1.2 Нормирование вхр 1 контура

Нормы качества теплоносителя предусматривают разделение контролируемых показателей качества теплоносителя на нормируемые и диагностические. Для каждого из нормируемых показателей установлены диапазоны нормируемых значений, а также уровни отклонения от допустимых значений. Для диагностических показателей установлены контрольные уровни.

Нормируемые показатели - это показатели качества теплоносителя, поддержание которых в диапазоне допустимых значений обеспечивает целостность элементов активной зоны, проектный ресурс безопасной эксплуатации оборудования 1 контура и удовлетворительную радиационную обстановку на энергоблоке.

К диагностическим показателям относятся показатели качества теплоносителя, обеспечивающие получение дополнителной информации о причинах изменения нормируемых показателей или ухудшения ВХР.

. Отклонения диагностических показателей от контрольных уровней указывают на нарушение в работе технологических систем обеспечения водно-химического режима, которые при длительном воздействии могут привести к повреждениям топливных кассет активной зоны реактора.

К диагностическим показателям, за исключением конценрации борной кислоты, относятся показатели качества подпиточной воды, воды бассейна выдержки НВ АЭС-2 (топливного бассейна ЛАЭС-2) и шахт ревизии ВКУ, борированных растворов систем безопасности РУ, а также показатели качества воды вспомогательных систем.

Нормы качества теплоносителя и уровни отклонений нормируемых показателей, диагностические показатели качества теплоносителя 1 контура при работе энергоблока на мощности > 50% представлены в таблице 1.

Нормы качества теплоносителя и уровни отклонений нормируемых показателей, диагностические показатели качества теплоносителя 1 контура при работе энергоблока на мощности от 30 до 50% N_ном представлены в таблице 2.

К нормируемым показателям теплоносителя 1 контура относятся следующие показатели:

• концентрация хлорид-иона (Cl^–) – увеличение концентрации выше нормируемой оказывает отрицательное коррозионное воздействие на конструкционные материалы РУ;

• концентрация растворённого кислорода (О₂) – увеличение концентрации выше нормируемой указывает на опасность роста локальной и общей коррозии конструкционных материалов 1 контура;

• концентрация водорода (H₂) – характеризует эффективность поддержания восстановительного ВХР и сведения последствий радиолиза воды к минимуму (нижний предел концентрации водорода). Верхний предел – обеспечивает безопасность эксплуатации оболочек твэлов;

• суммарная молярная концентрация ионов щелочных металлов (K⁺, Li⁺, Na⁺) – обеспечивает поддержание «координированного» по отношению концентрации Н₃ВО₃ к концентрации ионов щелочных металлов ВХР 1 контура и стабильного значения рН_т, где Т – температура воды реактора 300°С.

Зависимость суммарной молярной концентрации ионов щелочных металлов в теплоносителе первого контура от текущей концентрации борной кислоты представлена на рисунке 1.

В зоне А находится оптимальное значение рН_т = 7,0-7,2, которое зависит от констант диссоциации Н₃ВО₃, КОН, NH_3..Отклонения от оптимального значения рН_т в «кислую» или «щелочную» области (зоны В, Д и Б, Г соответственно), колебания температуры сопровождаются увеличением массопереноса железа, никеля, кобальта.

Действия при отклонении нормируемых показателей качества теплоносителя при работе энергоблока на мощности > 50%N_ном и в диапазоне от 30 до 50% N_ном предполагают три уровня отклонения.

Первый уровень.

Отклонение одного или нескольких нормируемых показателей в пределах первого уровня отклонений, не устранённое в течение 7 суток, фиксируется как нарушение ВХР с обязательным анализом причин нарушения и выпуском отчёта по результатам анализа причин нарушения. Отчёт должен содержать программу корректирующих мероприятий по устранению нарушения и рекомендации по недопущению повторения в последующем. Работа энергоблока может быть продолжена без снижения мощности.

Суммарная длительность работы энергоблока с отклонением нормируемого показателя по суммарной молярной концентрации ионов щелочных металлов (зоны Б и В) не должна превышать 30 суток за топливный цикл работы энергоблока.

Второй уровень

Допустимая продолжительность работы энергоблока на мощности > 50%N_ном при отклонении одного или нескольких нормируемых показателей в пределах второго уровня не должна превышать 24 часа с момента регистрации отклонения.

При невозможности в течение 24 часов выявить причины и устранить отклонения нормируемых показателей необходимо перевести энергоблок в состояние «реактор на МКУ мощности».

Последующий подъем мощности энергоблока возможен только после устранения причин отклонения и восстановления показателей до нормируемых значений.

Длительность работы энергоблока с отклонением нормируемого показателя по концентрации хлорид-иона не должна превышать 5 суток за топливный цикл работы энергоблока.

Третий уровень .

Энергоблок должен быть в нормальной технологической последовательности переведен в «холодное» состояние при достижении показателями качества теплоносителя значений третьего уровня отклонений.

Диагностические показатели качества подпиточной воды системы продувки-подпитки КВА НВАЭС-2 (системы подпитки и борного регулирования КВА ЛАЭС-2) представлены в таблице 3.

Диагностические показатели качества дистиллята системы КВС10-30 и дистиллята собственных нужд системы переработки трапных вод KPF10-60 НВ АЭС-2 («чистого» конденсата системы КВС10,20 ЛАЭС-2) представлены в таблице 4.

К диагностическим показателям теплоносителя 1 контура относятся следующие показатели:

• удельная электропроводимость (æ) -характеризует качество теплоносителя 1 контура, содержание примесей и, соответственно, образование отложений на твэлах и накопление активности;

• концентрация аммиака (NH₃) – характеризует степень соответствия ВХР требуемому восстановительному режиму. Нижний предел концентрации аммиака обеспечивает подавление радиолиза воды, верхний предел (не более 20 мг/дм³) исключает саморегенерацию ФСД (загрузки анионита) системы 1КВЕ50-60;

• концентрация железа (Fe) - характеризует качество ВХР, повышенные значения концентрации железа свидетельствуют об интенсивности процессов коррозии, массопереноса, в результате следует ожидать ухудшения состояния твэлов и повышения радиационного загрязнения поверхностей оборудования;

• концентрация фторид-иона (F) - увеличение концентрации выше нормируемой оказывает отрицательное коррозионное воздействие на конструкционные материалы РУ;

• концентрация сульфат-иона (SO₄²) – увеличение концентрации выше нормируемой интенсифицирует общую коррозию конструкционных материалов, питтинговую коррозию и коррозионное растрескивание;

• концентрация кальция (Са) –измеряется с целью оценки коррозионных процессов в системе и процессов отложения кальциевых соединений на теплообменных поверхностях оборудования 1 контура;

• концентрация кремниевой кислоты (Н₂SiO₃) – диоксид кремния образуется на топливе в виде соединений цеолита с магнием, кальцием и/или алюминием. Диоксид кремния обнаруживается в водах бассейна перегрузки вследствие разложения Boraflexа, применяемого для поглощения нейтронов в БВ отработавшего топлива при хранении большого количесва ТВС. В состав Boraflexа входят элементы: В,С,О₂,Н₂,Si. Во время перегрузки диоксид кремния загрязняет воду при премещении ТВС через канал для транспортировки.

• концентрация общего органического углерода (С) - входит в состав нефтепродуктов, ухудшает работу системы очистки теплоносителя. Продукты термолиза и радиолиза загрязняют теплоноситель.

1.3Организация ВХР 1 контура при нахождении энергоблока в «горячем» состоянии и состоянии «реактор на МКУ мощности» и на мощности <30% Nном

При нахождении энергоблока в «горячем» состоянии РУ заглушена стержневой системой защиты, температура теплоносителя 1 контура - более 260 С, давление в 1 контуре – (15,70,2) МПа; КД в паровом режиме (уровень в КД - (5100150) мм; ПГзаполнен до уровня- (2400±50) мм давление в ПГ – (4,96,28) МПа; в работе не менее 2-х ГЦНА.

Состояние технологических систем при нахождении энергоблока в «горячем» состоянии:

• система низкотемпературной очистки теплоносителя 1 контура КВЕ50-60 находится в работе;

• система хранения теплоносителя эксплуатационного качества 1КВВ обеспечивает подачу раствора борной кислоты для поддержания РУ в подкритическом состоянии;

• деаэратор подпитки 10КВА10ВВ001 системы продувки-подпитки КВА заполнен раствором с концетрацией текущей борной кислоты.

Система низкотемпературной очистки теплоносителя должна работать непрерывно при наличии принудительной циркуляции теплоносителя в 1 контуре и обеспечении расхода через фильтры.

При работе энергоблока в «горячем» состоянии концентрация борной кислоты в теплоносителе определяется требованиями технологического регламента безопасной эксплуатации энергоблока, в состоянии « реактор на МКУ мощности» концентрация борной кислоты в теплоносителе – текущая, соответствующая критическому состоянию.

При этом теплотехнические параметры теплоносителя (давление и температура) сохраняются на номинальном уровне.

Повышение концентрации борной кислоты в теплоносителе может приводить к ряду негативных эффектов, которые должны быть предотвращены за счет соответствующей организации ВХР.

Содержание борной кислоты в воде 1 контура должно устанавливаться в зависимости от запаса реактивности реактора и обеспечивать положение регулирующей группы в регламентирующем диапазоне.

Аммиак, как источник газообразного водорода, в результате радиолитического разложения вводится в теплоноситель I контура для подавления радиолиза воды:

2NH₃ ↔ N₂ + 3H₂

2H₂O ↔ 2H₂ + O₂

При нахождении энергоблока в режиме «горячего» останова после глушения реактора резко снижается мощность поля ионизирующего излучения, поэтому даже при наличии достаточно высокой концентрации аммиака в теплоносителе уменьшается скорость радиолитической генерации водорода. В данных условиях сохранение режима термической дегазации продувочной воды в деаэраторе подпитки приводит к быстрому снижению концентрации водорода в теплоносителе.

Снижение концентрации водорода в теплоносителе ниже минимально-допустимого уровня может интенсифицировать радиолиз воды и генерацию окислительных продуктов радиолиза, усиливающих коррозионные процессы.

Для предотвращения повышения концентрации растворенного кислорода в теплоносителе при нахождени энергоблока в режиме «горячего» останова в течение продолжительного времени организация ВХР 1 контура должна обеспечить сохранение восстановительных условий. С целью уменьшения потерь водорода из 1 контура со сдувками деаэратора 10КВА10ВВ001 следует обеспечить уменьшение расхода воды через деаэратор подпитки до минимально-допустимого уровня и/или прекращение режима термической деаэрации подпиточной воды.

Повышение концентрации борной кислоты в теплоносителе обуславливает снижение водородного показателя рН_т при сохраняющихся рабочих параметрах теплоносителя, что может вызывать усиление массопереноса и накопление радиоактивных продуктов и, как следствие, последующее ухудшение радиационной обстановки. Для нейтрализации борной кислоты производят подщелачивание теплоносителя дозированием гидроокиси калия в соответствии с координирующей зависимостью, регламентируемой для режима «горячего» состояния.

Зависимость суммарной молярной концентрации ионов щелочных металлов в теплоносителе 1 контура от текущей концентрации борной кислоты представлена на рисунке 1.

При повышении концентрации растворенного кислорода более 0,02 мг/дм³ должно проводиться дозирование в подпиточную воду гидразингидрата в количестве, обеспечивающем не менее чем двукратный его избыток по отношению к фактическому содержанию кислорода в теплоносителе.

Гидразин вводится в 1 контур для связывания свободного кислорода по реакции:

N₂H₄ + O₂ → N₂ + 2H₂O (T=80÷120°C)

Перевод энергоблока в режим «горячего» останова после работы на мощности значительно снижает тепловой поток от реактора к теплоносителю, в связи с этим для режима «горячего» останова отличаются диапазоны допустимых значений и уровни допустимых отклонений суммарной концентрации ионов щелочных металлов в зависимости от текущей концентрации борной кислоты.

Нормируемые и диагностические показатели качества теплоносителя 1 контура и уровни отклонений нормируемых показателей от допустимых значений при работе энергоблока в «горячем» состоянии, в состоянии «реактор на МКУ мощности» и на мощности ≤30% Nном приведены в таблице 5 и рисунке 1.

Действия при отклонении нормируемых показателей качества теплоносителя при работе энергоблока в «горячем» состоянии, в состоянии «реактор на МКУ мощности» и на мощности ≤ 30% Nном предполагают два уровня отклонения.

Первый уровень.

Допустимая продолжительность работы энергоблока при нахождении РУ в «горячем» состоянии, в состоянии «реактор на МКУ мощности» и на мощности < 30% Nном при отклонении одного или нескольких нормируемых показателей в пределах первого уровня не должна превышать 24 часа с момента фиксации отклонения .

При невозможности в течение 24 часов выявить причины и устранить отклонения нормируемых показателей необходимо перевести энергоблок в «холодное» состояние.

Второй уровень.

Энергоблок должен быть в нормальной технологической последовательности переведён в «холодное» состояние при достижении показателями качества теплоносителя значений второго уровня отклонений.