Аналіз динаміки і структурна модернізація системи циркуляційного водопостачання атомної електричної станції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одеський національний політехнічний університет

Автореферат

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

Аналіз динаміки і структурна модернізація системи циркуляційного водопостачання АЕС

Запорожан Владислав Володимирович

05.14.14 -теплові та ядерні енергоустановки

Одеса - 2010

Вступ

Актуальність роботи. Розвиток атомної енергетики сьогодні визначається вирішенням комплексу науково-технічних проблем, що забезпечують надійну і безпечну експлуатацію АЕС, що діють та проектуються. При цьому аналізуються різні аварійні ситуації, можливість (вірогідність) самих різних відмов в роботі устаткування і наслідки цих аварій.

Дефіцит охолоджуючої води на АЕС України обумовлює будівництво замкнутих (без ставка охолоджувача) систем охолоджування конденсаторів турбіни - системи циркуляційного водопостачання (СЦВ). Залежно від умов планування на місцевості конкретного блоку застосовуються СЦВ закритого (ЗСЦВ) або відкритого типа.

СЦВ є важливою системою для надійності АЕС: при виході її з ладу відразу ж повинен зупинитися енергоблок. Аварійний зупин всіх насосів закритої СЦВ може супроводжуватися переповнюванням водоприймальних камер (ВПК) і виливом води на проммайданчик АЕС, що може привести до значних пошкоджень.

У спроектованому ще в Радянському Союзі четвертому блоці Рівненської АЕС була застосована для охолоджування конденсаторів, єдина в Европі, ЗСЦВ. У той час були недостатньо вивчені особливості нестаціонарних процесів таких гідравлічних систем. Так, при введенні в експлуатацію 4-го блоку Рівненської АЕС, виникло питання про відповідність, побудованої ЗСЦВ вимогам безпеки роботи блоку. На теперішій час, розрахунковим шляхом, за участю автора, доведено, що дана ЗСЦВ не в повній мірі відповідає вимогам безпеки роботи блоку: при аварійному знеструмлені всіх насосів СЦВ на проммайданчик АЕС виливається до 5 тис. м3 води. По матеріалах, приведених в дисертаційній роботі головною проектуючою організацією (КІЕП) було прийняте рішення, щодо модернізації і визначена оптимальна схема СЦВ 4-го блоку Рівненської АЕС. У схему ЗСЦВ був доданий відкритий канал, що замінив частину трубопроводів, а викопані труби були використані як додаткові водоводи.

У зв'язку з викладеним питання, надійності роботи СЦВ АЕС є вельми актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, роботами. Справжня робота виконувалася відповідно до Національної енергетичної програми України до 2010 року, постанови Верховної Ради України від 15 червня 1996 року № 191/96-ВР, «Основними положеннями енергетичної стратегії Україні до 2030 року”, планом науково-дослідних робіт в ОНПУ (держбюджетна тема № 382-42 „Підвіщення безпеки, надійності та ефективності обладнання енергоустановок”), госпдоговірною роботи з Рівненською АЕС: № 858 від 25 квітня 2002 року «Розробка і реалізація на ЕОМ математичної моделі гідродинамічних процесів в закритій СЦВ блоку № 4 РАЄС».

Метою дисетраційної роботи є вивчення динамічних характеристик ЗСЦВ в умовах аварійної ситуації (знеструмлення всіх насосів) і розробка рекомендацій для проектування нових ЗСЦВ, з врахуванням широкого діапазону режимних параметрів.

Для досягнення поставленої мети в роботі виконано наступне:

вивчено вплив на динаміку гідравлічних процесів в СЦВ інерційності насосів, довжини зливних трубопроводів, площі БГ і ВПК, прохідного перетину дихальних отворів в перекриттях ВПК, установки зворотних клапанів на напірних трубопроводах НСГ, заміна частини трубопроводів відкритим каналом;

розроблена і реалізована на ЕОМ математична модель гідродинамічних процесів в закритій СЦВ і СЦВ з відкритим каналом;

розрахунковим методом вивчені особливості динаміки СЦВ на різних режимах експлуатації;

розрахунковим шляхом досліджено характер динаміки СЦВ, при модернізації раніше збудованого і доповненого допоміжним устаткуванням;

на основі розробленої математичної моделі отримані рекомендації до проектування СЦВ закритого типа;

для реконструкції СЦВ блоку № 4, з декількох альтернативних схем СЦВ, запропонованих генеральним проектувальником Рівненської АЕС КІЕП, рекомендована і упроваджена схема з мінімальним підняттям рівня води у ВПК і достатнім запасом кавітації насосів.

Об'єкт дослідження - ЗСЦВ на прикладі 4-го блоку Рівненської АЕС.

Предмет дослідження - динамічні процеси у вузлах СЦВ (на прикладі 4-го блоку Рівненської АЕС): закритих і відкритих водоприймальних камерах, трубопроводах, насосах з електроприводом, каналі і системи в цілому.

Методи дослідження. У дисертаційній роботі використовувалися розрахункові методи засновані на нестаціонарних рівняннях руху рідини в трубопроводах, водоприймальних камерах, стискування повітря під перекриттям, рівняння динаміки насосів з електроприводом і хвилеутворення в каналі. Коригування моделі на основі натурних випробувань.

Наукова новизна отриманих результатів:

складена математична модель нестаціонарних гідравлічних процесів, що відбуваються в закритій СЦВ з урахуванням багатотрубності системи і прохід повітря через дихальні отвори перекриттів ВПК;

розроблена математична модель динаміки гідравлічних процесів що відбуваються в СЦВ з відкритим каналом для (на прикладі 4-го блоку Рівненської АЕС);

показано, що в разі наближеного моделювання динаміки гідравлічних процесів, росходження значень Re в моделі і натурі піддається корегуванню величиною додаткових місцевих опорів;

вперше з'ясовано механізм виникнення переливів в ЗСЦВ при знеструмленні всіх насосів;

показано, що на динаміку процесів в СЦВ і на величину максимального підйому рівня води у ВПК, істотний вплив мають надлишковий тиск повітря під перекриттям ВПК і інерційність частин насоса і електропривода, які обертаються.

Практичне значення отриманих результатів.

дано пояснення фізичних причин, що приводять до переповнювання ВПК при відключенні всіх насосів СЦВ;

показаний вплив на динаміку гідравлічних процесів в ЗСЦВ тиску повітря під перекриттями ВПК і площин басейнів;

використання математичних моделей і програмного коду розрахунку динаміки процесів в СЦВ, дозволяє отримати дані про надійність експлуатаційних режимів роботи СЦВ ще на стадії проектування, що підвищить надійності проектованих рішень;

по матеріалах, приведених в дисертаційній роботі, КІЕП було прийняте рішення щодо модернізації та визначена оптимальна схема СЦВ 4-го блоку Рівненської АЕС, що є впровадженням результатів роботи в енергетичну галузь;

розрахунковим шляхом проаналізовано динаміку гідравлічних процесів для 7-ми варіантів модернізії схеми СЦВ;

проаналізована поведінка робочих параметрів модернізованої СЦВ при різних режимах роботи.

Апробація результатів дисертації.

Основні результати роботи докладалися на:

1. міжнародної конференції „Безпека, надійність і управління ресурсом енергоблоків АЕС України”, Україна, Одеса - ОНПУ, 05 - 07 червня 2007р. Доповідь: Герлига В.А. Запорожан В.В. Кіров В.С. «Динамика гидравлических процессов в СЦВ на примере 4-го блока Ровненской АЭС»;

2. 7-ій міжнародній науково-практичній конференції з проблем атомної енергетики «Безпека, ефективність, ресурс ЯЕУ», Україна, Севастополь - Батіліман, 22 - 27 вересня 2009 р. Доповідь: Герлига В.А. Запорожан В.В. «Математична модель динаміки хвилеутворення у відкритому каналі системи циркуляційного водопостачання на прикладі 4-го блоку Рівненської АЕС».

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 4 статті у виданнях, що відповідають вимогам ВАК України до публікацій результатів дисертаційних робіт в спеціалізованих виданнях, і одна теза доповіді на міжнародній науково-технічній конференції.

Особистий внесок здобувача: Всі основні результати дисертаційного дослідження, які представлені до захисту, одержані дисертантом. В опублікованих статтях, надрукованих в співавторстві, дисертанту належить постановка задачі, побудова математичної моделей і рішення задачі.

Структура і об'єм роботи.

Дисертація складається з введення, трьох розділів, висновків, списку літературних джерел та додатків. Загальний об'єм роботи складає 146 стор. Дисертація містить 67 ілюстрацій на 27 с., 6 таблиць на 2 с., список 78 використаних літературних джерел на 7 с. та 3 додатка на 23 с.

1. Основний зміст роботи

У вступі сформульовані основні положення та проблеми, які розглядуються в дисертаційній роботі. Обгрунтована актуальність роботи, визначена її мета, наукова новизна та практичне обгрунтування, а також сформульовані завдання, вирішенню яких присвячена дана дисертаційна робота.

У першому розділі розгледіла структура СЦВ блоків АЕС, що використовує градирні та недоліки роботи спочатку побудованою закритою СЦВ 4-го блоку РАЕС.

До теперішнього часу з тематики дисертації відоме наступне:

По-перше математичний опис окремих елементів системи відомий вже більше 50 років і грунтується на законі збереження маси і механічної енергії;

по-друге - в університеті «Львівська політехніка» побудована фізична модель СЦВ і проведені експерименти;

по-третє - Московський будівельний інститут розробив спрощену динамічну модель закритої СЦВ. В данній моделі не розглядувалися переливи води у ВПК і схема СЦВ була однотрубною. Така схема не моделює натуру, оскільки не враховуються різні перетікання, які є в реальній багатотрубній системі. При цьому, на наш погляд, допущено декілька серйозних прорахунків, про які буде сказано пізніше.

Отже: немає робіт, присвячених розрахунковому вивченню динаміки СЦВ з відкритим каналом і отже немає розрахункових рекомендацій по реконструкції раніше побудованою закритою СЦВ 4-го блоку РАЕС.

До теперішнього часу є 5 робіт, в яких розглядається динаміка СЦВ, але вказані завдання не вирішуються. У всіх цих роботах основні рівняння, якими описується процес, є наступні:

рівняння руху (Бернуллі); рівняння зміни висоти рівня води у водоприймальних камерах і басейнах градирень; рівняння зміни частоти обертів насоса.

У даній роботі також використовуються вказані рівняння і наступні загальноприйняті допущення: рух одновимірний, при порівняно повільних рухах не враховуються звукові явища.

Другий розділ присвячений аналізу динаміки окремих частин СЦВ з метою розкрити механізм виникнення можливого переливу і показати помилковість існуючих підходів моделювання динаміки гідравлічних систем.

Спочатку розглянуто динаміку спрощеної схеми: насос і дві ємкості, сполучених трубопроводом (рис. 1). До початкового моменту часу насос працює і в ємкість 2 надходить витрата води ; при прийнято (насос не працює) і в ємкість 2 вода не надходить. При відбувається нестаціонарний рух води в трубопроводі, який з'єднує ПК, в котрому на початковий момент часу була витрата і різниця в рівнях .

Для опису руху рідини, в даному гідравлічному стенді, використовуються раніше відмічі рівняння Бернуллі і балансу води в ВПК, відповідно:

,(1)

,(2)

де - зміна швидкості води у часі, - площа перетину трубопроводу, L - довжина трубопроводу, - різниця рівнів (тиску) між початком і кінцем трубопроводу, - натиск насоса, - гідравлічні втрати в трубопроводі, F - площа дзеркала, Н - висота рівня води, - вхідна об'ємна витрата, - вихідна об'ємна витрата.

Для розрахунку рівняння (1) і (2) були приведені до безрозмірного вигляду, співвідношеннями:

, ,,

, , .

Роблячи однаковими для натури і фізичної моделі коефіцієнти системи рівнянь (1) і (2), записаних у безрозмірному вигляді, отримано умови подібності:

, ,(3)

Введено масштабні коефіцієнти:

; ; ;

; ; .

Масштабні коефіцієнти m0, m1, m2, m3, m4 можна вибрати двома способами. Так, зазвичай, приймають масштабні коефіцієнти все однакові. У нашому випадку вибираємо mi =50. Ми отримаємо, що рівень змінюватиметься в діапазоні одного см.. Таку незначну зміну рівня складно, з високою точністю, фіксувати вимірювальними засобами, які використовуються на станції.

Якщо вибрати mi різними, підбираючи їх так, щоб виконувалися умови подібності (3) ми розтягнемо діапазон зміни висоти рівня. Дійсно при , , , і при для моделі отримаємо . При цьому зберігається рівність рішень для моделі і натури.

Проведене фізичне моделювання СЦВ, у Львівському політехнічному інституті, оскільки mi вибрали однаковими і близьким до 50, має однин з недоліків, те що отримали практично не спостерігаємий перехідний процес (зміна рівня мала для спостерігання).

Одна з умов моделювання - рівність коефіцієнтів гідравлічного опору (3). Як приклад були розраховані два варіанти гідросистем (натурна і модельна), схема яких представлена на рис. 1. Розміри «натури» і «моделі» відрізнялися в 50 разів. На рис. 2 показана зміна відносного рівня в ємкості 1

після знеструмлення насоса (при ), для натури і моделі.

Різниця діаметрів привело до відмінності в значенні числа Рейнольда (Re) і отже витрат по довжині, це можна виправити варіюючи коефіцієнтами місцевих гідравлічних витрат, порушуючи умову .У нашому прикладі відношення .

Далі розглянуто вплив перекриттів ВПК. Водоприймальні камери БНС і НСГ - прямокутні і закриті перекриттями з отворами для виходу (входу) повітря. Повітря, що знаходиться під перекриттям ВПК, пропонується використовувати як «амортизаційну подушку» при підйомі рівня води в наслідку знеструмлення насосів. Зменшуючи прохідний перетин дихальних отворів, ми, відповідно, зменшимо витрати повітря, що проходить через них, що сприятиме зростанню тиску повітряної подушки і відповідно гідравлічний рівень у ВПК збільшиться на величину

Таким чином, чим більше підвищується тиск повітряної подушки у ВПК, тим значніше його вплив на динаміку гідравлічних процесів в СЦВ.

Подальший наш аналіз показав, що не останнім з чинників, що впливають на динаміку СЦВ є сумарний момент частин електродвигуна, насоса і приєднаної рідини, що обертаються (УJ).

Динаміка гідравлічних процесів в даному стенді описуються системою рівнянь, записаною нижче.

, (4)

,(5)

,(6)

,(7)

,(8)

,(9)

де - коефіцієнт місцевих втрат, - коефіцієнт Дарсі, - момент обертаючихся частин насосу і електроприводу, , - моментова і напірна характеристики насоса, знаходяться по заданим коефіцієнтам швидкохідності.

(4) - рівняння балансу об'єму рідини в ємкості 1;

(5) - рівняння балансу об'єму рідини в ємкості 2;

(6) - рівняння руху води в трубопроводі з насосом;

(7) - рівняння руху води в замикаючому трубопроводі;

(8) - рівняння оборотів насоса;

(9) - рівняння відносного натиску насоса.

1-; 2-; 3-; 4-; 5-; 6-.

Змінюючи величину УJ коливальних процес, зображений на рис. 5, буде розтягуватися в часі, тоб то збільшуватиметься період коливань, при цьому амплітуда коливань зменшуватиметься.

Далі в розділі представлено математичну модель відкритого каналу, який може бути складовою частиною СЦВ.

,(10)

,(11)

де i - ухил дна; x - координата уздовж дна; h - глибина потоку в динаміці; w - швидкість, усереднена по перетину, С - коефіцієнт Шезі; R - гідравлічний радіус; Q - об'ємна витрата,

,.

Рівняння (10), (11) зв'язують усереднену швидкість руху води в каналі з висотою рівня (хвилі) на нестаціонарному режимі. Проведена чисельна реалізація цих рівнянь.

Також, у данному розділі, розроблена математична модель вістових труб і зворотних клапанів на напірних трубопроводах подачі води на роздаючі системи градирень.

У висновках другому розділу відзначимо наступне: складені математичні моделі окремих частин і елементів СЦВ (включених в проект СЦВ і запропонованих для модернізації) та проаналізовані деякі їх особливості. Це дозволило: рекомендувати при створенні фізичної моделі застосовувати різні розмірні масштаби, щоб поліпшити спостерігання коливань рівнів у ВПК; корегувати неточність моделювання гидравличного опору місцевими опорами; приділити увагу до моделювання моменту інерції частин, що обертаються.

Два останні моменти також слід враховувати і при розробці розрахункових моделей.

Третій розділ дисертації присвячений динаміці СЦВ, на прикладі раніше побудованої закритої (спочатку зпроектованої) і модернізованої (з відкритим каналом) схем СЦВ 4-го блоку Рівненської АЕС, а також розглянуто можливість модернізації СЦВ без додавання в схему відкритого каналу.

Доведено, що закрита СЦВ не повною мірою задовольняє Рівненську АЕС із-за можливих значних переливів при відключенні насосів: з ВПК БНС виливається 2010 м3 та ВПК НСГ виливається 3162 м3.

Простим вирішенням питання переповнення ВПК, є збільшення висоти бортів. Це рішення прийнятне лише для ВПК НСГ, для ВПК БНС воно неприйнятне через особливості конструкції електричної частини БНС. Тому мною запропоновано, а КІЕП підтримано і прийнто до розробки наступну концепцію модернізації СЦВ: включити в нову схему СЦВ відкритий канал і розгалужену систему трубопроводів. Ця схема наведена на рис. 6. Для порівняння на рис. 7 наведена схема раніше побудованої ЗСЦВ. З малюнків видно, що схеми мають значні відмінності:

по-перше, з'явився відкритий канал довжиною 320 м, шириною - 11 м і глибиною - 4 м;

по-друге, запроектовано ряд додаткових трубопроводів. На схемі (рис. 6) це: трубопроводи 22, 20, 31, 30, 17.

Таким чином, розрахунковим шляхом, варіюючи введеними (новими) трубопроводами (включаючи і вимикаючи їх зі схеми) буде можливо вибрати оптимальний варіант схеми СЦВ.

Було складено математичну модель схеми СЦВ, представленої на рис. 7. У склад математичної моделі представленої нижче увійшло 38 диференціальних рівнянь першого порядку:

24 рівнянь Бернуллі для нестаціонарного руху нестискуваної рідини в 24 трубопроводах;

2 рівняння балансу об'єму рідини для 2-х вістових труб;

4 рівняння балансу об'єму рідини для ємкостей (2 ВПК БНС і 2 БГ);

8 диференціальних рівнянь для обертального руху насосів;

Замикаючі кінцеві співвідношення (гідравлічні опори, баланс витрат в точці сполучених трубопроводів, характеристики насосів).

Математична модель схеми СЦВ, була отримана шляхом додавання у вищевикладений склад математичної моделі рівняння хвилеутворення відкритого каналу і рівнянь Бернуллі для доданих трубопроводів. Разом 50 диференціальних рівнянь першого порядку.

На базі вказаної системи диференціальних рівнянь і кінцевих співвідношень була складена розрахункова програма, яка дозволяє розраховувати для будь-якого елементу схеми зміни робочих параметрів і характеристик в часі: Q(t) - об'ємної витрати, H(t) - висоти рівнів у ВПК, БГ і каналу, Р(t) - тиску в будь-якій крапці схеми, n(t) - оберти насосів при будь-якій схемі включення і відключення насосів і так далі.

Найважчий варіант з точки зору величини переливів з ВПК БНС (про ВПК НСГ мова не йдеться, там питання вирішене за рахунок нарощування висоти бортів) є знеструмлення всіх 8-ми насосів. Якщо питання з переливом у ВПК НСГ вирішене за рахунок можливого піднімання висоти бортів, але треба знати висоту на яку може піднятися рівень води у новій схемі, так як ця висота впливає на перехідні процеси в системі.

Було прораховано 7 варіантів різних можливих поєднань відключених трубопроводів в схемі. Зазначімо, що мінімальна висота підйому рівня води у ВПК БНС виходить при відключених трубопроводах № 17, 22, 27, 30. Про трубопровід 27 необхідно сказати наступне: його робота доцільна в режимах пуску СЦВ, оскільки для цих режимів характерні перетікання у зв'язку з перемиканнями в схемі при пусках. У режимах експлуатації на номінальній потужності доцільно цей трубопровід відключити, оскільки при цьому знижуються перетікання гарячої води на холодну сторону, і, по-друге, в разі зупину всіх насосів зменшується величина підйому рівня води у ВПК БНС.

В результаті розрахунків, проведених у третьому розділу, була рекомендована для будівництва схема СЦВ. Це головний результат даного розділу.

На Рівненській АЕС в 2004 р. була перебудована СЦВ 4-го блоку, згідно з наданими рекомендаціями і проведені попередні пуски. У табл. 1 приведені дані цих пусків (висоти рівнів).

Використовуючи отримані дані, попередніх пусків СЦВ, була проведена певна верифікація розрахункової моделі, а саме: на основі експерименту уточнені величини місцевих гідравлічних втрат. На наш погляд, саме точне завдання коефіцієнтів гідравлічних втрат є найуразливішою процедурою при написанні математичної моделі:

по-перше, в довідниках ці коефіцієнти задаються зазвичай у вигляді діапазону величин;

по-друге, в довідниках деякі дані просто відсутні;

по-третє, сам процес монтажу вносить свої, заздалегідь невідомі, значення місцевих втрат (з'єднання труб, підкладки, монтажне залишкове сміття, відхилення від проекту і так далі).

Для знаходження скорегованих значень місцевих втрат, тобто для верифікації математичної моделі, використовувався метод найменших квадратів.

Результати розрахунку за раніше складеною математичною моделлю, з врахуванням нових - верифицированних значень, представлені в табл. 1.

Таблиця 1 Розрахункові рівні води в спорудах СЦВ

№ варіанта	Початкові умови	Рівень води в спорудах СЦВ, м.
	Кут встановлення лопаток насосів	Відмітка початкового рівня СЦВ, м.	ВПК БНС	ВПК НСГ	Бг5	Бг6
			Стаціонарний режим	Максимальний рівень	Стаціонарний режим	Максимальний рівень	Стаціонарний режим	Максимальний рівень	Стаціонарний режим	Максимальнийрівень
	БНС	НСГ
Експермент	187,7	185,69	--	186,72	--	187,64	--	187,61	--
1	-8	-10	187,7	185,68	188,5	186,69	189,58	187,62	<187,8	187,63	<187,8
2	0	-2	187,7	185,62	188,53	186,72	189,65	187,62	<187,8	187,64	<187,8
3	0	-2	187,9	185,71	188,67	186,85	189,81	187,81	<188	187,79	<188

Розрахункові стаціонарні рівні води практично збігаються з експериментальними, а максимальні висоти підйому рівня води у ВПК БНС підтверджують працездатність системи.

Також в цьому розділі розрахунковим шляхом було досліджено можливість впливу на характеристики СЦВ без модернізації раніше побудованої схеми: збільшення інерційності частин насосів і електроприводів, що обертаються; зменшення перетину дихальних отворів; збільшення площі дзеркал ВПК; зменшення площі дзеркал БГ; заміна частини трубопроводів відкритим каналом. Ці дослідження проведені з метою отримання рекомендацій при проектуванні закритих СЦВ для нових блоків.

Дослідження можливості зміни характеристик устаткування СЦВ без зміни раніше побудованої схеми показали, що окремо перераховані зміни хоч і покращують характер динаміки перехідних процесів при знеструмлені всіх насосів, але цього не вистачає, щоб повністю уникнути виливу води з системи. Таким чином, для безпечної експлуатації СЦВ необхідні або комбіновані зміни в конструктивній схемі ЗСЦВ або додавання в схему відкритого каналу.

Висновки

гідравлічний циркуляційний водопостачання гідродинамічний

У дисертаційній роботі вивчені динамічні характеристики ЗСЦВ в умовах знеструмлення насосів і розроблені рекомендації для проектування нових ЗСЦВ.

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішені наступні завдання:

Складена і реалізована на ЕОМ математична модель гідродинамічних процесів в закритій СЦВ і СЦВ з відкритим каналом.

Вивчені особливості динаміки ЗСЦВ на різних режимах експлуатації. Визначено, що при знеструмленні всіх насосів проектної (раніше побудованої) СЦВ 4-го блоку РАЕС виникає переповнювання обох ВПК з подальшим виливом води на проммайданчик (близько 5000 м3, при максимальних витратах насосів).

Досліджено характер динаміки СЦВ раніше збудованої (закритого типу), модернізованої та доповненої допоміжним устаткуванням. Вивчено вплив інерційності насосів, довжини зливних трубопроводів, прохідного перетину дихальних отворів в перекриттях ВПК, установки зворотних клапанів на напірних трубопроводах насосної станції градирень (НСГ) і заміни частини трубопроводів відкритим каналом.

Приведені в роботі математичні моделі і програмний код розрахунку динаміки процесів в СЦВ, дозволяє отримувати дані про безпеку експлуатаційних режимів роботи СЦВ та дає можливість дослідження нестаціонарних процесів в СЦВ ще на стадії проектування.

Надані загальні рекомендації щодо проектування СЦВ:

а) зменшення довжини зливних трубопроводів;

б) збільшення інерційності частин, що обертаються, насосів і електроприводів ВПК БНС;

в) зменшення перетину дихальних отворів в перекриттях ВПК;

г) зменшення різниці площі дзеркал між ВПК і БГ;

д) нарощування бортів ВПК НСГ або установка зворотних клапанів на напірних трубопроводах ВПК НСГ;

е) заміна частини трубопроводів відкритим каналом.

Визначено конструктивні рішення, для можливої реконструкції СЦВ 4-го блоку РАЕС, що виключають виливи води з ВПК при аварійному знеструмлені всіх насосів СЦВ. Зменшення перетину дихальних отворів в перекриттях ВПК і монтаж зворотних клапанів на напірних трубопроводах ВПК НСГ дозволило б знизити максимальний підйом рівня води до допустимих меж (нижче ріня перекриття ВПК), або більш надійний спосіб - заміна частини трубопроводів відкритим каналом та додавання додаткових зливних трубопроводів.

З декількох альтернативних схем СЦВ, запропонованих генеральним проектувальником КІЕП, розрахунковим шляхом рекомендовано схему з мінімальним підйомом висоти рівня у водоприймальних камерах і достатнім запасом кавітації для насосів. Отримано рекомендації щодо реконструкції СЦВ блоку № 4 Рівненської АЕС.

На підставі рекомендацій, КІЕП прийнято рішення щодо модернізації раніше побудованої ЗСЦВ - додавання в схему відкритого каналу, додаткових зливних трубопроводів і нарощування бортів ВПК НСГ.

Проаналізовано поведінку робочих параметрів модернізованої СЦВ при знеструмленні всіх насосів.

Матеріали приведені в дисертаційній роботі використані для прийняття рішення про модернізацію СЦВ 4-го блоку Рівненської АЕС, про що є відповідний акт впровадження.

Список опублікованих праць по темі дисертації

1. Герлига В.А. Влияние инерционных характеристик электропривода и насоса на величину перелива в замкнутом гидравлическом контуре / В.А. Герлига, В.В. Запорожан, О.А. Назаренко // Збірник наукових праць СНУЯЕтаП. - Севастополь: СНУЯЕтаП, 2008. - Вип. 2 (26). - С. 14-20.

2. Здобувачем розроблена математична моделі і проведенні розрахунки динаміки гідравлічних процесів в замкнутому контурі.

3. Герлига В.А. Верификация математической модели динамических процессов системы циркуляционного водоснабжения 4-го блока ОП Ровненской АЭС / В.А. Герлига, Э.С. Греков, В.В. Запорожан // Холодильна техніка і технологія. - Одесса: ОДАХ, 2008. - № 3 (113). - С. 64-66.

4. Здобувач розробив методику верифікування математичної моделі динаміки гідравлічних процесів СЦВ та алгоритм розрахунку, провів розрахунки.

5. Запорожан В.В. Влияние на динамику процессов закрытой системы централизованного водоснабжения АЭС площади её ёмкостей / В.В. Запорожан // Холодильна техніка і технологія. - Одесса: ОДАХ, 2009. - № 3 (119). - С. 62-64.

6. Герлига В.А. Математическая модель динамики волнообразования в открытом канале системы циркуляционного водоснабжения на примере 4-го блока Ровенской АЭС / В.А. Герлига, В.В. Запорожан // Збірник наукових праць СНУЯЕтаП. - Севастополь: СНУЯЕтаП, 2009. - Вип. 4 (32). - С. 13-18.

Размещено на Allbest.ru