Внедрение на Ростовской АЭС и Балаковской АЭС устройств для снижения напряжений в зоне сварного соединения №111 узла приварки «горячего» коллектора теплоносителя к патрубку ДУ1200 ПГВ-1000М методом обдува воздухом

Образование трещин, вызванных воздействием напряжений на уровне предела текучести как причина повреждений коллекторов. Описание устройства для снижения напряжений в узле приварки коллектора теплоносителя к корпусу патрубка методом обдува воздухом.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 19.11.2018
Размер файла 254,0 K

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

В настоящее время на АЭС с ВВЭР-1000 зафиксировано наличие повреждений в зоне сварного соединения №111 узла приварки «горячего» коллектора теплоносителя к патрубку Ду 1200 ПГВ-1000М. Повреждения коллекторов обусловлены образованием трещин различной протяженности, вызванным совокупным воздействием напряжений на уровне предела текучести и коррозионно-активной среды на металл коллектора, проявляющего склонность к замедленному деформационному коррозионному растрескиванию в температурном интервале 260-280С.

Для снижения растягивающих напряжений на галтели «кармана» коллектора и в зоне сварного соединения № 111 был предложен метод охлаждения подаваемым воздухом наружных слоев металла в указанной зоне на (50-120)С.

В 2011 г. разработано расчетное обоснование внедрения устройства для снижения напряжений в узле приварки коллектора теплоносителя ПГВ-1000М. Расчетный анализ показал, что для ПГ с охлаждением воздухом узла соединения «горячего» коллектора теплоносителя с патрубком корпуса, статическая и циклическая прочность данного узла отвечает требованиям норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86 и имеет существенно меньшую (до 54%) величину накопленной циклической повреждаемости на галтели «кармана» коллектора по сравнению с конструкцией ПГ без обдува воздухом. В соответствии с расчетным обоснованием при охлаждении наружной поверхности рассматриваемой зоны на (50-120)С происходит существенное снижение (до 37%) растягивающих напряжений на галтели «кармана» коллектора, что позволяет повысить надежность эксплуатации узла соединения коллектора теплоносителя с патрубком корпуса ПГ.

В соответствии с отраслевой «Программой мероприятий по обеспечению целостности и обоснованию надежности узла приварки коллектора к корпусу парогенератора ПГВ-1000 АЭС с ВВЭР-1000» на Ростовской и Балаковской АЭС были разработаны технические решения об оснащении ПГ оборудованием для снятия напряжений, НИЦЭ «Центрэнерго» было разработано и согласовано в установленном порядке техническое задание на проектирование системы подвода воздуха к охлаждаемой зоне ПГ, проектно-сметная документация, изготовлено и поставлено на АЭС необходимое оборудование. В соответствии с указанными документами на парогенераторах 1YB10W01 Ростовской АЭС и 1YB20W01 Балаковской АЭС в ППР-2012 произведен монтаж и выполнены ПНР устройства для снижения напряжений в узле приварки коллектора теплоносителя к корпусу ПГ (УСНК) методом обдува воздухом.

Описание устройства для снижения напряжений в узле приварки коллектора теплоносителя к корпусу ПГ (УСНК) методом обдува воздухом.

УСНК служит для снижения растягивающих напряжений на галтели «кармана» «горячего» коллектора и в зоне сварного соединения № 111 методом охлаждения наружных слоев металла воздухом на парогенераторах 1YB10W01 Ростовской АЭС и 1YB20W01 Балаковской АЭС. Для этого смонтированная система обеспечивает подачу воздуха кожуха, установленного на узел соединения «горячего» коллектора теплоносителя с патрубком Ду 1200 и отвод нагретого воздуха в бокс ПГ.

Принципиальная схема системы подвода воздуха представлена на рисунке 1.

коллектор теплоноситель патрубок

Рис. 1. Принципиальная схема системы подвода воздуха

Необходимое избыточное давление в воздушном тракте реализовано за счет установки двух вентиляторов радиально-осевого типа (основного и резервного) с частотным регулированием оборотов. Данные вентиляторы не имеют аналогов в России, были изготовлены по специальному заказу с использованием электродвигателей зарубежного производства с целью выполнения заложенных в проекте нестандартных аэродинамических параметров (высокого избыточного давления 2324 Па±4% на напоре при малом расходе 6200 м3/ч±10%). Ввиду ограниченного количества свободного места в гермообъеме вентиляторы в боксе парогенераторов размещены вертикально с последовательным их подключением в линию подвода воздуха к кожуху. При отказе основного вентилятора, подача воздуха для охлаждения узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора обеспечивается от резервного вентилятора. В процессе ПНР зафиксировано, что при различных вариантах работы системы аэродинамические характеристики двух вентиляторов практически одинаковы. Подвод и отвод воздуха осуществляется из и в объем бокса ПГ.

В обстройке РО на Ростовской и Балаковской АЭС установлены шкафы управления электродвигателями вентиляторов вместе с частотным преобразователем, предназначенным для регулировки частоты оборотов и автоматического поддержания расхода в зависимости от температуры подаваемого воздуха.

Рис. 2

В процессе выполнения работы на кожухи (рис. 2) коллектора ПГ была разработана проектно-конструкторская документация, в соответствии с которой были изготовлены 2 изделия - для ПГ Ростовской и Балаковской АЭС. Специалистами НИЦЭ «Центрэнерго» и ОАО ОКБ «Гидропресс» была произведена примерка изделия на заводе-изготовителе. Кожухи имеют разборную конструкцию, что облегчает их транспортировку в гермообъеме РО и позволяет быстро осуществить демонтаж и монтаж в процессе ППР. Материал кожуха, входящего и отводящего патрубков - коррозионно-стойкая сталь марки 08Х18Н10Т. Для обеспечения надежного и разъемного соединения кожуха с воздуховодом на входном и выходном патрубках установлен фланец посредством приварки без изменения конфигурации кожуха.

Сброс отводимого воздуха от кожуха производится в бокс ПГ. Визуальное обследование смонтированной системы после монтажа показало, что отводимый от кожуха поток воздуха не попадает на импульсные линии уровнемеров, на датчики системы контроля концентрации водорода (СККВ) и элементы РУ.

С целью недопустимости повреждений воздуховодов на подводящем и отводящем воздуховодах установлены устройства - гибкие вставки, компенсирующие тепловые перемещения ПГ при разогреве - расхолаживании РУ. Изготовленные гибкие вставки предусматривают работу в условиях гермообъема на действующих АЭС.

Помимо технологической части в УСНК предусмотрена и смонтирована система экспериментального контроля с выводом показаний на фрагмент ИВС/УВС и архивированием данных.

Измерение температуры металла наружной поверхности зоны сварного соединения №111 осуществляется в пяти точках, в том числе в зоне напротив входа и выхода охлаждающего воздуха в кожух и из кожуха. В качестве измерителей применены термопреобразователи сопротивления (ТС) типа СП-02. Каждый ТС был установлен в поверхностную термоконтактную гильзу. Крепление всех пяти гильз на поверхности металла коллектора осуществлялось с помощью хомутов. С целью снижения влияния холодного воздуха на показания ТС, на гильзу с ТС была последовательно установлены чехол из фольги и прокладка из асбестовой ткани.

Для измерения температуры охлаждающего воздуха на входе и выходе из кожуха на примыкающем участке воздуховода смонтированы врезки и установлены ТС.

С целью автоматического поддержания расхода подаваемого воздуха посредством частотного регулирования оборотов двигателей в системе на подводящем воздуховоде установлен погружной датчик температуры, предназначенный для измерения температуры подаваемого воздуха и передачи сигнала в шкаф управления вентиляторами.

В системе предусмотрено измерение перепада давления воздуха на кожухе, для чего на примыкающем и отводящем участках воздуховода к кожуху были врезаны импульсные трубки.

Результаты пусконаладочных работ.

После завершения монтажных работ на энергоблоке №1 Ростовской АЭС сотрудниками НИЦЭ «Центрэнерго» проведены индивидуальные испытания УСНК в состоянии энергоблока «Останов для ремонта» в соответствии с разработанной рабочей программой. Согласно результатам пуско-наладочных испытаний фактические характеристики оборудования данной системы соответствуют проектным требованиям и требованиям программы пусконаладочных испытаний, что свидетельствует о верности заложенных в проект технических решений.

После завершения разогрева реакторной установки энергоблока и стабилизации значений температур системы подвода воздуха и корпуса ПГ были проведены комплексные испытания вышеуказанной системы с целью определения диапазона частотного регулирования оборотами электродвигателей вентиляторов для снижения температуры металла наружной поверхности зоны сварного соединения №111 в необходимом диапазоне значений (50120)C. Контроль изменения указанной температуры производился по показаниям термопреобразователей сопротивления, установленным на металле коллектора.

В процессе испытаний было зафиксировано нехарактерное снижение показаний термопреобразователей сопротивления, находящихся на металле коллектора напротив входного патрубка кожуха. По нашему мнению, данное снижение температуры металла связано с турбулизацией потока воздуха в зоне напротив входа охлаждающего воздуха в кожух, с конструктивной особенностью крепления термопреобразователей к металлу, приводящих к захолаживанию ТС и искажению показаний. Учитывая вышесказанное, а также необходимость демонтажа системы температурного контроля в ППР-2014 было принято решение использовать в ходе дальнейших комплексных испытаний критерий завершения ПНР по температуре подводящего и отводящего воздуха.

В результате комплексных испытаний УСНК парогенератора №1 энергоблока №1 Ростовской АЭС (рис. 3, 4):

- выполнен контроль за изменением температуры воздуха на входе в кожух, температуры воздуха на выходе из кожуха, температур металла наружной поверхности зоны сварного соединения №111, температуры металла нижней части ПГ 1YB10W01, температуры в помещении центрального зала ГА-701 при работе вентиляторов на частотах (10, 20, 30, 35, 40, 45, 50) Гц;

- выполнена проверка работоспособности системы подвода воздуха при работе основного вентилятора на значении частоты регулирования оборотами электродвигателей 20 Гц в течение 24 часов;

- подтверждена возможность поддержания разницы значений температур между входящим в кожух и выходящим из него потоками воздуха не менее 18С.

- для каждого вентилятора определен диапазон частотного регулирования оборотов электродвигателя;

- определено оптимальное значение частоты регулирования оборотами электродвигателей и выполнена проверка работы системы в автоматическом режиме.

Рис. 3. Комплексные испытания УСНК. Парогенератор №1. Энергоблок №1. Ростовская АЭС. Изменения показаний 1TL20T01B1(т-ра на входе в кожух); 1TL20T02B1(т-ра на выходе из кожуха); 1TL20T03B1, 1TL20T04B1, 1TL20T05B1, 1TL20T06B1, 1TL20T07B1 (т-ра металла коллектора ПГ); 1YB10Т04 (т-ра корпуса ПГ, низ), 1TQ00Т05 (т-ра в ЗКД); 1TL20P01B1(перепад давления на кожухе). Gm - макс. расход воздуха

В соответствии с требованиями рабочей программы выполнена проверка работоспособности системы подвода воздуха при работе вентилятора в автоматическом режиме работы на значении частоты регулирования оборотами электродвигателей 20 Гц в течение 24 часов (рис. 4).

В результате выполнения мониторинга за работой системы были сделаны следующие выводы:

- система работоспособна;

- замечаний, нарушений и отклонений от проектных параметров не зафиксировано;

- подтверждена возможность работы системы в автоматическом режиме;

- подтверждена возможность автоматического поддержания разницы значений температур между входящим в кожух и выходящим из него потоками воздуха не менее 18С;

- разница значений температур между входящим и выходящим из кожуха потоками воздуха составила 38,4С при работе системы в автоматическом режиме, что удовлетворяет требованиям приемочного критерия рабочей программы;

- температура в помещении центрального зала при работе системы не изменилась.

Рис. 4. Комплексные испытания УСНК. Парогенератор №1. Энергоблок №1. Ростовская АЭС. Изменения показаний термодатчиков 1TL20T01B1, 1TL20T02B1, 1TL20T03B1, 1TL20T04B1, 1TL20T05B1, 1TL20T06B1, 1TL20T07B1, 1YB10Т04, 1TQ00Т05, датчика перепада давления 1TL20P01B1 в процессе работы вентилятора 1TL20D01 на частоте 20 Гц в течение 24 часов

На 25.03.2013г. на Балаковской АЭС ведутся завершающие работы по испытаниям УСНК. Результаты ПНР подтвердили работоспособность системы в соответствии с проектными требованиями.

В соответствии с полученными в ходе мониторинга данными и их анализом на Ростовской и Балаковской АЭС выполняются работы по переводу системы в опытно-промышленную эксплуатацию (ОПЭ). В процессе ее проведения должно быть установлено соответствие технических характеристик УСНК техническому заданию и возможность применения УСНК на АЭС с РУ ВВЭР по назначению в полном объеме.

Подтверждение работоспособности УСНК в проектных режимах работы энергоблока будет осуществляться посредством мониторинга технологических параметров, количества, величины и динамики развития дефектов (индикаций) в металле узла приварки коллектора теплоносителя к патрубку Ду1200 с дальнейшим принятием отраслевого решения о внедрении УСНК в промышленную эксплуатацию на АЭС с ВВЭР-1000.

ВЫВОДЫ:

1. Система подвода воздуха к устройству снижения напряжений в металле сварного соединения №111 приварки «горячего»коллектора первого контура к ПГ спроектирована и смонтирована в точном соответствии с проектными требованиями.

2. Система подвода воздуха к устройству снижения напряжений работоспособна во всех режимах эксплуатации и поддерживает необходимую разницу значений температур между входящим и выходящим из кожуха воздухом, что обеспечивает необходимое снижение температуры металла наружной поверхности зоны сварного соединения №111.

3. Замечаний, нарушений, отклонений в работе системы на всем протяжении пусконаладочных испытаний не зафиксировано.

4. Полученные при проведении комплексных испытаний и мониторинга системы данные свидетельствуют об отсутствии влияния работы УСНК на температуру в ЗКД.

5. По результатам проведения опытно-промышленной эксплуатации будет разработано и принято отраслевое решение о внедрении УСНК в промышленную эксплуатацию на АЭС с ВВЭР-1000.

Литература

1. «Внедрение устройства для снижения напряжений в узле приварки «горячего» коллектора теплоносителя ПГВ-1000М». Расчетное обоснование №РО.0.YB.ЦЭ.12.11. - М., НИЦЭ «Центрэнерго», 2011г.

2. Техническое задание на проектирование внешней системы подвода воздуха для охлаждения сварного соединения №111 узла приварки «горячего» коллектора теплоносителя к патрубку Ду1200 парогенератора №2 энергоблока №1 Балаковской АЭС и парогенератора №1 энергоблока №1 Ростовской АЭС. №ТЗ.YB.ЦЭ.01.12. - М., НИЦЭ «Центрэнерго», 2012г.

3. Акт «О проведении испытаний по программе № РП.YB.ЦЭ.08.12» №24-31/201 от 24.10.2012г. - Волгодонск, Ростовская АЭС, 2012г.

4. Акт «О проведении комплексных испытаний по программе № РП.1.YB.ОИТПЭ/372» № ОИТПЭ-2-02/52 от 21.02.2013г. - Балаково, Балаковская АЭС, 2013г.

5. Программа опытно - промышленной эксплуатации устройства для снижения напряжения в узле приварки коллектора теплоносителя ПГВ-1000М на энергоблоках №1 Ростовской АЭС (1YB10W01) и Балаковской АЭС (1YB20W01). №ПР.ОПЭ.YB.ЦЭ.02.13. - М., НИЦЭ «Центрэнерго», 2013г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение: инвариантов напряженного состояния; главных напряжений; положения главных осей тензора напряжений. Проверка правильности вычисления. Вычисление максимальных касательных напряжений (полного, нормального и касательного) по заданной площадке.

    курсовая работа [111,3 K], добавлен 28.11.2009

  • Исследование асинхронного трехфазного двигателя с фазным ротором. Схема последовательного и параллельного соединения элементов для исследования резонанса напряжений. Резонанс напряжений, токов. Зависимость тока от емкости при резонансе напряжений.

    лабораторная работа [249,7 K], добавлен 19.05.2011

  • Двухконтурная установка с принудительной циркуляцией в коллекторном контуре теплоносителя антифриза - распространенная система горячего водоснабжения индивидуальных жилых зданий. Коэффициент положения солнечного коллектора для рассеянной радиации.

    курсовая работа [726,5 K], добавлен 23.05.2019

  • Вычисление напряжений, вызванных неточностью изготовления стержневой конструкции. Расчет температурных напряжений. Построение эпюр поперечной силы и изгибающего момента. Линейное напряженное состояние в точке тела по двум взаимоперпендикулярным площадкам.

    курсовая работа [264,9 K], добавлен 01.11.2013

  • Решение линейных уравнений методом Зейделя и итерационными методами. Расчет режимов электрической сети. Определение узловых напряжений сети. Расчет системы узловых напряжений, сопротивления ветвей. Формирование матрицы коэффициентов. Текст программы.

    контрольная работа [121,9 K], добавлен 27.01.2016

  • Определение напряжений на координатных площадках. Определение основных направляющих косинусов новых осей в старой системе координат. Вычисление нормальных и главных касательных напряжений. Построение треугольника напряжений. Построение диаграмм Мора.

    контрольная работа [1,7 M], добавлен 11.08.2015

  • Расчет токов ветвей методом узловых напряжений, каноническая форма уравнений метода, определение коэффициента этой формы. Расчет узловых напряжений, баланса мощностей, выполнения баланса. Схема электрической цепи для расчета напряжения холостого хода.

    контрольная работа [427,5 K], добавлен 19.02.2010

  • Поведение полей напряжений в окрестности концентраторов дефектов и неоднородностей среды, полостей и включений. Теоретическое решение задачи Кирша. Концентрации напряжений. Экспериментальный метод исследования напряжённо-деформированного состояния.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 24.03.2011

  • Преимущества использования солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения жилых домов. Принцип действия солнечного коллектора. Определение угла наклона коллектора к горизонту. Расчет срока окупаемости капитальных вложений в гелиосистемы.

    презентация [876,9 K], добавлен 23.06.2015

  • Расчёт параметров цепи постоянного тока методом уравнений Кирхгофа, контурных токов и методом узловых напряжений. Расчёт баланса мощностей. Расчёт параметров цепи переменного тока методом комплексных амплитуд. Преобразование соединения сопротивлений.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.04.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.