Деаэратор. Материалы, конструкция, принципиальная схема, характеристики, типы деаэрационных колонок. Эксплуатация и ремонт

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Машиностроительный колледж

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Ивановский государственный энергетический университет имени

В.И. Ленина»

Отчет по производственной практике

на Смоленской АЭС

на тему: Деаэратор. Материалы, конструкция, принципиальная схема, характеристики, типы деаэрационных колонок. Эксплуатация и ремонт

Выполнил: студент гр. 33 АС

Таланин А.В.

Принял: преподаватель:

Мечтаева М.Н

Иваново 2016

Содержание

Введение

Краткие сведения о Смоленской АЭС.

Основное оборудование (реактор, турбина, парогенератор, ГЦН). Описание и характеристики

Назначение реактора РБМК-1000

Основные технические характеристики реактора

Главный циркуляционный насос - ГЦН.

Конструкция насосного агрегата

Турбина

Процессы, происходящие в турбине

ПарогенераторПринципиальная схема АЭС

Описание компоновки оборудовани

Организационная структура. Административное и оперативное подчинение на САЭС

Введение

Производственная практика проводится в конце 3-го курса на производственной и учебной базах атомной электрической станции.

Цель практики:

закрепление и углубление теоретических знаний, полученных студентами при изучении общеинженерных и специальных дисциплин;

изучение организации производственного процесса эксплуатации оборудования и технологических систем в цехах АЭС;

изучение производственно-хозяйственной деятельности предприятия - базы практики, технологических процессов, основного и вспомогательного оборудования, аппаратуры, вычислительной техники, контрольно-измерительных приборов и инструментов, современных материалов, сборки и контроля изделий, новой техники, применяемой на предприятии;

изучение вопросов организации управления АЭС;

ознакомление с технико-экономическими показателями АЭС;

изучение правил технической эксплуатации оборудования;

приобретение знаний правил техники безопасности при эксплуатации, монтаже и ремонте оборудования;

накопление практического опыта ведения самостоятельной инженерной работы.

В целях повышения эффективности эксплуатационной практики, более глубокого изучения отдельных вопросов и конструкций, ответственности за порученные работы в ходе практики, каждому студенту выдается индивидуальное задание до начала практики.

Мной было получено задание на получение информации на тему: Деаэратор.Материалы,конструкция,принципиальная схема,характеристики,типы деаэрационных колонок.Эксплуатация и ремонт.

При составлении отчета использовались различные нормативно-технические документы, учебная литература, производственная документация.

Отчет состоит из двух частей, в одной из которых приводятся краткие сведения о САЭС, в другой - подробно рассматривается процесс выполнения и результаты индивидуального задания, введения, заключения и списка использованной в процессе выполнения отчета литературы.

Краткие сведения о Смоленской АЭС

Целью деятельности станции является производство электрической энергии (мощности) и тепловой энергии при безусловном обеспечении безопасной, надежной, безаварийной и экономически эффективной работы энергоблоков, оборудования, сооружений, передаточных устройств и систем управления.

Смолемнская АЭС -- атомная электрическая станция, филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» государственной корпорации «Росатом». САЭС расположена на юге Смоленской области в 3 км от города Десногорск.Десногорск - город, построенный для обслуживающего персонала АЭС на берегу живописного искусственного водохранилища, созданного на реке Десна. Расположен он в 3 км от АЭС. Население города около 40 тыс. человек. Застроен город девяти и шестнадцатиэтажными домами. Инфраструктура Десногорска обычна для большинства современных российских городов. Десногорцы обеспечены медицинскими учреждениями, телефонной связью, кабельным и спутниковым телевидением, транспортом, предприятиями торговли и бытовых услуг. Кроме АЭС и вспомогательных производств, других промышленных предприятий в городе нет.

.Ближайшие региональные центры: Смоленск - 150 км, Брянск - 180 км, Москва - 350 км. 

В промышленной эксплуатации на САЭС находится три энергоблока с уран-графитовыми канальными реакторамиРБМК-1000.Проектом предусматривалось строительство 4-х энергоблоков: сначала 2 блока первой очереди, затем 2 блока второй очереди, но в связи с прекращением в 1986 году строительства четвертого энергоблока вторая очередь осталась незавершенной.

Электрическая мощность каждого энергоблока -- 1 ГВт, тепловая 3,2 ГВт.Первый энергоблок был введен в эксплуатацию в 1982 году, второй - в 1985 году, третий - в 1990 году.

Суммарная мощность 3 блоков: 3000 МВт.Общая численность промышленного персонала - 4400. человек. Количество смен оперативного персонала - 7 .

Ежегодно в энергосистему станция выдает, в среднем, 20 млрд кВт*часов электроэнергии, что составляет 13% электроэнергии, вырабатываемой десятью атомными станциями страны.Сегодня САЭС - крупнейшее градообразующее предприятие Смоленской области, доля поступлений в областной бюджет которого составляет более 30%.

Энергоблоки с реакторами РБМК-1000 одноконтурные. Первая очередь относится ко второму поколению АЭС с реакторами РБМК-1000, вторая очередь - к третьему.

Связь с Единой энергетической системой России осуществляется шестью линиями электропередачи напряжением 330 кВ (Рославль-1, 2), 500 кВ (Калуга, Михайлов), 750 кВ (Ново-Брянская, Белорусская).С июня 2006 года Смоленскую атомную станцию возглавляет Андрей Ювенальевич Петров, Заслуженный энергетик России, кандидат технических наук.

НОМЕР ЭНЕРГОБЛОКА	ТИП РЕАКТОРА	УСТАНОВЛЕННАЯ МОЩНОСТЬ, М ВТ	ДАТА ПУСКА
1	РБМК-1000	1000	09.12.1982
2	РБМК-1000	1000	31.05.1985
3	РБМК-1000	1000	17.01.1990

В составе АЭС, помимо главного корпуса, предусмотрены вспомогательные здания и сооружения, такие как объединенный вспомогательный корпус химводоочисткой, лабораториям и мастерскими, пускорезервная котельная, блочные насосные станции, хранилища слабоактивных отходов, административный и лабораторно-бытовые корпуса, столовая и др. Вспомогательные здания и сооружения соединяются с главным корпусом системой переходных мостиков и эстакад.

Замедлителем нейтронов в реакторах этого типа служит графит, в качестве теплоносителя используется вода. Все энергоблоки оснащены системами локализации аварий, исключающими выброс радиоактивных веществ в окружающую среду даже при самых тяжелых предусмотренных проектом авариях, связанных с полным разрывом трубопроводов контура охлаждения реактора максимального диаметра. 

Все оборудование контура охлаждения размещено в герметичных железобетонных боксах, выдерживающих давление до 4,5кгс/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 в теплосети при повреждениях оборудования. При останове всех трех блоков в работу включается пускорезервная котельная. Энергоблоки с реакторами РБМК-1000 одноконтурного типа. Это означает, что пар для турбин вырабатывается непосредственно из воды, охлаждающей реактор. В состав каждого энергоблока входят: один реактор тепловой мощностью 3200 МВт и два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт каждый. 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. Контроль соблюдения радиационной безопасности на территории атомной станции и в зоне наблюдения ведётся тщательным образом. При помощи дозиметрической аппаратуры и пробоотборной техники контролируется состояние воздушного и водного бассейнов, растительности и сельскохозяйственной продукции местного производства. Данные с 15 постов автоматизированной системы контроля радиационной обстановки (АСКРО), расположенных в населённых пунктах зоны наблюдения, ежечасно поступают в лабораторию внешнего радиационного контроля САЭС и в кризисный центр концерна «Росэнергоатом». Показания датчиков также можно посмотреть он-лайн на сайтеRussianatom.ru

Контроль экологии региона расположения Смоленской АЭС осуществляет специально аккредитованная лаборатория охраны окружающей среды САЭС. Радиационный фон на промышленной площадке Смоленской АЭС и прилегающей территории за все время эксплуатации энергоблоков находится на уровне, соответствующем естественным природным значениям.Смоленская АЭС неоднократно признавалась победителем отраслевого конкурса «Лучшая АЭС России» (в 1992 и 1993 гг.), в 1999 г. вошла в тройку лидеров.

В 2000 г. атомная станция заняла первое место в конкурсе «Российская организация высокой социальной эффективности»; в 2006 г. была удостоена звания «Лучшая АЭС России» в отраслевом конкурсе в области культуры безопасности;

в 2007 г. - первой среди АЭС России получила международный сертификат соответствия системы менеджмента качества стандарту ISO 9001:2000 и была признана лучшей АЭС России по обеспечению социальной безопасности и работе с персоналом.

В 2009 г. - получила сертификат соответствия системы экологического менеджмента требованиям национального стандарта ГОСТ Р ИСО 14001-2007 и была признана лучшей АЭС России по направлению «Физическая защита».

В 2011 году на Смоленской АЭС прошла проверка миссии OSART Международного агентства по атомной энергии по запросу Правительства России и приглашению государственной корпорации «Росатом». По итогам объективной оценки экспертов Смоленская АЭС признана соответствующей международным стандартами и нормами безопасности МАГАТЭ. 10 положительных практик, выявленных в ходе миссии, рекомендованы для внедрения на атомных станциях мира.

Смоленская АЭС неоднократно признавалась победителем отраслевого конкурса «Лучшая АЭС России». В 2011 г. она стала победителем в конкурсе «Лучшая АЭС России» по итогам работы за 2010 г. и была признана лучшей АЭС по культуре безопасности.

В 2013 году Смоленской АЭС вручена главная премия международных экологов «Глобальный экологический бренд» («Global Eco Brand») в номинации «Лидер социально и экологически ответственного бизнеса».

В 2014 году Смоленская АЭС награждена за вклад в улучшение экологии РФ неправительственным экологическим фондом имени Вернадского. В городе-спутнике Смоленской АЭС установлен памятный знак «Добрый Ангел-Хранитель Мира - Символ доверия атомной энергии».На Смоленской АЭС создана организация ветеранов и пенсионеров станции. Советом ветеранов ведется работа по поддержке пенсионеров САЭС, защите их интересов, работе с молодежью, профессиональной ориентации школьников.

Действующая на Смоленской АЭС общественная организация молодых атомщиков насчитывает около 160 молодых работников. Её основные задачи -- повышение квалификации молодых работников, раскрытие интеллектуального потенциала молодых специалистов, поддержка и оказание помощи в решении производственных вопросов и бытовых проблем, вовлечение в научную деятельность и занятия спортом. Для реализации этих и других задач в организации молодых атомщиков созданы 5 секторов: научно-просветительский, социальный, спортивный, экологический, информационный.

Совершенствованию подготовки и переподготовки персонала здесь уделяется много внимания. Учебно-тренировочный центр на Смоленской АС был открыт в 1986 г. В составе центра функционируют полномасштабный тренажер и автоматизированная обучающая система. В составе УТП 6 отделов:

· отдел подготовки оперативного персонала;

· отдел подготовки персонала ТОиР;

· отдел общей подготовки (ОТ, ПБ, промышленная безопасность, компьютерные программы);

· отдел организации обучения (на станции и в сторонних организациях);

· учебно-методический отдел;

· отдел эксплуатации и технических средств обучения.

Основное оборудование (реактор, турбина, парогенератор, ГЦН). Описание и характеристики

Назначение реактора РБМК-1000

Реактор РБМК-1000 - гетерогенный, уранграфитовый, кипящего типа, на тепловых нейтронах предназначен для выработки насыщенного пара давлением 70 кг/см². Теплоноситель - кипящая вода.Реакторы РБМК разрабатывались, как и ВВЭР-440, в то время, когда вопрос о привлечении АЭС к регулированию частоты в сис- теме еще не поднимался. Разработчики, основываясь на постоянст- ве запаса реактивности, первоначально заявляли о широких воз- можностях этих блоков с точки зрения маневренности [8]. Авария на Чернобыльской АЭС поставила точку на этих утверждениях. Регламент эксплуатации блоков РБМК был существенно ужесто- чен, в том числе и по характеристикам, прямо влияющим на манев- ренность. Если сравнивать с точки зрения маневренности эти блоки с рас- смотренными выше блоками ВВЭР, то можно отметить по крайней мере три принципиальных различия: 1. Канальные реакторы РБМК обеспечивают перегрузку «на ходу». Это создает практически постоянный запас реактивности на стержнях СУЗ. Отсюда исчезают проблемы с уменьшением запаса к концу кампании, с изменением маневренных характеристик во времени и т.п. 2. Сложность контроля состояния активной зоны реактора из-за ее больших размеров и связанное с этим ограничение по допусти- мому снижению мощности реактора. 3. Ограниченный оперативный запас реактивности, который может быть использован в переходных режимах. При работе блока на мощности запас реактивности должен составлять 43?48 стерж- ней ручных регуляторов (РР). Это соответствует при обычно при- нимаемой эффективности одного РР равной 0,05% Дk/k величине 2,15?2,4 % Дk/k. Однако по соображениям безопасности запрещено снижать этот запас до величины менее 30 ст. РР (1,5 % Дk/k). При нарушении этого условия реактор должен быть немедленно заглу- шен. Таким образом, располагаемый оперативный запас реактивно- сти в переходных режимах составляет всего 0,65?0,9 % Дk/k. Тако- го запаса недостаточно для значительного числа переходных ре- жимов.

Разрез блока с реактором РБМК-1000

Реактор состоит из набора вертикальных каналов, вставленных в цилиндрические отверстия графитовых колонн, и верхней и нижней защитных плит. Легкий цилиндрический корпус (кожух) замыкает полость графитовой кладки.

Кладка состоит из собранных в колонны графитовых блоков квадратного сечения с цилиндрическими отверстиями по оси. Кладка опирается на нижнюю плиту, которая передает вес реактора на бетонную шахту. Топливные каналы и каналы регулирующих стержней проходят через нижние и верхние металлоконструкции. Приводы регулирующих стержней расположены над активной зоной в районе верхней защитной конструкции реакторного зала.

Реактор размещен в центральной части блока “А” в бетонной шахте квадратного сечения размером 21?6?21?6?25?5 м (оси 27-31? ряды И-Н).

По обе стороны ЦЗ симметрично вертикальной плоскости? проходящей через центр реактора и направленной в сторону БВ? расположены помещения основного оборудования ? петель ГЦН? БС? шахты опускных трубопроводов? помещения коллекторов ГЦН.

Над сепараторами размещены паровые коллекторы. Под плитным настилом расположены коммуникации трубопроводов ПВК.

Трубопроводы НВК размещены в помещениях РГК и под схемой “ОР”.

Реактор РБМК-1000

Основные технические характеристики реактора

Номинальная тепловая мощность реактора, кВт	3,2х10*6
Номинальный расход теплоносителя через реактор, м3/ч	48-50х10*3
Паропроизводительность, т/ч	5400
Среднее массовое паросодержание на выходе из реактора, %	14,5
Температура теплоносителя°С
на входе в ТК,	270
на выходе из ТК	284,5
Давление теплоносителя кгс/см2
на входе в ТК	79,6
на выходе из ТК	75,3
Загрузка реактора, т	189,7
Обогащение топлива, %	2,4
Выгорание топлива в ТВС, МВт сут/т среднее по реактору в стационарном режиме перегрузок(кампания 1300 эфф.сут)	22500
Мах тепловой поток с поверхности ТВЭЛ, Вт/м2	0,645х10*6
Общее количество ТК - 1661 шт., из них :
ТК для установки ТВС сб.50	1156
ТК для установки ТВС сб.49 под установку ДКЭ по радиусу в реперный измерительный район	6
ТК для установки ТВС сб.49 под установку ДКЭ по радиусу	130
ТК для установки ТВС сб.49 под установку датчиков гамма-сканирования	129
ТК для установки ТВС сб.49 под установку датчиков ЛАР,ЛАЗ-	48
ТК для установки ТВС сб.49 под возможное расположение стержней поглотителей	192
Общее количество каналов СУЗ - 227, из них под установку:
стержней БАЗ	24
стержней ЛАР	12
стержней РР	143
стержней УСП .	32
ДКЭ по высоте активной зоны	12
КД .	4
Количество каналов КОО	156
Диаметр активной зоны, мм	12000
Высота активной зоны, мм	7000
Толщина бокового отражателя, мм	1000
Шаг технологической решетки, мм	250х250
Проектный срок службы реактора лет	30

Реактор РБМК-1000 является реактором с неперегружаемыми каналами, в отличие от реакторов с перегружаемыми каналами, ТВС и технологический канал являются раздельными узлами. К установленным в реактор каналам с помощью неразъемных соединений подсоединены трубопроводы - индивидуальные тракты подвода и отвода теплоносителя. Загружаемые в каналы ТВС крепятся и уплотняются в верхней части стояка канала. Таким образом, при перегрузке топлива не требуется размыкания тракта теплоносителя, что позволяет осуществлять ее с помощью соответствующих перегрузочных устройств без остановок реактора. При создании таких реакторов решалась задача экономичного использования нейтронов в активной зоне реактора. С этой целью оболочки твэлов и трубы канала изготовлены из слабо поглощающих нейтроны циркониевых сплавов. В период разработки РБМК температурный предел работы сплавов циркония был недостаточно высок. Это определило относительно невысокие параметры теплоносителя в РБМК. Давление в сепараторах равно 7,0 МПа, чему соответствует температура насыщенного пара 284° С. Схема установок РБМК одноконтурная. Пароводяная смесь после активной зоны попадает по индивидуальным трубам в барабаны-сепараторы, после которых насыщенный пар направляется в турбины, а отсепарированная циркуляционная вода после ее смешения с питательной водой, поступающей в барабаны-сепараторы от турбоустановок, с помощью циркуляционных насосов подается к каналам реактора.

Главный циркуляционный насос - ГЦН

Главные циркуляционные насосы (ГЦН) предназначены для поддержания надежной устойчивой циркуляции теплоносителя через реактор и основное теплообменное оборудование ЯЭУ, что является необходимым условием надежного теплоотвода из активной зоны реактора, транспортирования тепла в теплообменное оборудование и дальнейшего его использование в соответствии с технологической схемой.
На АЭС с реакторами РБМК используется вертикальный центробежный с уплотнением вала насос (см. общий вид насоса) с приводом от асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Насос и электродвигатель соединены эластичной муфтой. По условиям компоновки ГЦН объединены в группы по четыре (три работающих, один резервный). Для увеличения времени выбега на валу электродвигателя установлен маховик. Насос допускает нормальную работу при изменении температуры воды на всасывании от 20 до 284 град С. и и избыточном подпоре не менее 23 м вод.ст. реактор атомный электростанция турбина

На рисунке 1 приведена типовая структурная схема ГЦН в виде комплекса, который включает следующие присутствующие практически во всех конструкциях типовые узлы: 

приводной электродвигатель; 

подшипниковые опоры с системой смазки; 

уплотнение вращающегося вала с системой питания и охлаждения; 

проточную часть насоса. 

Рисунок 1. Типовая структурная схема ГЦН:

1 - проточная часть;

2 - нижний радиальный подшипник;

3 - холдильник уплотнения вала;

4 - блок уплотнения вала;

5 - радиально - осевой подшипник;

6 - соединительная муфта;

7 - электродвигатель;

8 - система смазки;

9 - система герметизаци;

10 - система питания;

11 - система питания радиального подшипника

Конструкция насосного агрегата

Насос состоит из корпуса и выемной части.

Для обеспечения герметичности выемная часть уплотнятся медной прокладкой (поз.43 рисунок 10) трапецеидального сечения. Корпус насоса сварной конструкции из теплоустойчивой стали марки 48ТС защищен изнутри нержавеющей наплавкой. К нему приварены опорные лапы, которыми он опирается на фундаментную раму. Выемная часть состоит из крышки с горловиной (поз.37 рисунок 7), сваренной из поковок стали 48ТС, в которой расположены ГСП и торцевое уплотнение вала, верхнего радиально-осевого подшипника, вала насоса, рабочего колеса (поз.40 рисунок 9), направляющего аппарата (поз.39 рисунок 9) и станины (поз.46 рисунки 7 и 10). Вал насоса - цельнокованый из стали 20Х13. Рабочее колесо (ns=102) закрытого типа с лопатками двойной кривизны сварено из двух частей: диска с лопатками и диска покрывного. Колесо и направляющий аппарат выполнены из нержавеющей стали 10Х18Н9ТЛ. Направляющий аппарат совместно с покрывным диском (поз. 41 рисунок 9) и промежуточной плитой (поз.47 рисунок 9) крепится к крышке при помощи шпилек. Промежуточная плита центрируется шпонками, которые допускают тепловые расширения промежуточной плиты без нарушения соосности деталей проточной части относительно крышки. Внутренние поверхности крышки с горловиной защищены нержавеющей наплавкой. На станине (поз.46 рисунки 7 и 10) крепится радиально-осевой подшипник, а также подставка двигателя. Конструкция ГЦН допускает агрегатный ремонт или полную замену выемной части. Размещение ГЦН в специальном помещении дает возможность обслуживать главный разъем и всю механическую часть насоса. Крепление насоса выполнено таким образом, что подводящий и напорный патрубки расположены ниже перекрытия. ГЦН опирается на фундаментную раму и крепится к ней при помощи нажимного кольца. Центрирование насоса относительно фундаментной рамы и последней относительно проема в перекрытии осуществляется с помощью шпонок. Для выверки вертикальности насоса предусмотрены клин-диски и технологические домкраты. Для обеспечения нормального температурного режима деталей насоса и его крепления, а также для удобства обслуживания в области нажимного фланца главного разъема насоса предусмотрена тепловая защита. В кольцевом зазоре между листом облицовки проема перекрытия и наружной цилиндрической поверхностью корпуса имеется уплотнение, выполненное из стального листа торообразной формы и рассчитанное на перепад давления 0.4 МПа. Этим предотвращается проникновение рабочей среды в обслуживаемое помещение насосной в случае разрыва трубопроводов КМПЦ.

Основные характеристики ГЦН реактора РБМК-1000
Тип насоса	Центробежный
Число насосов	8
Подача, м3/ч	8000
Напор, м	200
Частота вращения, об/мин	1000
Давление на входе в насос, МПа	7,2
Температура на входе в насос, град С	270
КПД насосного агрегата,%	80
Мощность насосного агрегата, кВт	4300
Контролируемые утечки, м3/ч	8
Подводимое напряжение, В	6000
Масса агрегата, т	107

Турбина

на СЭАС стоят турбины К-500-65/3000

турбина представляет собой одновальный пяти цилиндровый агрегат один цилиндр высокого давления (ЦВД) и четыре цилиндра низкого давления (ЦНД) (смотри рисунки 1 и 2). Турбина входит в состав дубль-блока: один реактор РБМК-1000 снабжает паром две турбины. Работа турбин не взаимосвязана - каждая может работать при отключении другой.

Пар из барабана сепаратора поступает через паровые фильтры к двум сдвоенным блокам клапанов парораспределения. Каждый блок состоит из двух комбинированных стопорно-регулирующих клапанов. После регулирующих клапанов пар поступает непосредственно в ЦВД, в среднюю его часть через два противоположно расположенных горизонтальных патрубка (смотри рисунки 4 и 4.1).

ЦВД выполнен двух поточным, двухсторонней конструкции. В каждом потоке имеется пять ступеней давления, две ступени каждого потока расположены во внутреннем цилиндре, две ступени - в обойме и одна непосредственно во внешнем корпусе. Применение двустенной конструкции обусловлено наличием значительных тепловых градиентов особенно при переменных режимах работы.

Пар из ЦВД отводится четырьмя трубами на сепарацию и перегрев в четыре комбинированных сепаратора пароперегревателя (СПП). Осушенный и перегретый пар из СПП по четырем ресиверным трубам направляется в ЦНД. Между СПП и ЦВД на каждом трубопроводе установлены поворотные заслонки, перекрывающие доступ пара к ЦНД при экстренном останове турбины.

Каждый из четырех ЦНД выполнен двух поточным с пятью ступенями давления в каждом потоке. Диафрагмы обоих потоков расположены в обойме, образующей внутренний цилиндр ЦНД. Пар подводится через переходный патрубок в нижнюю половину обоймы ЦНД. После совершения работы в ЦНД пар направляется в отдельный (для каждого цилиндра) однопоточный конденсатор.

Роторы ЦНД и ЦВД сварно-кованные, жесткие и соединены между собой и ротором генератора жесткими муфтами. Каждый ротор опирается на два опорных подшипника скольжения. На роторе ЦВД со стороны регулятора расположен упорный подшипник.

Турбина снабжена устройством гидравлического подъема роторов в режиме пуска, когда работает валоповоротное устройство. Валоповоротное устройство, с автоматическим отключением при наборе частоты оборотов 250-300 об/мин, расположено между третьим и четвертым ЦНД.

Турбина снабжена прямоточным и гладкими лабиринтными уплотнениями. В предпоследние отсеки уплотнений ЦНД и ЦВД во всех режимах работы турбины подается пар с давлением P = 1,03 - 1.2 атм вырабатываемый в испарительной установке.

Из крайних отсеков уплотнений паро-воздушная смесь отсасывается с помощь эжекторного уплотнения. 

Особенности работы турбинной установки на радиоактивном паре. Поскольку реакторная установка РБМК - 1000, являться одноконтурной то пар поступающий на турбину является радиоактивным, что в свою очередь приводит к некоторым особенностям при работе. В системе одноконтурной АЭС досушивание пара досуха перед его перегревом приводит к твердым радиоактивным отложениям в области пароперегревателя, что затрудняет доступность оборудования для ремонта. Протекание через турбинную установку радиоактивного пара способствует различной радиоактивности отдельных ее элементов. Это должно учитываться при размещении оборудования и организации его эксплуатации. В машинном зале наибольшая радиоактивность связана с острым паром; она учитывается при компоновке машинного зала. Радиоактивность связана с газовой активностью, быстро спадающей при останове оборудования. Турбина в эксплуатации не требует постоянного обслуживания, поэтому для турбин одноконтурных атомных электростанций не нужна специальная биологическая защита. Относительно большой уровень радиоактивности фильтров конденсатоочистки характерен для конечного периода их эксплуатации и связан с накоплением в них радиоактивных продуктов коррозии. В начальный период эксплуатации фильтров их радиоактивность находится на уровне активности в водяной емкости конденсаторов. Водяные емкости конденсаторов и конденсатоочистку снабжают биологической защитой. Радиоактивность подогревателей регенеративной системы турбины различна. Если для первого по ходу воды подогревателя уровень радиоактивности низок, то в последнем по ходу воды он относительно высок. Греющий пар для последнего подогревателя отводится из головной части машины, и конденсация его в корпусе подогревателя приводит к относительно высокой радиоактивности водяной емкости. Радиоактивность конденсата греющего пара выше, чем радиоактивность самого пара, так как весовое количество среды в водяном объеме подогревателя больше, чем в ступени турбины. Радиоактивность водяной емкости корпуса подогревателя, обогреваемого паром из головной части турбины, больше, чем водяного объема конденсатора, так как за время прохождения пара от входа в турбину до конденсатора газовая радиоактивность в значительной мере спадает. Поэтому водяная емкость подогревателей регенеративной системы турбин одноконтурной станции тоже требует биологической защиты. Безусловно необходима биологическая защита и той части объема сепаратора, в которой скапливается сепарат. Все это находит свое отражение в компоновочных решениях машинного зала одноконтурной АЭС. В частности на Смоленской АЭС конденсаторы подогреватели низкого давления и сепаратор подогреватель расположены под полом машинного зала, ниже оси турбины. На концевые уплотнения турбины нельзя подавать радиоактивный пар, чтобы не повысить радиоактивный фон машинного зала. В связи с этим в системе одноконтурной АЭС обязательно должен быть испаритель, производящий чистый нерадиоактивный пар. Так как весь конденсат пара, поступающего на турбину, проходит через конденсатоочистку, то радиоактивность его ничтожна. Поэтому испаритель, производящий пар для уплотнений, питается конденсатом (питательной водой) после деаэратора. Пар, подаваемый на уплотнения вала турбины, отсасывается специальным эжектором уплотнений. Эжекторы уплотнений турбины работают постоянно, как и основной эжектор, но расход парогазовой смеси и давление всасывания у эжекторов уплотнений больше, чем у основных. Характеристики эжекторов уплотнений для турбины К-500-65/3000
Тип эжектора		ЭУ-15
Давление рабочего пара	МПа	0.5
Расход рабочего пара	кг/ч	3500
Давление паровоздушной смеси перед первой ступенью	МПа	0.080
Расчетное количество отсасываемой смеси	кг/ч	5780
Расход охлаждающей воды (конденсат турбины)	т/ч	1800
Число ступеней охлаждения		2

Процессы, происходящие в турбине

Начальные параметры острого пара:

температура t = 280.4 град С

давление P=6.59 МПа;

относительная влажность X=0.995;

удельная энтальпия i0=2770 кДж/кг.

Острый пар поступает в цилиндр высокого давление, на выходе из которого пар имеет следующие параметры:

давление P=0.348 МПа;

относительная влажность X=0.849;

удельная энтальпия i1=2400 кДж/кг;

Давление снизилось, произошло расширение пара, расширяясь пар совершил работу, работа одного килограмма пара составила:

А=(i0 - i1)=(2770 - 2400)=370 кДж/кг.

На линии расширения пара отмечены засечками точки параметры которых соответствуют параметрам пара отбираемого на регенеративные подогреватели.

После цилиндра высокого давления пар направляется в сепаратор - пароподогреватель. Процесс в пароподогревателе изображен пунктирной линией. В сепараторе происходит осушка пара до влажности X = 0.99, за счет гидравлических сопротивлений давление снижается до Р=0,328, после осушки пар перегревается в перегревателе до температуры 265 град С и на входе в цилиндр низкого давления он имеет параметры:

давление P=0.299 МПа;

относительная влажность X=1 (пар сухой);

удельная энтальпия i2=3000 кДж/кг.

В цилиндре низкого давления пар расширяется, совершая работу. На линии расширения пара отмечены засечками точки, параметры которых соответствуют параметрам пара отбираемого из цилиндра низкого давления на регенеративные подогреватели. Параметры пара на выходе из цилиндра низкого давления:

давление P=0.004 МПа;

относительная влажность X=0.93;

удельная энтальпия i3=2415 кДж/кг;

Работа одного килограмма пара в цилиндре низкого давления составила:

А=(i2 - i3)=(3000 - 2415)=585 кДж/кг.

После цилиндра низкого давления пар поступает в конденсатор, где происходит его конденсация.

Парогенератор

Парогенерамтор -- теплообменный аппарат для производства водяного пара с давлением выше атмосферного за счёт теплоты первичного теплоносителя, поступающего из ядерного реактора

Ранее термин «парогенератор» применялся также для названия паровых котлов однако, после появления атомных электростанций, современное значение стало вытеснять первоначальное. Современными стандартами называть паровые котлы парогенераторами не допускается Также в некоторых областях знаний под термином могут пониматьэлектрокотлы и котлы-утилизаторы.

Парогенераторы применяются на двух- и трёхконтурных АЭС. На одноконтурных их роль играет сам ядерный реактор. Парогенераторы, наряду с конденсаторами турбины и промежуточными теплообменниками (при трёхконтурной схеме), являются основными теплообменниками АЭС, от характеристик которых существенно зависят КПД и экономические характеристики станции.

На большинстве атомных электростанций используется типовая схема преобразования атомной энергии в электричество: ядерные реакции греют теплоноситель (чаще всего воду). Горячая вода из реактора прокачивается насосами через парогенератор, где отдает часть тепла, и снова возвращается в реактор. Поскольку эта вода находится под большим давлением, она остается в жидком состоянии(в современных реакторах типа ВВЭР около 160 атмосфер при температуре ~330 °C. В парогенераторе это тепло передается воде второго контура, которая находится под гораздо меньшим давлением (половина давления первого контура и менее), поэтому закипает. Образовавшийся пар поступает на паровую турбину, вращающую электрогенератор, а затем в конденсатор, где пар охлаждают, он конденсируется и снова поступает в парогенератор. Конденсатор охлаждают водой из внешнего открытого источника воды (например, пруда-охладителя).

И первый и второй контур замкнуты, что снижает вероятность утечки радиации. Размеры конструкций первого контура минимизированы, что также снижает радиационные риски. Паровая турбина и конденсатор не взаимодействуют с водой первого контура, что облегчает ремонт и уменьшает количество радиоактивных отходов при демонтаже станции.

Типовой парогенератор состоит из тысяч трубок, по которым прокачивается теплоноситель первого контура. Трубки погружены в теплоноситель второго контура. Понятно, что за время длительной (десятки лет) службы станции в трубках могут развиться дефекты. Это может привести к утечке теплоносителя первого контура во второй. Поэтому при плановых остановках реактора состояние теплообменных трубок контролируют и перекрывают (глушат) дефектные. В редких случаях приходится менять парогенератор целиком, но обычно срок службы парогенератора равен сроку службы реактора.

Классификация и принцип действия

Парогенератор представляет собой рекуперативный теплообменный аппарат, в котором тепловая энергияпередаётся от теплоносителя первого контура к рабочему телу второго контура через поверхность теплообмена и таким образом генерируется пар, питающий турбину. В состав парогенератора могут входить различные элементы: экономайзер, испаритель, пароперегреватель, промежуточный пароперегреватель (промперегрев также может осуществляться в специальных теплообменниках, не входящих в состав парогенератора).

Парогенераторы классифицируются^[8]:

по виду первичного теплоносителя -- с водным, жидкометаллическим, газовым и др.;

по организации движения рабочего тела в испарителе -- с многократной естественной циркуляцией, с многократной принудительной циркуляцией, прямоточные;

по наличию корпуса (кожуха), в котором располагается теплообменная поверхность -- корпусные (кожухо-трубные) и типа «труба в трубе»;

по количеству корпусов (корпусные) -- однокорпусные, многокорпусные (отдельные элементы имеют собственные корпуса), секционные (разделены на несколько секций, имеющих общие системы регулирования расхода теплоносителя и рабочего тела), секционно-модульные (секции состоят из отдельных модулей, в которых располагаются различные элементы);

по особенностям компоновки -- горизонтальные (советское и российское направление развития) и вертикальные (западное).

Принципиальная схема АЭС

1. Реактор РБМК-1000

2. Турбина К-500-65

3. Генератор

4. Барабан-сепаратор

5. Главный циркуляционный насос

6. Напорный коллектор

7. Раздаточно-групповой коллектор

8. Запорно-регулирующий клапан

9. Расходомер “ШТОРМ”

10. Конденсатор

11. Конденсатный насос 1 подъема

12. Конденсатоочистка

13. Конденсатный насос II подъема

14. Подогреватель низкого давления

15. Деаэратор

16. Питательный насос

17. Малый питательный насос

18. Фильтр

19. Кольцо высокого давления

20. Редукционная установка

21. Сепаратор-пароперегреватель

22. Барбатёр

23. Технологический конденсатор

24. Конденсатный насос

25. Главный предохранительный клапан

26. Циркуляционный насос

27. Сифонный сливной колодец

28. Насос расхолаживания

29. Регенератор (СПИР)

30. Доохладитель (СПИР)

31. Байпасная очистка КМПЦ

Описание компоновки оборудовани

Компоновка главного здания с РБМК-1000:

а -- поперечный разрез, 1 -- конденсатный насос первого подъема; 2 -- СПП, 3 -- турбогенератор, 4 -- конденсатор; 5 -- испаритель, 6 -- деаэратор, 7 -- трубопроводный коридор, 8 -- этажерка вспомогательных устройств, 9 -- перегрузочная машина; 10 -- реактор; 11 -- бассейн выдержки; 12 -- горячая камера, 13 -- вагон контейнер; 14 -- хранилище свежего топлива; 15 -- автотранспорт;

б -- план. 1 -- реактор; 2 -- бассейн выдержки; 3 -- главные циркуляционные насосы; 4 -- помещения спецводоочистки, 5 -- помещения для устройств газоочистки; 6 -- ремонтная мастерская для реакторного отделения; 7 -- механические фильтры для очистки конденсата; 8 -- фильтры смешанного действия конденсатоочистки (ФСД), 9 -- конденсатные насосы первого подъема; 10 -- СПП; 11 -- ПНД; 12 -- технологические конденсаторы

Организационная структура. Административное и оперативное подчинение на САЭС

Организационная структура САЭС имеет ряд особенностей. В структуре атомных станций появляется реакторный цех, в котором осуществляется основная для САЭС ядерная реакция, генерирующая тепло, передаваемое водой первого контура парогенераторам (также включаемым в реакторный цех). Так как роль котлов ТЭС выполняет реактор и котлоагрегаты (или только реактор), котельный цех здесь отсутствует. В состав реакторного цеха включается все оборудование реакторного контура (за исключением системы управления и защиты, которые относятся к цеху контрольно-измерительных приборов и автоматики) главные циркуляционные насосы, трубопроводы первого контура, вспомогательные системы реакторной установки, парогенераторы со всем их оборудованием, системы технологической вентиляции главного корпуса.

Другим специфическим для САЭС станционным цехом является цех очистных сооружений (химико-дезактивационный цех), объединяющий технологическое оборудование спецводоочистки, хранилища жидких и сухих радиоактивных газов. В состав цеха входит также радиотехничекая лаборатория, которая ведет наблюдение за водным режимом реакторного контура. Цех очистных сооружений может быть объединен с химическим цехом (водоподготовка для парогенераторов и химическая лаборатория, наблюдающая за химическим выбором режима АЭС, за исключением реакторного контура).

Биологическая опасность радиации создает необходимость в специальной службе дозиметрии (дозиметрического контроля). В задачи этого отдела входит предотвращение опасного для здоровья воздействия излучений на обслуживающий персонал и окружающее население и своевременное выявление повреждений в радиационно опасных контурах САЭС (внутренний и внешний контроль). В отдел радиационной безопасности входят радиохимическая и радиометрическая лаборатории, специальный санпропускник и спецпрачечная. В задачи отдела включаются и вопросы общей техники безопасности на станции.

Одним из обязательных подразделений САЭС следует считать также инженерно-физическую лабораторию.

Организация эксплуатации САЭС в основном строится аналогично топливным станциям (директор, главный инженер, его заместители, начальники и дежурный состав цехов смен).

Для каждого рабочего места существует утверждаемая главным инженером станции должностная инструкция (перечень оборудования, находящегося в ведении данного работника, его действие в нормальных эксплуатационных и возможных аварийных условиях и т.д.). Должностные инструкции базируются на разработанных в проекте САЭС основных нормальных эксплуатационных режимах и предусматривают возможные аварийные режимы и меры по их предотвращению или быстрой ликвидации с наименьшими вредными последствиями.

Размещено на Allbest.ru

...