1. Назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации системы продувки пг (rv).

Система продувки ПГ предназначена для поддержания норм ВХР котловой воды ПГ, заключающееся в отборе части котловой воды из мест наиболее вероятного скопления продуктов коррозии, солей и шлама.

Система должна обеспечивать: - непрерывную продувку с расходом 7,5 т/час от каждого ПГ; - возможность проведения режима периодической продувки 30 т/час, при этом суммарный расход продувочной воды от всех ПГ должен составлять 60 т/час; - возможность дренирования каждого ПГ с расходом не менее 50 т/час при t котловой воды и атмосферном давлении в ПГ.

Функциональная схема системы продувки ПГ представлена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 Функциональная схема системы продувки ПГ.

Система продувки ПГ состоит из:

1. Трубопроводы непрерывной и периодической продувки с дроссельными устройствами. Продувка ПГ осуществляется по двум линиям: - из солевых отсеков по трубопроводам диаметром 100мм; - через четыре трубы диаметром 28х3 из “карманов” коллекторов и две трубы диаметром 29х6 из мест приварки днищ к корпусу ПГ.

• Непрерывная продувка ПГ осуществляется по обоим линиям через дроссельные шайбы RY11-14S05, 10 и объединяется в коллектор диаметром 159х9 с арматурой RY10S13 и дроссельной шайбой RY21E03, ограничивающей расход непрерывной продувки до заданной величины (30 т/час)

• Периодическая продувка осуществляется также по обоим линиям через арматуру RY11-14S01, 02 и объединяются в коллектор диаметром 89х6 с арматурой RY10S06 и дроссельной шайбой RY21E04, ограничивающий расход до 30 т/час.

2. Расширители продувки RY10В01, 02 предназначены для разделения на пар и воду продувочной воды. За счет расширения (давление в РП ПГ поддерживается 8 кгс/см²), а также центробежного эффекта присходит разделение продувочной воды на пар и воду. Отсепарированный пар по трубопроводу диаметром 250 направляется в деаэратор ТО. Отсепарированная продувочная вода из расширителей продувки поступает в регенеративный теплообменник.

3. Регенеративный теплообменник продувки (горизонтальный, кожухотрубный т/о, одноходовой по обеим средам). Продувочная вода, охлаждаясь проходит трубное пространство и далее направляется в доохладитель продувки. Межтрубное пространство заполняется отчищенной продувочной водой после СВО-5 , которая после подогрева подается в ТО (деаэратор или дренажные баки).

4. Доохладитель продувки (горизонтальный, кожухотрубный т/о, двухходовой) предназначен для охлаждения продувочной воды до по условиям работы ионнообменных фильтров СВО-5. Охлаждающая вода – тех.вода группы “В”.

5. Регулятор уровня в расширителях продувки с регулирующим клапаном RY10S05 и регулятор давления в расширителях с регулирующим клапаном RY10S17.

6. Арматура, КИП.

Система продувки ПГ вводится в работу при достижении температуры в ПГ 170-180⁰С.

При работе ЭБ на мощности останов системы допускается на время не более 2-х часов. Далее РУ должна быть переведена в “холодный” останов.

Останов системы перед ППР или при “холодном” останове РУ осуществляется после прекращения водообмена в ПГ по 2 контуру (t в I к. 40-60⁰С).

1.1 Принцип работы системы.

Продувочная вода ПГ по трубопроводам периодической или непрерывной продувки сливается в общий коллектор продувки ПГ и затем поступает в расширители продувки ПГ (RY10B01,02).

Необходимый расход продувки в зависимости от энергоблока обеспечивается за счёт установки на линиях периодической и непрерывной продувки, а также на общих коллекторах периодической и непрерывной продувки дроссельных шайб, либо ЗРК.

В расширителях продувки пароводяная смесь продувочной воды разделяется на пар и воду. Пар подаётся к деаэраторной установке турбинного отделения, а вода, охлаждаясь до установленных значений в регенеративном т/о и доохладителе продувки, поступает на спецводоочистку (установка СВО-5). Пройдя её, очищенная вода возвращается в РО и, подогреваясь в регенеративном теплообменнике, поступает в машзал  либо в деаэраторы, либо в БНТ в зависимости от результатов химанализов.

Давление в сепараторах-расширителях продувки ПГ поддерживается на уровне 8 кгс/см² регулирующим клапаном, установленном на трубопроводе отвода пара в деаэраторы турбинного отделения. От превышения давления каждый расширитель продувки защищён двумя предохранительными клапанами, настроенными на срабатывание при давлении 9,2 кгс/см².

В случае использования системы для опорожнения ПГ, котловая вода ПГ, через охладители дренажа ПГ RY30W01(02), поступает в бак слива воды из ПГ RY30B01. Охлаждающая вода  техвода группы “В”  движется в трубном пространстве. Во избежание термической опрессовки трубного пространства установлены предохранительные клапаны RY30S23,24, настроенные на срабатывание при давлении 6,6 кгс/см².

Затем насос бака слива воды из ПГ дренируемую воду подаёт на СВО-5. Очищенная котловая вода через регенеративный теплообменник продувки поступает либо в деаэратор машзала либо БНТ.

Бак слива воды из ПГ расположен в помещении А037 на -4,2 м.

Бак RY30B01 используется:

- для слива котловой воды при дренировании ПГ;

- для сброса продувочной воды при разогреве системы продувки;

- для сбора протечек из пробоотборных линий продувки ПГ;

- для создания запаса воды при гидроиспытаниях ПГ.

Иногда, при ухудшении анализов по ВХР в ПГ, бак RY30B01 используется для перевода безнасосной схемы продувки ПГ в насосную, т.е., при необходимости, продувку переводят на бак с последующей откачкой насосом RY30D01 на СВО-5.

Вода из бака может насосом RY30D01 направляться на СВО-5 или через дренаж сливаться в спецканализацию.

Насос бака слива воды из ПГ (RY30D01) предназначен для подачи воды из бака на спецводоочистку СВО-5. Насос RY30D01 типа КС50-110 расположен в помещении А037 на -4,2 м.

При стационарном режиме работы система продувки парогенераторов имеет достаточно устойчивый характер работы, если регуляторы системы не выходят из строя. Работа системы основана на безнасосной схеме сброса среды для переработки на спецкорпус. Даже при больших динамических возмущениях при работе РУ система продувки парогенераторов сохраняет свою работоспособность. Система не имеет автоматически переключаемых линий, переключение потоков производит ВИУР (ВИУБ).

Система функционирует во всех режимах нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, аварийных режимах, за исключением аварийных режимов, связанных с посадкой локализующей арматуры данной системы и обесточиванием.

2. Реконструкция системы продувки ПГ.

В процессе эксплуатации ПГВ 1000(М) на выходных (холодных) коллекторах т/н в перемычках между отверстиями перфорированной зоны появлялись повреждения в виде трещин коррозионно-механического происхождения, приводящие к протечкам т/н Iк во IIк. В процессе исследований было установлено, что причины повреждения коллекторов многофакторные, а их механизм обусловлен в том числе и наличием вблизи коллекторов неконтролируемой зоны, в которой содержание растворимых солей в 1,5-2 раза превышает их концентрацию в воде непрерывной продувки, а также измением пластичности стали ГН2МФА при рабочей температуре холодного коллектора и напряжениях (остаточных технологических и рабочих), приближающихся к пределу текучести в условиях воздействия коррозионно-активной рабочей среды.

Начиная с 1987 года АЭС с ВВЭР-1000 внедрены мероприятия, повышающие эксплуатационную надежность ПГ, а именно контроль целостности перемычек коллекторов в условиях изготовления и эксплуатации, переход на сталь 10ГН2МФА электрошламового переплава вместо открытой выплавки, низкотемпературную (450⁰С) термообработку перфорированной зоны коллекторов, отказ от взрывной вальцовки, улучшение качества ВХР, ужесточение отдельных показателей его норм, особенно рН.

Частью мероприятий по повышению эксплуатационной надежности ПГ явилась реконструкция систем водопитания и продувки ПГВ, которая проводилась на АЭС в период 1991-1993 г.г.

Если оценить время работы ПГ до повреждения, то бросается в глаза тот факт, что время службы изготовленных по единой технологии теплопередающих трубок и коллекторов ПГ имеет значительный разброс от 7 до 59 тыс.часов, что скорее всего определяется химическим фактором. Эксплуатация оборудования в условиях ухудшения водного режима, при наличии коррозионно-активных примесей значительно снижает рабочий ресурс оборудования.

Таким образом в деле повышения надежности ПГ очень важным моментом является снижение “солевой нагрузки” на конструкционные элементы ПГ. Исследования, проведенные на Нововоронежской и Хмельницкой АЭС, подтвердили ранее высказываемые предположения об образовании зон повышенного солесодержания в объеме парогенератора по сравнению с величиной солесодержания усредненной продувки. Характер распределения зон, как показали испытания, не зависел от величины продувки и имел ярко выраженный “горб” в районе горячего коллектора. Причем, при номинальной нагрузке концентрация примесей у “горячего” коллектора в шесть раз превышала их концентрацию в “холодном” торце ПГ. Эти испытания показали, что штатный режим продувки ПГ позволяет поддерживать величину нормируемого содержания солей в продувочной воде при соответствующих нормах показателей питательной воды, но при этом концентрации примесей в отдельных зонах водяного объема могут превосходить допустимые величины, что с учетом процессов упаривания в щелях и зазорах создает благоприятные условия для активизации коррозионных процессов.

В связи с этим проектной организацией (ОКБ “Гидропресс”) были выданы рекомендации по модернизации внутрикорпусных устройств ПГВ и изменения схемы продувки. Указанная модернизация заключалась в изменении схем водопитания, продувки и перераспределения циркуляции в объеме ПГ. Главной целью модернизации являлось удаление зон повышенного солесодержания от коллекторов т/н путем перераспределения пит.воды по длине ПГ и образования в “холодном” торце ПГВ (вблизи днища) так называемого “солевого отсека”, из которого организована непрерывная продувка котловой воды с наибольшей концентрацией растворенных примесей. Согласно проекту модернизации внутрикорпусных устройств ПГ необходимое перераспределение пит.воды было получено путем установки в “горячем” торце ПГ на погруженном дырчатом листе 4-х дополнительных раздающих коллекторов пит.воды с отверстиями, направленными вертикально вниз. Коллектор №10 переведен на “холодную” сторону ПГВ для увеличения подачи пит.воды в зону “холодного” коллектора. В “холодном” торце ПГ отглушены пять крайних раздающих коллекторов пит.воды и установлена поперечная перегородка между 1-м и 2-м отключенными коллекторами 200мм над погружным дырчатым листом и 240мм под ним. Цель установки перегородки – уменьшение продольной циркуляции от “горячего” коллектора в торцы для предотвращения солевых зон по длине ПГ.

II. Назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации системы СВО-5.

Система СВО-5 предназначена для очистки продувочной воды паро­генераторов с целью повторного использования в технологическом цикле АЭС.

Непрерывная и периодическая продувка парогенераторов осуществ­ляется в целях поддержания водно-химического режима парогенератора в пределах норм. Постоянная продувка составляет 0,5 % расхода питатель­ной воды. Такая схема позволяет удалить 10... 15 % количества продуктов коррозии, находящихся во втором контуре.

В процессе очистки продувочной воды удаляются взвешенные приме­си, представляющие собой в основном продукты коррозии ковденсато-питательного тракта второго контура, а также концентрирующиеся катио­ны (кальция, магния, натрия, аммиака) и анионы (хлора, сульфатов, крем­ниевых кислот, карбонатов йода).

Радиоактивные вещества поступают в теплоноситель второго контура вследствие негерметичности парогенераторов и значительного перепада давления между первым и вторым контурами. Активность теплоносителя второго контура обусловлена в основном радионуклидами кобальта, цезия, церия, циркония, ниобия, йода, натрия.

Система СВО-5 состоит из двух основных и одной резервной ниток для двух блоков АЭС (но могут быть и другие варианты). Производитель­ность одной нитки составляет примерно 40-50 м³/ ч.

Каждая основная нитка состоит из механического, катионитового, анионитового фильтров, ловушки зернистых материалов, бака очищенной воды и насосов бака очищенной воды. Резервная нитка включает в себя механический, катионитовый, анионитовый фильтры и ловушку зерни­стых материалов.

Функциональная схема системы очистки продувочной воды ПГ представлена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2. Функциональная схема системы очистки продувочной воды ПГ.

1. Расширитель продувки. 2. Регенеративный теплооменник. 3. Доохладитель. 4,7. Механический фильтр. 5,8. Катионитовый фильтр. 6,9. Анионитовый фильтр. 10,11. Ловушка ионитов. 12,13. Бак очищенной воды. 14. Насосы очищенной воды.

Механический фильтр предназначен для очистки продувочной воды от мелко- и крупнозернистых механических примесей и обезжелезивания ее. В качестве сорбента в МФ используется КУ-2-8.

МФ представляет собой сосуд вертикального исполнения, ограничивающийся цилиндрическим кожухом и двумя глубоковыпуклыми днищами, опирающийся на три опоры.

Внутри сосуда имеются две сборно-распределительные системы.

Верхняя распределительная система состоит из перфорированных трубок и предназначена для распределения воды, подаваемой на очистку.

Нижняя распределительная система предназначена для сбора очищенной воды.

Диаметр фильтра 2500мм, высота загрузки 1500мм, производительность фильтра 50 м³/час, рассчитан на рабочее давление 10 кгс/см².

Катионитовый фильтр предназначен для очистки от катионов Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Cs²⁺.

КФ представляет собой сосуд вертикального исполнения, ограничивающийся цилиндрическим кожухом и двумя глубоковыпуклыми днищами, опирающийся на три опоры. Внутри сосуда имеются две сборно-распределительные системы. Конструкция сборно-распределительных устройств аналогична по конструкции, как у МФ. В качестве сорбента в катионитовом фильтре ис­пользуется катионит ядерного класса КУ-2-8 чс.

Анионитовый фильтр предназначены для очистки продувочной воды ПГ в основном от анионов Сl^-, SiO₃^2-, SO₄^2-. В качестве сорбента в анионитовом фильтре ис­пользуется анионит ядерного класса АВ-17-8 чс. АФ аналогичен по конструкции КФ.

Ловушки зернистых материалов предназначены для предотвращения попадания ионообменной смолы в очищенную воду при нарушении целостности нижнего распределительного устройства на выходе АФ. ЛЗМ представляет собой сосуд вертикального расположения, ограничивающийся цилиндрическим кожухом, глубоковыпуклыми крышкой и днищем, опирающийся на две опоры. В корпусе установлена съемная трубная доска, в которой закреплены 13 фильтрующих патронов. Патроны состоят из фильтрующих желобков, имеющих щели 0,25 мм. С целью промывки от задержанных фильтрующих материалов, предусмотрен подвод промывочной воды.

Баки очищенной воды представляют собой цилиндрический сосуд, предназначенный для сбора очищенной воды после фильтров, и служит буферной емкостью для работы насосов НOB. Рабочий объем баков по 8 м³, полный по 10 м³.

Насосы бака очищенной воды предназначены для перекачивания очищенной продувочной воды ПГ в деаэратор или в дренажный бак турбинного отделения. Насосы центробежные марки КС-50-100/4 производительностью по 50 м³/час и напопром 110 м.в.ст.

Баки отмывочных вод представляют собой цилиндрические сосуды, предназначенные для приема отмывочных вод после регенерации фильтров и для приема вод при отмывке фильтров системы RY перед вводом в работу.

Принцип работы установки:

Продувочная вода при выходе из парогенераторов поступает непо­средственно в расширитель продувки, где происходит расширение паро­водяной смеси и разделение ее на составляющие фазы - пар и воду. Затем вода, проходя через регенеративный теплообменник (в качестве охлаж­дающей воды в котором используется очищенная продувочная вода паро­генераторов), а также через доохладитель, к которому подмодится техни­ческая вода, охлаждается и подается на вход системы СВО- 5. Очищенная на фильтрах установки вода поступает в бак очищенной воды, откуда насосами подается через регенеративный теплообменник в деаэратор или дренажный бак турбинного отделения.

В результате образования дефектов в теплообменных трубках, сварных швах, неплотностей во фланцевых соединениях коллекторов первого контура парогенераторов возможно увеличение радиоактивности в продувочной воде, поступающей на очистку в систему СВО-5. В этом случае действия персонала должны быть направлены на предотвращение загряз­нения воды второго контура. Поэтому при суммарной активности воды после нитки более Зх10~¹⁰ Ки/л рабочая нитка из работы выводится на регенерацию, а ре­зервная вводится в работу.

Допускается производить очистку продувочной воды парогенерато­ров при суммарной ее активности не более 3,7x10^-10 Ки/л, при этом расход не должен превышать 30 м³/ч. Причем при суммарной активности 2x10^-10 Ки/л должен производиться останов блока.

2.1 Основы эксплуатации системы СВО-5.

Техническое обслуживание системы СВО-5 включает следующие ос­новные операции:

- гидрозагрузку и гидровыгрузку сорбента в фильтры;

- регенерацию фильтров;

- промывку фильтра-ловушки;

- проверку неплотностей в сварных, фланцевых соединениях с устра­нением неплотностей, подтяжкой крепежа;

- проверку состояния теплоизоляции;

- контроль наличия маркировки, подписей, условных обозначений, восстановление маркировки, подписей.

Рассмотрим последовательность регенерации фильтров.

Регенерация фильтров системы СВО-5 производится после вывода рабочей нитки в резерв. Регенерация каждой нитки осуществляется по блочному принципу, то есть при отклонении нормируемого показателя по, одному фильтру производится регенерация всей нитки.

Вывод нитки на регенерацию производится по следующим показателям:

- рН после МКФ более 6 ед.;

- жесткость после МКФ более 3 мкг-экв/дм³;

- концентрация хлоридов после АФ более 50 мкг/дм³;

- рН после АФ менее 6,5 ед.;

- активность после АФ более 3x10^-10 Ки/л.

Регенерация осуществляется в следующей последовательности:

- взрыхление фильтров;

- пропуск регенерационных растворов через фильтры;

- отмывка фильтров;

- постановка фильтров в резерв.

Взрыхление МФ, КФ и АФ производится сжатым воздухом противо­током в течение 3...5 мин. Затем фильтры промываются чистым конденса­том противотоком в течение 25...30 мин до окончания выноса мелких фракций сорбента через воздушники.

Регенерация МФ и КФ производится пропуском 5%-го раствора HNO₃ в течение 1,5 ч, затем осуществляется отмывка до получения сле­дующих результатов анализа: кислотность - не более 100 мкг-экв/кг, рН = 4...4,5.

Регенерация АФ производится пропуском 5%-го раствора КОН в те­чение 1 ч, затем осуществляется отмывка до получения следующих ре­зультатов анализов: щелочность - не более 100 мкг-экв/кг, концентрация хлоридов после АФ не более 50 мкг/дм³.

При небольших отклонениях в концентрации и расхода регенерационного раствора время его пропускания определяется по формуле:

мин.

где: Т - время пропускания растворов, мин.; 6 – коэффициент; - расход 100% кислоты или щелочи на одну регенерацию, кг; с - концентрация регенерационного раствора кислоты или щелочи, %; - расход регенерационного раствора по расхо­домеру разбавляющей воды, м³/ч.

По окончании регенерации фильтров нитка СВО-5 вводится в работу или выводится в резерв.

Фильтр-ловушка промывается с расходом воды 30 м³/час в течении 10 мин. После промывки проверяется перепад давления на ФЛ (0,5 кгс/см²). ФЛ промывается также при достижении перепада давления 1 кгс/см² при работе нитки.