Особенности контроля термомеханической нагруженности оборудования РУ при вводе в эксплуатацию энергоблока №4 Калининской АЭС
Проблемы обеспечения прочности, повышения ресурса и оптимизации эксплуатационных характеристик оборудования реакторной установки. Определение напряженно-деформированного и вибронагруженного состояния элементов конструкций в реальных условиях эксплуатации.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.11.2018 |
| Размер файла | 1,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Особенности контроля термомеханической нагруженности оборудования РУ при вводе в эксплуатацию энергоблока №4 Калининской АЭС
Р.Ю. Малышев, В.У. Хайретдинов
ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, Россия
Аннотация
Одним из ключевых вопросов проблематики обеспечения прочности, повышения ресурса и оптимизации эксплуатационных характеристик оборудования РУ АЭС ВВЭР является определение напряженно-деформированного и вибронагруженного состояния элементов конструкций в реальных условиях эксплуатации.
Для решения вышеуказанной проблемы на всех энергоблоках АЭС с РУ ВВЭР-1000 отечественного атомно-энергетического комплекса, а также многих зарубежных АЭС, всегда успешно применялись и продолжают применяться специальные пусконаладочные измерения (СПНИ), также эволюционно развивающиеся в ходе общего прогресса науки и техники и ВВЭР в частности.
Результаты испытаний и измерений с применением СПНИ на энергоблоке №2 «Ростовской» АЭС в очередной раз поставили перед разработчиками проекта РУ и проекта СПНИ ряд оптимизационных вопросов, которые привели в изменению объема и состава СПНИ энергоблока №4 «Калининской» АЭС.
СПНИ в базовом объеме включает в себя:
измерения вибродинамических характеристик оборудования РУ;
контроль термомеханической нагруженности элементов РУ;
теплогидравлические измерения параметров РУ;
определение механических характеристик элементов каналов регулирования реактивности и граничных условий раскрепления внутриреакторного оборудования с помощью переносных средств СПНИ.
В настоящей работе представлены основные особенности и результаты контроля термомеханической нагруженности оборудования РУ при вводе в эксплуатацию энергоблока №4 «Калининской» АЭС.
Введение
В связи с развернувшимся вводом в эксплуатацию значительного числа новых энергоблоков АЭС, продолжающих и эволюционно развивающих проектные решения ВВЭР, становится необходимым эффективное обобщение и максимальное использование в разрабатываемых РУ результатов НИОКР, а также пусконаладочного и эксплуатационного опыта. Базовые РУ ВВЭР-1000, являющиеся основой отечественной атомно-энергетической программы последних тридцати лет, эксплуатируется на 30 энергоблоках АЭС России, Украины, Болгарии, Чехии и Китая, а также вводятся в эксплуатацию в Иране и Индии. При этом проект каждого последующего энергоблока является либо модификацией предыдущего (с изменениями на основе анализа эксплуатационного опыта), либо качественно новым проектным вариантом (В-187, В-302, В-338, В-320, В-428, В-446, В-412), создаваемым на базе прогресса науки и техники.
Пусконаладочный контроль параметров термомеханической нагруженности элементов оборудования РУ, наряду с вибродинамическими и теплогидравлическими измерениями входящий в комплекс специальных пусконаладочных измерений (СПНИ), выполнялся и выполняется при вводе в эксплуатацию на каждом энергоблоке АЭС с ВВЭР-1000.
Необходимость применения средств контроля СПНИ в ходе ввода РУ в эксплуатацию объясняется не только невозможностью полного компьютерного моделирования процессов, возникающих в РУ, но и необходимостью проведения онлайн диагностики узлов и параметров РУ (речь идет об узлах и параметрах, мониторинг которых штатными средствами АСУ ТП невозможен и/или не целесообразен) в различных эксплуатационных режимах для определения качества монтажа и наладки оборудования, согласованности и алгоритма его работы, а также определения причин и последствий (накопленной повреждаемости) возможных нарушений.
Средства термомеханического контроля в составе СПНИ предназначены для определения температурного и напряженно-деформированного состояния оборудования первого контура, а также тепловых перемещений элементов оборудования от самокомпенсации РУ. Таким образом, контроль параметров термомеханической нагруженности элементов оборудования РУ является завершающим этапом определения температурного и напряженно-деформированного состояния НДС элементов основного оборудования РУ при действии нагрузок в реальных условиях эксплуатации в рамках обоснования прочности и проектного ресурса.
Эволюционное развитие проектов РУ с водо-водяными энергетическими реакторами в условиях появления инновационных технологий и конструкторских решений, повышенных требований к контролю качества изготовления, монтажа и наладки оборудования, ускоренных и жестких сроков ввода энергоблоков в эксплуатацию и высокой конкуренции приводит к необходимости параллельного экстенсивного (увеличение зон и объема контроля вследствие появления новых проектных решений и систем РУ) и интенсивного (вследствие необходимости повышения качества и точности измерений) развития диагностических средств СПНИ и средств термомеханического контроля в частности. В свете вышесказанного в проект СПНИ энергоблока №4 Калининской АЭС были внесены значительные качественные изменения, позволившие как успешно отработать новые технологии проведения самих испытаний и измерений с применением СПНИ, так и получить новую информацию о работе оборудования РУ, необходимую для уточнения и оптимизации проектных характеристик, а также обеспечения дальнейшего развития проектов РУ.
1. Особенности СПНИ энергоблока №4 Калининской АЭС
2.1 Объем контроля
Как упоминалось в предыдущей главе, системы СПНИ непрерывно претерпевают эволюционные изменения и развитие в ходе прогресса науки и техники. Для выделения характерных особенностей СПНИ энергоблока №4 Калининской АЭС наиболее целесообразно сначала ознакомиться с базовым объемом и конфигурацией систем диагностического контроля СПНИ.
Типичный состав измерительных систем для проведения работ по СПНИ (на примере энергоблока №4 Калининской АЭС) приведен на рис. 2.1.
Как видно из рисунка 2.1, диагностический контроль с применением специальных пусконаладочных измерений, в общем, подразделяется на четыре основных направления: вибродинамический контроль, термомеханический контроль, контроль теплогидравлических характеристик и контроль с применением переносных систем.
Системы вибродинамических испытаний и измерений применяются для контроля параметров гидродинамических возмущений (пульсаций давления во внутриреакторной части контура, а также по петлям главного циркуляционного контура), характеристик динамического отклика контролируемого оборудования (вибрационных ускорений, скоростей и перемещений), а также показателей вибронагруженного состояния (динамических деформаций и напряжений) основных несущих элементов оборудования РУ. В базовый объем вибродинамического контроля с применением СПНИ входят:
? контроль вибрационной нагруженности внутрикорпусных устройств реактора;
? контроль вибрационных характеристик ТВС;
? виброшумового контроль реактора;
? контроль пульсаций давления и вибраций элементов оборудования РУ.
На Ленинградской АЭС-2 и Нововоронежской АЭС-2 объем вибродинамического контроля планируется расширить за счет системы измерения вибраций и перемещений элементов ПГ.
Системы термомеханических испытаний и измерений предназначены для контроля температурного и напряженно-деформированного состояния оборудования первого контура, а также тепловых перемещений элементов оборудования от самокомпенсации РУ. Базовый объем термомеханического контроля оборудования РУ с применением СПНИ обеспечивается системой контроля температур, перемещений и напряжений элементов оборудования РУ. При необходимости (по требованию конструкторов или заказчика) объем термомеханического контроля может быть расширен за счет:
? термометрирования водяного объема ПГ (КлнАЭС-4);
? контроля температур и напряжений элементов оборудования системы пассивного отвода тепла (АЭС «Куданкулам», энергоблоки №№ 1,2, планируется на НВАЭС-2);
? контроля температур и напряжений элементов оборудования системы быстрого ввода бора (АЭС «Куданкулам», энергоблоки №№ 1,2);
? тензотермометрирования элементов ПГ (планируется на ЛАЭС-2 и НВАЭС-2).
Базовый теплогидравлический контроль с применением СПНИ включает как контроль температур и расходов (распределений перепадов давления) теплоносителя первого контура, так и определение теплогидравлических характеристик трактов охлаждения верхнего блока и шахтного объема реактора и включает следующие системы:
? система контроля теплогидравлических характеристик реактора и первого контура;
? система контроля теплогидравлических характеристик верхнего блока и шахтного объема реактора;
При необходимости объем теплогидравлического контроля может быть также расширен за счет:
? системы контроля гидравлических характеристик системы аварийного газоудаления (АЭС «Куданкулам», энергоблоки №№ 1,2);
? системы контроля влажности пара ПГ (планируется на ЛАЭС-2 и НВАЭС-2);
? системы гидродинамических измерений второго контура ПГ (планируется на ЛАЭС-2 и НВАЭС-2);
? системы теплохимических измерений в воде второго контура ПГ (планируется на ЛАЭС-2 и НВАЭС-2);
? системы контроля гидравлической характеристики системы пассивного залива АЗ (планируется на НВАЭС-2).
В комплекс измерительных систем СПНИ включены также переносные системы, предназначенные в основном для контроля установки тепловыделяющих сборок (ТВС) и органов регулирования системы управления и защиты (ОР СУЗ):
? система контроля усилий перемещения ОР СУЗ;
? система контроля разновысотности головок ТВС и усилий поджатия - пружинных сборок.
При необходимости объем контроля переносными системами с применением СПНИ может быть также расширен за счет:
? измерение геометрических параметров ТВС (Калининская АЭС, энергоблок №4);
? контроль уплотнительной поверхности главного разъема реактора.
Переносные системы СПНИ обеспечивают проведение испытаний и измерений ключевых узлов оборудования РУ, с высокой скоростью и маневренностью, что не задерживает пуск энергоблока АЭС.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Необходимо заметить, что приведенный список систем диагностики СПНИ не является исчерпывающим, специалисты СПНИ могут разработать и реализовать на практике широчайший спектр измерений и испытаний согласно требованиям конструкторов и поставленным задачам.
Таким образом, энергоблок №4 «Калининской» АЭС отличается наличием двух новых, ранее не применявшихся систем СПНИ:
? термометрирование водяного объема ПГ (абсолютно новая система термоконтроля СПНИ, разработанная специально для КлнАЭС-4 с целью изучения процессов перемешивания питательной и котловой воды ПГ в стационарных и нестационарных режимах работы РУ); основой системы являются шесть термозондов, позволяющих определять распределение температуры котловой воды ПГ как в продольном направлении, так и по высоте;
? контроль геометрических параметров ТВС (абсолютно новая система СПНИ, разработанная на основе ультразвукового эффекта совместно с сотрудниками НИЯУ «МИФИ» специально для энергоблока №4 «Калининской» АЭС с целью изучения закономерностей формоизменения тепловыделяющих сборок в ходе кампании и определения допустимости их дальнейшей эксплуатации; применение данной системы запланировано в ходе ППР в 2013 году).
реакторный напряженный деформированный вибронагруженный
2.2 Компоновка системы
Комплекс СПНИ предусматривает оснащение контролируемого оборудования специализированными стационарными и переносными измерительными средствами в соответствии с разработанной проектно-конструкторской документацией, а также использование данных, получаемых штатной АСУ ТП энергоблока.
Обобщенная структурная схема организации распределенной системы сбора и обработки данных приведена на рисунке 2.2.1.
Применяемые в ходе предэксплуатационных испытаний, а также на начальной стадии эксплуатации, средства СПНИ представляют собой трехуровневую информационно-измерительную систему, осуществляющую:
? первичное преобразование физических величин в электрический сигнал;
? преобразование электрических сигналов в код и буферизацию данных до передачи их на управляющий персональный компьютер (ПК);
? сбор, обработку, отображение и включение информации в базу данных на рабочем накопителе ПК.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Применение в условиях АЭС распределенной системы сбора данных наилучшим образом решает задачу минимизации количества проходок через герметичную оболочку РУ и вторичных кабельных трасс, а также позволяет свести к минимуму погрешность измерений. В случае необходимости в систему могут быть легко внесены изменения по количеству измерительных каналов, при этом не требуется перекоммутация и изменение в существующей кабельной прокладке.
Основными изменениями в компоновке распределенной системы сбора данных КлнАЭС-4 явились:
? реорганизация расположения автономных измерительных модулей внутри герметичной оболочки (установка модулей в измерительных шкафах промышленного исполнения в центральном зале реакторного отделения; ранее измерительные модули устанавливались в непосредственной близости от первичных измерительных средств), что позволило:
? улучшить условия эксплуатации модулей (только такая компоновка позволила обеспечить температурные условия эксплуатации модулей в условиях продолжительных проблем с работой систем вентиляции и охлаждения помещений РО);
? значительно уменьшить длину сигнальных линий между измерительными модулями, исключив тем самым возможность из повреждения и снижая уровень помех в ходе строительно-монтажных операций;
? использовать наименьшее количество проходок через герметичную проходку;
? уменьшить количество используемых измерительных модулей;
? снизить сроки монтажа и настройки системы;
? ускорить и повысить удобство обслуживания (при необходимости);
? значительно повысить надежность системы.
? использование нескольких независимых резервных каналов питания и передачи данных от «пультовой» СПНИ до измерительного оборудования внутри герметичной оболочки.
Таким образом, оптимизация компоновки распределенной системы сбора данных позволила значительно повысить ее надежность и технико-эксплуатационные характеристики.
Данная организация системы позволила обеспечивать постоянный сбор данных в течение всего периода ввода в эксплуатацию и оперативный анализ результатов измерений при проведении испытаний в различных режимах работы РУ.
2.3 Зоны контроля
Значительных изменений относительно базовой конфигурации СПНИ на КлнАЭС-4 претерпел только проект системы контроля температур, перемещений и напряжений элементов оборудования РУ.
Пусконаладочному и эксплуатационному термотензометрическому контролю подвергаются узлы приварки коллекторов первого контура, уровень и распределение напряжений в которых зависят от многих факторов: действия температур и давлений стороны первого и второго контуров, усилий со стороны ГЦТ, условий изготовления и сборки и т.д.
Изменения коснулись зоны термотензометрирования коллекторов ПГ: в базовом варианте зону контроля составляли «горячий» и «холодный» коллектора парогенераторов, на которых первичные преобразователи термотензометрирования устанавливались непосредственно на патрубках ПГ, в зоне приварки патрубка ПГ к коллектору («сварное соединение №111») и зоне ГЦТ; на КлнАЭС-4 с целью определения изгибающих моментов в «горячей» нитке ГЦТ средствами термотензометрирования оснащены были только «горячие» коллектора парогенераторов в зоне приварки патрубка ПГ к коллектору и зоне ГЦТ (рисунок 2.3.1) и выходные патрубки реактора (рисунок 2.3.2).
ВК - первичный преобразователь температуры; UTA - первичный преобразователь термотензометрирования
Рисунок 2.3.1 - Схема расположения первичных преобразователей на коллекторах ПГ и линиях периодической продувки «карманов» коллекторов
UTA - первичный преобразователь термотензометрирования
Рисунок 2.3.2 - Схема расположения первичных преобразователей на патрубках реактора
Благодаря универсальности и распределенной компоновке систем СПНИ подобные изменения проекта не вызывают трудностей при монтаже и проведении измерений.
2.4 Средства измерений
Основу измерительных каналов контроля температур, деформаций и перемещений элементов контролируемого оборудования РУ составляют преобразователи термоэлектрические типа ТХА, высокотемпературные тензорезисторы типа НМТ-450 и индуктивные преобразователи линейных перемещений ПЛП-120 соответственно. Все преобразователи сертифицированы и занесены в Государственный реестр средств измерений.
В качестве аппаратной части традиционно применяется распределенная система сбора данных на базе автономных измерительных модулей IMP (isolated measurement pod) серии 3595 (военная разработка, исполнение в пылевлагозащитном корпусе) фирмы «Solartron» (Великобритания), а также усилительно-регистрирующей аппаратуры МGCPlus («HBM», Германия). Измерительные модули, как упоминалось выше, имеют возможность установки в герметичном объеме РО рядом с объектами контроля (либо в измерительных шкафах ЦЗ) и объединяются в локальную компьютерную сеть, с помощью которой обеспечивается управление, подача питания и обмен данными с управляющим ПК, установленным в пультовой СПНИ (в «чистой» зоне).
Изменения на энергоблоке №4 «Калининской» АЭС по сравнению с предыдущими проектами СПНИ были внесены как в первичные средства измерений - новые полупроводниковые датчики давления (система контроля пульсаций давления и вибраций элементов оборудования РУ), так и во вторичные средства измерений - новые автономные измерительные модули Sigma 310 и Sigma 314 (система контроля температур, перемещений и напряжений элементов оборудования РУ и система термометрирования водяного объема ПГ) фирмы «Goodburn» (Великобритания).
Таким образом, в части термомеханического контроля новшеством на КлнАЭС-4 явилось применение новых 20-и канальных автономных измерительных модули Sigma 310 (для контроля температур; ранее использовались 20-и канальные модули IMP 3595 1C) и 8-канальных модулей Sigma 314 (для контроля термоупругих напряжений и деформаций; ранее использовались 16-и канальные модули IMP 3595 1B).
Переход к новым измерительным модулям вызван следующими предпосылками:
? прогресс науки и техники, использование новых технологий;
? модули измерения температуры Sigma 310 в отличие от IMP 3595 1C не имеют ресурса вследствие использования принципиально новой схемы АЦП;
? более компактное исполнение;
? возможность использования ноутбука с последними версиями ОС (Windows Vista, Windows 7) в качестве управляющего ПК;
? улучшенные точностные характеристики при неизменных требованиях к внешним системам и окружающей среде;
? улучшенные ценовые характеристики и ускоренные сроки поставки;
? модули разрабатывались и дорабатывались производителем при непосредственном взаимодействии с сотрудниками СПНИ, с учетом всех требований и специфики СПНИ;
Необходимо отметить, что промышленному применению в составе СПНИ на АЭС любых новых измерительных средств обязательно предшествует длительная и тщательная процедура их тестирования, метрологической поверки и сертификации.
В конструкции серии Sigma применены прецизионные интегрирующие АЦП с автоматическим выбором диапазона. АЦП можно запрограммировать на интегрирование входных сигналов, измеряемых в течение одного полного периода сети питания переменного тока с частотой 50 или 60 Гц. Такое решение позволяет подавить практически все помехи от сети питания, которые накладываются на сигналы уровня микровольт. Модули имеют встроенный микропроцессор, обладают функциями внутренней самодиагностики, а также буферизации данных, позволяющей достичь максимальной производительности при непрерывном сборе данных.
Условия эксплуатации измерительных модулей (рабочая температура ?40 ч +70єС, относительная влажность воздуха до 95% при температуре 40єС, вибрация с частотой 0ч400 ГЦ и виброускорением 3g по 3 осям) позволяют размещать их вблизи с объектами контроля в пределах герметичной оборочки РО.
Объединение измерительных модулей и управляющего ПК в локальную компьютерную сеть (при реализации распределенной системы на АЭС ее длина обычно составляет 200 ч400 м и насчитывает от 8 до 14 модулей (максимальная длина линии может достигать 1,5 км и насчитывать до 100 измерительных модулей). Модуль легко добавить или удалить из системы, при этом не требуется изменения в существующей структуре кабельных линий.
Необходимо также отметить, что в настоящее время ведутся разработки и испытания отечественных автономных измерительных модулей (аналога IMP и Sigma) и усилительно-регистрирующей аппаратуры (аналога MGCplus).
2.5 Программно-технические средства
Для сбора, анализа и обработки данных вибродинамических испытаний и измерений с применением СПНИ используется специализированное ПО фирмы HBM, позволяющее проводить всесторонний и взаимосвязанный спектродинамический онлайн анализ поведения оборудования РУ в ходе испытаний и измерений при вводе энергоблока АЭС в эксплуатацию.
Для сбора, анализа и обработки данных термомеханических и теплогидравлических испытаний и измерений с применением СПНИ используется специализированное программное обеспечение iDAS (Data Acquisition Software), которое легко адаптируется к конкретным требованиям процедур и алгоритмов термомеханического пусконаладочного и/или эксплуатационного контроля. Продукт имеет настраиваемый пользователем программный процессор сбора и обработки измеряемых данных и конфигурируемый объектно-ориентированный процессор, который может использоваться для создания графического интерфейса и интерактивного дисплея. Программный процессор в режиме реального времени обращается к внешним устройствам сбора данных, от которых он импортирует показания в резидентную базу данных реального времени. Здесь он обрабатывает и перенаправляет данные в другие задачи, как, например, мониторы, запись данных, калькуляторы реального времени, мнемонические схемы и дисплеи трендов.
На энергоблоке №4 «Калининской» АЭС для сбора, анализа и обработки данных термомеханических и теплогидравлических испытаний и измерений с применением СПНИ использована новая версия ПО ScadaPro Real-time Information System iDAS (v.3.9.15.0), позволяющая использовать ноутбук с последними версиями ОС Windows (Windows Vista, Windows 7, 32/64 bit) в качестве управляющего ПК, имеющая возможность использования новых ключей безопасности (HASP HL Key), обладающая повышенной стабильностью работы, расширенными возможностями настройки оборудования и усовершенствованными средствами анализа данных
Помимо вышеуказанного ПО для анализа данных используется и другое специализированное программное обеспечение, как Inverse (решение обратных задач теплопроводности и термоупругости для восстановления внутренних граничных условий (температур и деформаций) по результатам измеренного средствами СПНИ их отклика на наружной поверхности, разработано институтом «Машиноведения» РАН совместно с сотрудниками СПНИ), CMS_SHC (обработка данных штатных систем АСУ ТП, их синхронизация с данными измерений СПНИ и совместная обработка, разработано сотрудниками СПНИ, постоянно совершенствуется), ANSYS (проведение расчетов полей температур и термоупругих напряжений), SolidWorks (создание моделей узлов РУ для расчетных кодов), WaterSteam Pro (определение свойств воды и пара) и т.д.
Для передачи данных по штатным параметрам из АСУ ТП энергоблока в СПНИ в структуре АСУ ТП предусматривалась дополнительная временная рабочая станция СПНИ, подключённая к сегменту сети реакторного отделения.
Для последовательного повышения эффективности использования и достижения новых уровней качества пусконаладочных термомеханических измерений целесообразна интеграция систем СПНИ с другими средствами диагностического контроля с целью решения общих задач как на этапах ввода в эксплуатацию, так и при последующей эксплуатации энергоблока.
2. Результаты СПНИ энергоблока №4 Калининской АЭС
2.1 Результаты термометрирования водяного объема ПГ
Применение новой системы термометрирования водяного объема ПГ, разработанной специально для энергоблока №4 «Калининской» АЭС, позволило получить значительный объем информации по распределению температуры котловой воды по высоте и вдоль ПГ и ее перемешиванию с питательной водой в различных стационарных и нестационарных режимах, проводившихся в ходе освоения мощности 0-100% NНОМ. В режимах с перерывами в подаче питательной воды наблюдалось незначительное расслоение температуры котловой воды ПГ по высоте; дальнейшее возобновление питания ПГ приводило к захолаживанию верхнего слоя под поверхностью дырчатого листа с дальнейшим перемешиванием котловой воды; также зафиксировано незначительное расслоение температуры в горизонтальном направлении.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 3.1.1 - Изменение параметров зонда ВКТ-6 (коридор трубного пучка с «горячей » стороны ПГ-4) при отключении одного ТПН из двух работающих на уровне мощности 100% NНОМ
Одним из необычных случаев, зарегистрированных с применением СПНИ в ходе пусконаладочных работ на КлнАЭС-4 явилось следующее: на этапе освоения мощности 100% NНОМ в ходе расхолаживания (22.07.2012-24.07.2012) из «горячего» состояния до температуры 60єС на патрубках питательной воды ПГ средствами СПНИ наряду с плавным изменением температуры были зафиксированы периодические теплосмены, достигавшие величины ?Т=100єС за ф=30 мин. (рисунок 3.1.2) и связанные с забросом котловой воды в ППВ вследствие повышения уровня в ПГ1-4 до значения 3,7ч4,3 м от нижней внутренней образующей ПГ. Во избежание повторения подобных нарушений, снижения термоусталостного состояния патрубков питательной воды парогенераторов, обеспечения их проектных условий эксплуатации совместно с персоналом ОАО «Калининатомтехэнерго» были сформированы соответствующие рекомендации персоналу АЭС.
Все результаты испытаний и измерений с применением системы термометрирования водяного объема парогенератора КлнАЭС-4 на момент представления данной работы анализируются профильными сотрудниками ОАО ОКБ «ГИДРОПРЕСС» с целью возможной оптимизации конструкции и/или режимов эксплуатации существующих и/или новых ПГ.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 3.1.2 - Изменение параметров ПГ-4 при плановом расхолаживании из «горячего» состояния до температуры 60єС на уровне мощности 100% NНОМ
Необходимо также отметить, что результаты вышеуказанных испытаний также способствовали существенному увеличению объема контроля (по сравнению с базовым) оборудования ПГ с применением СПНИ на ЛАЭС-2 и НВАЭС-2:
? контроль вибраций и перемещений элементов ПГ;
? термотензометрирование элементов ПГ;
? контроль влажности пара ПГ;
? гидродинамические измерения второго контура ПГ;
? теплохимические измерения в воде второго контура ПГ.
2.2 Результаты контроля температур, перемещений и напряжений элементов оборудования РУ
Контроль температур, перемещений и напряжений элементов оборудования РУ КлнАЭС-4 традиционно выявил значительное количество несоответствий и/или некорректной наладки (либо отсутствия наладки особенно на ранних этапах ПНР) арматуры и КИПиА.
Основными нарушениями, выявленными с применением СПНИ в ходе ГО, были:
? нарушение проектных скоростей разогрева элементов основного оборудования РУ;
? нарушение проектных температур теплоносителя в оборудовании;
? нарушение проектных требований по прогреву подпиточной воды первого контура;
? отсутствие наладки арматуры на линиях впрыска КД и питания ПГ;
? недостоверный штатный контроль.
В результате слаженного совместного взаимодействия сотрудников СПНИ, персонала ОАО «Калининатомтехэнерго» и «Калининской» АЭС все вышеописанные замечания этапа ГО были устранены, что подтвердил повторный контроль на этапе «Физического пуска реактора».
Основным нарушением, выявленным в ходе освоения проектной мощности было наличие многочисленных (рисунок 3.2.1) теплосмен с Т?50°С на патрубке впрыска КД при стационарной работе РУ на мощности 40% NНОМ и 50% NНОМ, что является нарушением проектного критерия.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 3.2.1 - Изменение температуры патрубка впрыска КД в ходе освоения мощности 40-50% NНОМ
Нарушение было вызвано некорректной работой ТПТС и устранено до освоения мощности 75% NНОМ проведением соответствующей настройки и наладки.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 3.2.2 - Изменение напряжений узла приварки ГК ПГ-3 в ходе освоения мощности 40-50% NНОМ
В ходе испытаний и исследований с применением СПНИ значения термоупругих напряжений в контролируемых точках не превысили проектных допустимых значений (рисунки 3.2.2 и 3.2.3), однако характер их распределения представляет интерес с точки зрения исследования прочностных вопросов узла приварки коллекторов парогенераторов.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 3.2.3 - Изменение напряжений узла приварки ГК ПГ-3 в ходе освоения мощности 40-50% NНОМ
Заключение
В данной работе представлены результаты комплексного подхода к модернизации СПНИ и системы контроля термомеханической нагруженности оборудования РУ в частности при вводе в эксплуатацию энергоблока №4 «Калининской» АЭС.
Как видно, построение СПНИ на базе современных программно-технических средств позволяет обеспечить постоянный мониторинг вибродинамического поведения и теплонапряженного состояния контролируемого оборудования РУ в течение всего периода ввода в эксплуатацию и оперативный анализ результатов измерений при проведении испытаний в различных режимах работы РУ.
Оснащение реакторной установки оптимальным количеством датчиков, удобное и надежное размещение средств измерений, использование отечественных средств диагностики, несомненно, увеличивает износостойкость и бесперебойность измерительной системы, позволяя вместе с тем сделать ее гибкой и удобной для работы оператора.
Приведенные результаты подтверждают правильное направление выбранной тенденции планомерного развития СПНИ в непрерывный эксплуатационный контроль ресурса реакторной установки.
Получаемая средствами пусконаладочного контроля информация способствует разработке и внедрению мероприятий по оптимизации условий работы оборудования РУ с ВВЭР-1000, как в период ввода, так и в ходе промышленной эксплуатации энергоблоков АЭС.
При разработке новых проектов РУ с ВВЭР результаты выполненных пусконаладочных испытаний и измерений на введенных в эксплуатацию ВВЭР-1000 используются для снятия излишнего консерватизма при выполнении расчетов температурных полей при обосновании прочности оборудования и трубопроводов РУ, а также для создания нового поколения систем пусконаладочного и эксплуатационного контроля [9].
В обеспечение выполнения специальных пуско-наладочных измерений на вводимых в эксплуатацию согласно стратегии развития атомной энергетики России энергоблоках планируется продолжать и развивать все отмеченные в работе направления, в том числе, уже на 3 и 4 энергоблоках «Ростовской» АЭС, ЛАЭС-2 и НВАЭС-2.
Перечень принятых сокращений
АЭС ? атомная электрическая станция
АЦП ? аналого-цифровой преобразователь
ВВЭР ? водо-водяной энергетический реактор
ГЦТ ? главный циркуляционный трубопровод
КлнАЭС-4 ? энергоблок №4 «Калининской» АЭС
ЛАЭС-2 ? Ленинградская АЭС-2
НВАЭС-2 ? Нововоронежская АЭС-2
НДС ? напряженно-деформированное состояние
НИОКР ? научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы
НИЯУ МИФИ ? национальный исследовательский ядерный университет «Московский инженерно-физический институт»
ОР СУЗ ? орган регулирования системы управления и защиты
ОС ? операционная система
ПГ ? парогенератор
ПК ? персональный компьютер
ПНР ? предпусковые наладочные работы
ПО ? программное обеспечение
ППР ? планово-предупредительный ремонт
ПТК ? программно-технический комплекс
РО ? реакторное отделение
РУ ? реакторная установка
СПНИ ? специальные пусконаладочные измерения
ТВС ? тепловыделяющая сборка
ТПТС ? типовое программно-техническое средство
ЦЗ ? центральный зал
Список используемой литературы
1. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. М.: Высшая школа.1990. стр. 157.
2. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86. М.: Энергоатомиздат, 1989
3. Фомин А.В., Обратные задачи экспериментальной механики./Экспериментальные исследования напряжений в конструкциях. М.: Наука.1992, стр.14-26.
4. Фомин А.В., Сенин В.С., Расчетно-экспериментальное исследование нестационарной термонапряженности элементов машин и конструкций.// Проблемы машиностроения и надежности машин.1990.№3. М.: Наука.1992, стр.127-133.
5. Дайчик М.Л., Пригоровский Н.И., Хуршудов Х., Методы и средства натурной тензометрии. Справочник. М.: Машиностроение. 1989, 240с.
6. Зенкевич О.С., Морган К., Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. - М.:Мир, 1986. - 318 с.
7. Соловьев В.А., Яхонтова В.Е. Экспериментальные методы обработки результатов измерений. Л., Изд-во Ленингр. ун-та, 1977, 72 с.
8. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я., Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1974.
9. Сааков Э.С., Рясный С.И., Хайретдинов В.У. Повышение эффективности натурных испытаний при вводе в эксплуатацию энергоблоков АЭС. Электрические станции, 2007 №9, с. 10-14.).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рассматриваются особенности расчета напряженно-деформированного состояния воздухоопорной оболочки методами теории открытых систем (OST) и методами безмоментной теории оболочек (MTS). Сравнение результатов данных расчетов с экспериментальными данными.
контрольная работа [849,2 K], добавлен 31.05.2012Оценка влияния течей второго контура на эксплуатационные режимы работы реакторной установки. Определение дополнительных признаков и их использование для составления процедуры управления и диагностики течей контура. Управление запроектными авариями.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 19.03.2013Особенности разработки судовой реакторной установки ВБЭР-300 мощностью 300 МВт (эл.) с использованием технологий судовых блочных реакторов. Направления оптимизации структуры и масштаба строительства АС с РУ ВБЭР-300 атомной паропроизводящей установки.
дипломная работа [1023,0 K], добавлен 26.03.2015Проектирование парогенератора повышенной мощности для АЭС. Характеристика оборудования энергоблока; экспериментальное обоснование проектного ресурса трубного пучка; конструкционный и гидравлический расчет; оценка работоспособности теплообменных труб.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 18.03.2013Особенности конструкции основного и вспомогательного оборудования Ростовской атомной электрической станции, принципы его действия. Тепловая схема энергоблока АЭС, контуры циркуляции. Технические характеристики реактора ВВЭР-1000, системы парогенератора.
отчет по практике [1,5 M], добавлен 26.09.2013Расчёт тепловой схемы на примере турбогенератора К-300-240 ХТГЗ. Выбор вспомогательного оборудования. Определение объемов продуктов сгорания и энтальпии. Регенеративный воздухоподогреватель. Выбор тягодутьевой установки, дымососов, дутьевых вентиляторов.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 02.03.2017Расчет тепловой схемы энергоблока с турбиной. Составление балансов и определение показателей тепловой экономичности энергоблока. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Расчет подогревателей низкого давления поверхностного и смешивающего типов.
дипломная работа [381,9 K], добавлен 29.04.2011Строение и конструкция реакторной установки РБМК-1000. Запорно-регулирующий клапан. Перегрузка топлива в реакторах РБМК. Механизмы для подъема и опускания ТВС. Тепловыделяющая кассета РБМК-1000. Конструкция защиты от ионизирующего излучения ректора.
курсовая работа [1023,3 K], добавлен 11.08.2012Изучение характеристик модели, связанных с инфильтрацией воздуха через материал. Структура материалов тела. Анализ особенностей механизма диффузии. Экспериментальное исследование диффузии, а также методика расчета функции состояния системы с ее учетом.
научная работа [1,3 M], добавлен 11.12.2012Расчет текущих эксплуатационных параметров, ресурса элементов электрооборудования, оптимальной периодичности профилактических мероприятий, годовых затрат на эксплуатацию. Разработка диагностического устройства и расчет его ориентировочной стоимости.
курсовая работа [261,1 K], добавлен 05.01.2012Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования. Вывод оборудования в ремонт и ввод его в эксплуатацию после ремонта. Техника безопасности при обслуживании электроустановок. Монтаж силовых трансформаторов.
отчет по практике [158,4 K], добавлен 20.11.2012Устройство и принцип действия оборудования нефтеперекачивающих и компрессорных станций. Правила эксплуатации, виды ремонтов оборудования. Термодинамический расчет простой газотурбинной установки с регенератором. Температура рабочего газа в турбине.
курсовая работа [313,3 K], добавлен 25.03.2015- Вариант определения напряженно-деформированного состояния упругого тела конечных размеров с трещиной
Изучение процесса разрушения твердых тел при распространении трещины. Возникновение метода конечных элементов. Введение локальной и глобальной нумерации узлов. Рассмотрение модели трещины в виде физического разреза и материального слоя на его продолжении.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 26.12.2014 Описание тепловой схемы энергоблока с турбиной ПТ-140/165-130/15. Энергетический баланс турбоагрегата. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Конструктивный расчет основных параметров насоса. Технологии шумозащиты энергетического оборудования.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 24.12.2014Основные характеристики района сооружения атомной электростанции. Предварительное технико-экономическое обоснование модернизации энергоблока. Основные компоновочные решения оборудования 2-го контура. Расчет процессов циркуляции в парогенераторе.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 29.01.2014Расчет принципиальной тепловой схемы энергоблока К-330 ТЭС. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Расчет подогревателя ПН-1000-29-7-III низкого давления с охладителем пара. Сравнение схем включения ПНД в систему регенеративного подогрева.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 07.08.2012Состав элегазового электротехнического оборудования, задачи контроля его параметров. Канал контроля влажности элегаза. Мониторинг подстанционного оборудования. Диапазон величин контролируемых параметров. Конструкции системы диагностики и контроля КРУЭ.
курсовая работа [33,9 K], добавлен 01.02.2012Расчёт принципиальной схемы ТЭС. Распределение регенеративного подогрева по ступеням. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Схема включения, конструкция и принцип действия. Определение основных геометрических характеристик, тепловой схемы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 02.10.2008Определение сил и моментов, действующих на звенья рычажного механизма и способов уменьшения динамических нагрузок, возникающих во время его действия. Изучение режимов движения механизмов под действием заданных сил. Оценка прочности элементов механизма.
курсовая работа [155,6 K], добавлен 24.08.2010Расчет схемы конденсационного энергоблока мощностью 210 МВт с турбиной. Характеристика теплового расчёта парогенератора. Параметры пара и воды турбоустановки, испарительной установки. Энергетические показатели турбоустановки и энергоблока, расчет котла.
курсовая работа [165,5 K], добавлен 08.03.2011
