Повышение безопасности и эксплуатационной надёжности БРУ-А на энергоблоках Балаковской АЭС

· Время полного открытия клапана, должно соответствовать его ходу 95мм (полученное линейной экстраполяцией значения времени открытия при испытаниях), не более 15 с.

· Должны отсутствовать протечки среды через клапаны БРУ_А в закрытом состоянии после срабатывания.

· После открытия клапанов БРУ_А регуляторы 2YBC(11,12,31,41) должны переходить в режим поддержания давления во втором контуре.

· Должны отсутствовать отказы в работе устройств нормальной эксплуатации, технологических блокировок, систем регулирования и предупредительной защиты.

· Технологические параметры не должны достигать пределов безопасной эксплуатации.

6.3 Исходное состояние

Исходное состояние энергоблока:

· Энергоблок находится в состоянии "Работа на мощности".

· Мощность реактора 50±2 % Nном., в работе четыре ГЦН.

· Мощность ТГ соответствует мощности реактора, БРУ_К закрыты.

· Основные теплотехнические параметры имеют следующие значения:

1. давление в ПГ - ((60-62)±2) кгс/см2;

2. уровень в ПГ - (2400±50) мм;

3. уровень в деаэраторе турбины - (2650±50) мм;

4. давление в первом контуре - (160±2) кгс/см2;

5. уровень в КД - ((6100ч8770) ± 150) мм (в зависимости от средней температуры теплоносителя первого контура).

Исходное состояние БРУ_А 2TX50,60,70,80S05:

· БРУ_А находятся в закрытом состоянии, в стерегущем режиме.

· Электросхемы приводов собраны.

· Введены в работу ТзиБ и сигнализация в полном объёме.

Исходное состояние смежных систем:

· Начальниками (заместителями) РЦ-1, ТЦ-1, ЦТАИ, ЭЦ в «Журнале актов» БЩУ составлен акт о готовности оборудования и персонала к испытаниям по программе.

· Исправна громкоговорящая связь БЩУ с помещениями А820, АЭ609/1,2,3, АЭ408/1,2,3.

· Переносные радиостанции находятся в работоспособном состоянии и обеспечивают связь между БЩУ и помещением А820.

· АРМ работает в режиме «Т», ЭГСР в режиме «РМ».

· УВС обеспечивает контроль и регистрацию технологических параметров работы оборудования и систем РО.

· Уровень в конденсаторах турбины повышен до 2400-2450 мм.

· Проверено отсутствие воды в выхлопных трубопроводах БРУ_А открытием арматуры 2TX50,60,70,80S102 на линиях дренажей.

· Проведена проверка цепей дистанционного управления БРУ_К 2RC11,12S01,02 в с соответствии с «Рабочей программой опробование БРУ-К при работе РУ на мощности».

· Персонал, участвующий в испытаниях, расставлен по рабочим местам.

· Работа остальных систем в соответствии с «Инструкцией по эксплуатации. Реакторная установка В-320».

6.4 Ход испытаний

· Ключом управления БЩУ были закрыты стопорные клапана турбогенератора.

· Через 30 с после закрытия СК ТГ давление в ПГ повысилось до 73 кгс/см2 и БРУ-А начали открываться.

· Максимальное давление в ПГ достигло на 33 с и составило 74,1; 74,4; 74,1; 74,2 кгс/см2 по ПГ-1,2,3,4 соответственно.

· После закрытия СК ТГ по цепям ПЗ-1 произошла разгрузка ректора до мощности 29 % N ном.

· Основные параметры РУ (давление первого и второго контуров, уровни в ПГ и КД) застабилизировались через 50 с работой регуляторов в автоматическом режиме.

· Давления в ПГ поддерживалось работой БРУ-А в автоматическом режиме и составляло 69,3-69,8 кгс/см2.

· Стабильный режим поддерживался около 4 мин, после чего были открыты БРУ-К в режиме дистанционного управления.

· При достижении давления в ПГ 68 кгс/см2 БРУ-А закрылись и перешли, в соответствии с алгоритмом управления, в стерегущий режим.

6.5 Полученные результаты

· При сбросе нагрузки турбогенератора с 50 % Nhom. закрытием стопорных клапанов турбогенератора и запретом работы БРУ-К давление второго контура поддерживалось работой БРУ-А и не достигло уставок срабатывания аварийных защит и уставок срабатывания ИПУ ПГ

· Давление принудительного открытия 2TX50,60,70,80S05 - 73 кгс/см2

· Давление принудительного закрытия 2TX50,60,70,80S05 - 64 кгс/см2

· Давление регулирования 2TX50,60,70S05 - 68 кгс/см2

· Время полного открытия:

2TX50S05-14,7 с

2TX60S05-13,7 c

2TX70S05-13,4 c

2TX80S05-14,2 с

· Имеются незначительные протечки через клапаны 2TX50,60,80S05 в закрытом состоянии после срабатывания.

· После открытия клапанов БРУ-А регуляторы 2YBC(11,21,31,41) переходят в режим поддержания давления во втором контуре.

· Отсутствовали отказы в работе устройств нормальной эксплуатации, технологических блокировок, систем регулирования и предупредительной защиты.

· Технологические параметры не достигли пределов безопасной эксплуатации.

По результатам испытаний выполнены расчёт времени открытия каждого клапана БРУ-А и расчёт расходов для одного положения каждого клапана БРУ-А (расход не являлся приёмочным критерием), который показал соответствие полученных расходов заводской характеристике клапана.

6.6 Расчёт времени открытия и расходов клапанов БРУ-А

1. Время полного открытия клапана, соответствующее его ходу 95 мм, полученное линейной экстраполяцией значения времени открытия при испытаниях, представлено в таблице 1. Исходные данные для расчёта использовались из архива данных УВС во время хода клапанов на открытие. Периодичность регистрации параметров на УВС 4 с, поэтому в расчёте использовалась разница в положении клапанов за 4 с.

Таблица 4

Наименование клапана БРУ-А	Положене клапана, %	Ход клапана, %	Время хода, с	Расчётное время полного открытия, с
2TX50S05	19,3-46,4	27,1	4	14,7
2TX60S05	8,8 - 37,9	29,1	4	13,7
2TX70S05	9,2-38,9	29,7	4	13,4
2TX80S05	18,8-46,9	28,1	4	14,2

2. Для факультативного расчёта расхода через БРУ-А взяты средние значения параметров за 2 мин стабильного режима после закрытия стопорных клапанов. Исходные данные для расчёта представлены в таблице 2. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Проведём расчет расхода через каждый клапан БРУ_А и сравним результаты расчёта с паспортной характеристикой. Расчёт проводится факультативно, с оценкой погрешности полученного расхода через клапан БРУ_А, и результаты расчёта не учитываются при оценке эффективности работы БРУ_А. Данные для расчёта используются при установившемся режиме работы каждого БРУ_А - при неизменном положении клапана БРУ_А, при постоянных давлении в ПГ, уровня в ПГ, расхода питательной воды на ПГ в течении не менее минуты. Методика расчёта приведена для БРУ_А 2TX50S05 (для остальных аналогично).

Q2TX50S05 = (QБРУ_А / HБРУ_А) H2TX50S05

где Q2TX50S05 - расход через БРУ_А 2TX50S05 (т/ч);

QБРУ_А - суммарный расход через все БРУ_А 2TX50,60,70,80S05 (т/ч). QБРУ_А определяется по формуле ;

HБРУ_А - суммарное открытие клапанов 2TX50,60,70,80S05 (мм).

HБРУ_А определятся по формуле ;

H2TX50S05 - степень открытия клапана 2TX50S05 (мм).

QБРУ_А = QПВ - QБРУ_СН

где QПВ -расход питательной воды на все ПГ, определяется как сумма расходов питательной воды на каждый ПГ по датчикам 2RL71,72,73,74F01 (т/ч);

QБРУ_СН - общий расход через БРУ_СН 2RQ11,12S01 (т/ч). Расход через каждый БРУ_СН определяется по паспортной расходной характеристике в зависимости от степени открытия.

HБРУ_А = H2TX50S05 + H2TX60S05 + H2TX70S05 + H2TX80S05

где H2TX50S05 - степень открытия клапана 2TX50S05 (мм);

H2TX60S05 - степень открытия клапана 2TX60S05 (мм);

H2TX70S05 - степень открытия клапана 2TX70S05 (мм);

H2TX80S05 - степень открытия клапана 2TX80S05 (мм).

В течении двух минут, за которые брались исходные данные для расчёта, уровни в парогенераторах уменьшились суммарно на 0,14 м, что соответствует расходу 120 т/ч. В общем расходе через БРУ-А это учтено.

Таблица 5

Наименование параметра	Позиция датчика	Среднее значение
Степень открытия клапанов БРУ-А	2TX50S05	43,0% или 40,8 мм
	2TX60S05	41,7% или 39,6 мм
	2TX70S05	40,6 % или 38,6 мм
	2TX80S05	17,5 % или 16,6 мм
		У = 135,6 мм
Расход питательной воды в ПГ	2RL71F01	385 т/ч
	2RL72F01	360 т/ч
	2RL73F01	335 т/ч
	2RL74F01	360 т/ч
		У=1440 т/ч
Положение БРУ-СН	2RQ11S01	0
	2RQ12S01	55 % или 44 мм
Общий расход через БРУ-СН, полученный по заводской расходной характеристике клапана		200 т/ч

Таблица 6

Наименование клапана БРУ-А	Положениеклапана,мм	Расчётный расход,т/ч	Расход через клапан по заводской расходной характеристике, т/ч
2TX50S05	40,8	409,2	480
2TX60S05	39,6	397,2	450
2TX70S05	38,6	387,2	445
2TX80S05	16,6	166,5	80
У	135,6	1360	1455

Выводы: полученные результаты подтверждают эффективность работы БРУ-А при сбросе нагрузки ТГ при мощности реактора 50% Nном закрытием стопорных клапанов ТГ с запретом работы БРУ-К.

График 1 - Степень открытия клапана БРУ-А и давление в ПГ.

График 2 - Давление и уровень в КД, давление в ГПК, уровень в ПГ.

Заключение

В дипломной работе были рассмотрены вопросы, связанные с заменой БРУ-А, парогенераторов на 1,2 энергоблоках Балаковской АЭС.

Была проведена проверка эффективности работы БРУ-А при сбросе нагрузки ТГ при мощности реактора 50% Nном закрытием стопорных клапанов ТГ с запретом работы БРУ-К. По результатам проверки можно сделать выводы о выполнении БРУ-А главных функций:

· Отвод остаточных тепловыделений реактора и расхолаживание 1 контура в режимах нарушения нормальных условий эксплуатации, включая обесточивание, и в аварийных режимах (малых течах 1 контура, течах паропроводов или питательных трубопроводов и т.д.);

· Предотвращение срабатывания ИПУ ПГ в режимах, связанных с повышением давления во 2-ом контуре.

Была проведена оценка усовершенствованного клапана БРУ-А, выполненная на основе анализа подобия. Выполненный анализ показывает, что клапан БРУ-А, выполненный по усовершенствованному проекту, в основных своих чертах схож с клапанами БРУ-А, установленных на АЭС Моховец и апробированных в условиях полного расхода, а также с клапанами БРУ-А Балаковской АЭС по эксплуатационному опыту.

Проведенные исследования доказывают, что основные характеристики усовершенствованного проекта БРУ-А, предназначенного для поставки на Балаковскую АЭС, могут рассматриваться как экспериментально подтвержденные. Основной отличительной чертой усовершенствованного проекта БРУ-А серии 1465-300/350-Э по отношению к клапану Балаковской АЭС является наличие уравновешенного поршня основного клапана с использованием внутреннего клапана сброса. Целью данной конструкции является уменьшить требуемую мощность привода, в том числе и моментов вращения.

Был проведён расчёт на прочность деталей и узлов, выполненый для обоснования правильности выбора основных размеров и подтверждения прочности основных узлов и элементов клапана запорно-дроссельного DN 300/350 1465-300/350-Э. Расчеты показали, что конструкция задвижки, выбранные размеры основных деталей и свойства конструкционных материалов при воздействии среды расчетных параметров удовлетворяют условиям прочности в соответствии с требованиями "Норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок".

По результатам проведённых испытаний и расчётов считаю, что замена запорно-дроссельного клапана повышает безопасность и эксплуатационную надёжность БРУ-А, на энергоблока Балаковской АЭС.

Список литературы

1.Альбом эксплуатационных схем реакторного цеха. Балаковская АЭС, РЦ-2.

2.Система паропроводов высокого давления. Пособие обучаемого. Балаковская АЭС.

3.Руководство по эксплуатации клапана запорно-дроссельного DN 300/350. Балаковская АЭС.

4.Нормы расчёта на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. ПНАЭ Г-7-002-86

5.Гуревич Д.Ф. Конструирование и расчет трубопроводной арматуры. Москва. Машиностроение,1969г.

6.Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. Москва. Машиностроение,1973г.

7.Марочник стали и сплавов. Москва. НПО ЦНИИТМаш,1977г.

8.Отчёт о проведении проектной оценки усовершенствованного клапана БРУ-А для Балаковской АЭС.Offenbach. Framatome ANP.

9.Отчёт о проведении динамических испытаний по определению эффективности БРУ-А. Балаковская АЭС,2006г.

10.Отчёт из отраслевой базы данных ВНИИАЭС по нарушениям в работе АЭС, связанными с нарушением герметичности второго контура из-за незакрытия БРУ-А.

Приложения

Приложение 1. Результаты расчётов клапана БРУ-А на АЭС Маховец.

Приложение 2. Результаты расчётов усовершенствованной конструкции

БРУ-А. Среда насыщенный пар.

Приложение 3. Результаты расчётов усовершенствованной конструкции БРУА. Среда вода.

Приложение 4. Расчетные характеристики расхода усовершенствованной конструкции БРУ-А.

Приложение 5.

Приложение 1

Результаты расчётов клапана БРУ-А на АЭС Маховец.

Приложение 2

Результаты расчётов усовершенствованной конструкции БРУ-А.

Насыщенный пар.



Приложение 3

Результаты расчётов усовершенствованной конструкции БРУА.

Вода.



Приложение 4

Расчетные характеристики расхода усовершенствованной конструкции БРУ-А.

Среда - насыщенный пар.

Приложение 5

Устройство запорно-дроссельного

Клапана серии 1115-300/350-Э



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Allbest.ru