоса.

Таблица 1Технические характеристики КН-1

Направление вращения насосного агрегата - против часовой стрелки (со стороны первого подшипника).

Устройство и работа составных частей агрегата.

Конденсатный насос первого подъема центробежный, четырехступенчатый, секционного типа, вертикального исполнения. Имеет сварной наружный корпус, состоящий из двух частей: нижней - приемный корпус с приваренным к нему всасывающим патрубком и верхней - напорный корпус с напорным патрубком, который смещен на 20 градусов относительно всасывающего патрубка против часовой стрелки, если смотреть на насос со стороны электродвигателя. Стык между напорной и всасывающей частями наружного корпуса, а также стык наружного корпуса и напорной крышки уплотняются резиновыми кольцами.
Стык наружного корпуса и напорной крышки имеет гидрозатвор для предотвращения подсоса воздуха. В кольцевую камеру гидрозатвора подается конденсат с давлением 2-3 кгс/см². Нижняя полость приемного, а также отдельные детали внутреннего корпуса имеют штуцеры для опорожнения насоса. В верхней части приемного корпуса имеется штуцер для соединения с воздушным пространством конденсатора. Внутренний корпус состоит из сварно-кованных секций с вставленными направляющими аппаратами, крышки напорной, корпуса уплотнения, уплотнений рабочих колес и опорного корпуса всасывания, стянутых между собой болтами и шпильками. Детали внутреннего корпуса выполнены из нержавеющей стали. Крышка напорная и корпус уплотнения имеют резьбовые отверстия для соединения с воздушным пространством конденсатора. Ротор КН-1 состоит из вала, рабочих колес, защитных втулок. Для повышения всасывающей способности насоса, увеличения кавитационного запаса и предотвращения износа рабочих колес при кавитации, перед колесом первой ступени установлен подпорный винт. От осевых сил ротор разгружается барабаном, камера которого соединена с приемным корпусом. Детали ротора выполнены из нержавеющей стали.

Ротор насоса имеет две опоры - верхнюю и нижнюю. Верхней опорой является сдвоенный радиально-упорный подшипник, который фиксирует положение ротора в корпусе и воспринимает остаточные и случайные осевые и радиальные усилия. Масло для смазки и охлаждения подшипника подаётся из масляной ванны маслоподающим винтом. Пройдя подшипник, масло по радиальным пазам, а затем через отверстия, сливается обратно в маслованну. Охлаждение масла осуществляется технической водой, проходящей через змеевик. Корпус опорно-упорного подшипника состоит из двух частей для удобства сборки и разборки подшипников и уплотнений. Нижней опорой является резино-графитовый, с медными вкраплениями, подшипник скольжения, который смазывается перекачиваемой жидкостью. Жидкость для смазки подается винтом, установленным на конце вала. Перед подшипником расположена фильтрующая сетка, которую необходимо периодически очищать от засорения. Во избежание выхода подшипника из строя от недостатка смазки (в случае засорения сетки) в обтекателе предусмотрен боковой паз для постоянного подвода необходимого количества жидкости. Приводом насоса служит асинхронный короткозамкнутый электродвигатель вертикального исполнения. Опорами электродвигателя являются подшипники скольжения: верхний - радиально-упорный и нижний - опорный. Смазка подшипников осуществляется маслоподающим винтом из масляных ванн.

Конденсатный насос второго подъема типа КСА-1500-240-2.

Насосный агрегат типа КСА-1500-240-2 предназначен для подачи конденсата после фильтров конденсатоочистки в деаэраторы через подогреватели низкого давления.

Таблица 2. Технические характеристики КН-2

Направление вращения насосного агрегата - по часовой стрелке (со стороны первого подшипника).

Устройство основных частей агрегата.

Насос КСА-1500-240-2 - центробежный, горизонтальный, спирального типа, с одним рабочим колесом двухстороннего всаса. Опоры ротора - подшипники скольжения с принудительной смазкой. Насос соединен с электродвигателем зубчатой муфтой. Корпус насоса литой, стальной, с горизонтальным разъемом.

Для обеспечения герметичности насоса по разъему корпуса устанавливается паронитовая прокладка толщиной 4мм. Приемный и напорный патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены в противоположные стороны перпендикулярно оси насоса. Такое расположение патрубков обеспечивает возможность разборки насоса без демонтажа трубопроводов.

Ротор насоса состоит из вала, закрепленного на нем рабочего колеса, защитных втулок, маслоотражателей и других деталей. Ротор гидравлически разгружен. Неуравновешенное усилие ротора воспринимается упорным подшипником скольжения.

Приводом насоса является электродвигатель типа 4АЗМ-1600/6000 УХЛ4, асинхронный с короткозамкнутым ротором и замкнутым циклом вентиляции. Воздухоохладители электродвигателя охлаждаются технической водой с расходом на два воздухоохладителя 30 м³\ч. Подшипники электродвигателя смазываются и охлаждаются маслом от системы маслоснабжения КН-2 .

Маслонасос смазки подшипников КН-2.

Маслонасос смазки подшипников типа Ш-8-25-5,8/2,5 предназначен для подачи масла к подшипникам КН-2 для их принудительной смазки. Насос центробежный, горизонтальный, шестеренчатый, развиваемый номинальный напор - 2,5 кгс/см². Номинальный расход, создаваемый насосом - 5,8 м³/час. Насос является насосом объемного типа, поэтому его включение производится на закрытый всас и открытые напор и рециркуляцию. МН КН-2 имеет встроенный перепускной клапан для защиты от повышения давления, который срабатывает при давлении 4 кгс/см².

Управление, автоматика, защиты и блокировки.

Управление конденсатными насосами 1-го и 2-го подъёмов, а также маслонасосами смазки подшипников КН-2 производится с БЩУ-О. Каждый насос имеет ключ управления (КУ), воздействием на который производится его включение и отключение, а также переключатель режима работы (ПРР), который определяет положение насоса на данном этапе работы. ПРР имеет три положения: “работа”, “резерв”, “отключено”. Непосредственно у насоса имеется кнопка аварийного отключения (КАО).

Автоматическое включение насоса, находящегося в резерве, производится при снижении давления в напорном коллекторе: КН-1 - до 9 кгс\см², КН-2 - до 15 кгс\см², МНКН - до 1,2 кгс\см².

4. Пределы безопасной эксплуатации. Допустимые параметры работы оборудования системы основного конденсата

Параметры и характеристики состояния оборудования системы основного конденсата не влияют на соблюдение установленных пределов и условий безопасной эксплуатации АЭС.

Достижение параметров эксплуатационных пределов КН-1, КН-2 до значений, указанных в таблице 3 является нарушением безопасной эксплуатации системы основного конденсата.

Таблица 3

Размещено на Allbest.ru