Слободчук В.И., Лескин С.Т., Шелегов А.С., Кашин Д.Ю. Основные системы энергоблока с реактором ВВЭР-1000

Перед выводом реактора на МКУ должны быть работоспособны все три канала спринклерной системы. При температуре теплоносителя первого контура свыше 120 °С спринклерная система должна находиться в состоянии готовности к выполнению своих функций. При работе РУ на мощности допускается вывод в ремонт одного канала на срок не более трех суток с момента появления дефекта по согласованной заявке и письменному разрешению главного инженера станции при условии подтверждения работоспособности двух других каналов. При неисправности двух и более каналов РУ должна быть переведена в «холодное» состояние. Включение спринклерной системы происходит автоматически по сигналам защит САОЗ. При любом сигнале САОЗ происходит включение спринклерного насоса. Открытие же арматуры на орошение гермооболочки осуществляется только по сигналу повышения давления под оболочкой свыше 0,127 МПа (1,3 кгс/см2). Эта блокировка на открытие арматуры выполнена независимой отдельно от защит САОЗ для исключения случайного орошения гермооболчки.

При подаче воды в гермооболочку борированная вода распыляется форсунками в помещения гермозоны, понижая в них давление и температуру за счет конденсации пара. Затем вода стекает в бакприямок и, охлаждаясь в теплообменнике аварийного и планового расхолаживания, снова поступает на всас спринклерных насосов. Для связывания радиоактивных аэрозолей, выходящих под оболочку в случае значительного повреждения твэлов, предусматривается подача в спринклерную воду пентобората калия из баков спринклерного раствора с помощью водоструйного насоса. Схема водоструйного насоса представлена на рис. 8.4.

Поскольку в баках спринклерного раствора содержится раствор с высоким содержанием бора и калия, то во избежание кристаллизации бора и стратификации раствора его необходимо периоди-

52

53

териалом поверхностей нагрева ПГ для блоков с реакторами ВВЭР является нержавеющая сталь аустенитного класса. Эта сталь обладает высокой общей коррозионной стойкостью при наличии в воде различных примесей.

Однако аустенитные нержавеющие стали склонны к таким видам коррозии, как щелочная хрупкость, щелевая коррозия, коррозия под напряжением (коррозионное растрескивание). Коррозионное растрескивание возникает и развивается при воздействии на напряженный металл водной среды, содержащей кислород и хлориды. При этом следует иметь в виду более существенное влияние кислорода, присутствие хлоридов при этом резко интенсифицирует процесс. В связи с этим их содержание должно строго ограничиваться нормами водно-химического режима и первого, и второго контуров.

Из веществ-накипеобразователей крайне нежелательны соединения кальция и магния, а также различные оксиды железа, поскольку они могут кристаллизоваться на поверхности теплообмена. Наличие отложений на трубках теплообменной поверхности приводит к заметному снижению интенсивности теплообмена. Кроме того, под слоем отложений создаются благоприятные условия для развития коррозионных процессов.

Таким образом, для поддержания водно-химического режима теплоносителя второго контура в ПГ необходима их продувка. Система продувки ПГ предназначена для поддержания норм воднохимического режима котловой воды ПГ, заключающееся в отборе части котловой воды из мест наиболее вероятного скопления шлама, продуктов коррозии, солей. Система продувки ПГ является системой нормальной эксплуатации.

Система спроектирована на основе следующих требований:

•система должна обеспечить непрерывную продувку с расходом 7,5 т/ч от каждого ПГ;

•система должна обеспечить возможность проведения периодической продувки с расходом 30 т/ч, при этом суммарный расход продувочной воды от всех четырех ПГ должен составлять 60 т/ч;

•система должна обеспечить возможность дренирования каждого ПГ с расходом не менее 30 т/ч при температуре котловой воды

менее 100 °С и атмосферном давлении.

54

Критерием выполнения системой требуемых функций является поддержание качества котловой воды и обеспечение дренирования ПГ. В режимах нормальной эксплуатации (продувке) открыта арматура на линиях продувки и закрыта арматура на линии дренирования ПГ. В режимах дренирования арматура на линиях продувки ПГ закрыта, а арматура на линиях дренирования котловой воды ПГ открыта. Дренаж котловой воды через теплообменники охлаждения дренажей поступает в бак слива воды из ПГ, а затем насосом откачивается в спецводоочистку.

Схема системы продувки и дренажей ПГ представлена на рис. 9.1. Продувка ПГ осуществляется по двум линиям: из солевых отсеков и из зазоров между коллекторами и патрубками парогенератора («карманы» коллекторов) по трубопроводам 12 28×3 (рис. 9.1). Непрерывная продувка осуществляется по обеим линиям и объединяется в коллектор 14 159×9. Установленные на трубопроводах дроссельные шайбы обеспечивают заданный расход продувки 30 т/ч.

Расход продувочной воды из солевых отсеков каждого ПГ составляет 5 т/ч. Расход из «карманов» и днищ ПГ равен 2,5 т/ч. Суммарный расход непрерывной продувки каждого ПГ должен составлять 7,5 т/ч.

Периодическая продувка осуществляется также по обеим линиям и объединяется в коллектор 13 89×6. С помощью дроссельных шайб расход периодической продувки ограничивается величиной

30т/ч.

Дренирование ПГ осуществляется через штуцер Dy 100, распо-

ложенный снизу в средней части каждого ПГ.

Расширитель продувки 6 предназначен для разделения продувочной воды на пар и воду. Давление в расширителе продувки поддерживается на уровне 0,785 МПа (8 кгс/см2) регулирующим клапаном, установленным на трубопроводе отвода пара. При поступлении продувочной воды в расширитель продувки происходит ее частичное вскипание. Пар направляется в паровой коллектор деаэраторов турбины. Вода из расширителя продувки направляется на регенеративный теплообменник продувки. От превышения давления расширитель защищен предохранительным клапаном, настроенным на давление 0,86 МПа (8,8 кгс/см2). Уровень воды в расширителе продувки поддерживается с помощью регулирующего

55

клапана на линии отвода продувочной воды от расширителя и равен 700 мм.

Рис. 9.1. Схема системы продувки и дренажей ПГ блока ВВЭР-1000: 1 – «заглушенные» коллекторы питательной воды; 2 – перегородка «солевого» отсека; 3 – дренаж ПГ; 4 – холодный коллектор ПГ; 5 – горячий коллектор ПГ; 6 – расширители продувки; 7 – регенеративный теплообменник; 8 – доохладитель продувки; 9 – охладитель дренажей; 10 – бак дренажей; 11 – насос бака дренажей; 12 – трубопровод 28×3; 13 – трубопровод 89×6; 14 – трубопровод 159×9

56

Регенеративный теплообменник продувки 7 – горизонтальный кожухотрубный теплообменный аппарат, состоящий из двух секций, соединенных последовательно. Каждая секция состоит их шести модулей. Продувочная вода, охлаждаясь, проходит в трубках и далее направляется в доохладитель продувки. В межтрубном пространстве движется очищенная продувочная вода после установки СВО-5 и после подогрева на регенеративном теплообменнике подается в регенеративную систему турбины. Поверхность теплообмена каждого модуля состоит из 124 параллельно включенных трубок 18х1,4 мм длиной 6860 мм. Материал трубок – нержавеющая сталь, материал корпуса – сталь 20. Регенеративный теплообменник также защищен от превышения давления предохранительным клапаном, настроенным на срабатывание при давлении 1,2 МПа

(12,1 кгс/см2).

Доохладитель продувки 8 – горизонтальный кожухотрубный теплообменник, двухходовой по трубному и межтрубному пространству с противоточным движением сред. Поверхность теплообмена состоит из 194 трубок 18×1,4 мм длиной 6670 мм, изготовленных из нержавеющей стали. Корпус изготовлен из стали 20.

Охладители дренажа 9 – четырехкорпусные, горизонтальные кожухотрубные теплообменники, одноходовые, с противоточным движением сред. Предназначены для охлаждения котловой воды при дренировании ПГ. Поверхность теплообмена каждого корпуса состоит из 18 трубок 18×1,4 мм. Котловая вода проходит в межтрубном пространстве, а охлаждающая вода – в трубках.

10. Система аварийной питательной воды ПГ

Система аварийной питательной воды ПГ предназначена для подачи обессоленной воды в ПГ для снятия остаточного тепла и расхолаживания реакторной установки в режиме обесточивания энергоблока, а также при авариях и неисправностях системы питательной воды. При обесточивании энергоблока система обеспечивает подачу воды в ПГ в течение 6–7 ч для аварийного расхолаживания.

Требования, предъявляемые к системе:

•обеспечить подачу воды не менее, чем в два ПГ;

•обеспечить подачу воды в ПГ с момента аварии за промежуток времени не более двух минут;

57

•при давлении в ПГ 6,3 МПа (64 кгс/см2) обеспечить подачу питательной воды с расходом 150 м3/ч;

•должна допускать возможность опробования (поканально) при работе блока на мощности и при этом не терять своих функциональных свойств;

•должна иметься возможность вывода в ремонт одного канала на время до 72 ч при работе реакторной установки.

Система аварийной питательной воды ПГ относится к защитным системам безопасности.

Состав системы. Система состоит из трех независимых каналов, рис. 10.1, каждый из которых в отдельности обеспечивает расхолаживание энергоблока. Каждый канал включает в себя следующее оборудование:

•бак запаса обессоленной воды объемом 500 м3;

•аварийный питательный насос производительностью 150 м3/ч

инапором 9 МПа;

•трубопроводы, арматуру, КИП.

Каждый аварийный питательный насос подключен к своему баку запаса обессоленной воды. Для возможности работы насоса из смежных баков все три бака объединены между собой трубопроводами Dy 300 с отсекающей электроприводной арматурой. Заполнение и подпитка баков осуществляется из линии подачи химически обессоленной воды.

Два аварийных питательных насоса включены в технологическую схему так, что каждый из насосов снабжает водой по два ПГ. Третий аварийный питательный насос подает воду ко всем четырем ПГ. При этом на подводе к двум ПГ (неотключенные ПГ-2 и ПГ-4) задвижки нормально открыты, а к двум другим – нормально закрыты (отключенные ПГ-1 т ПГ-3).

Такая схема подключения аварийных питательных насосов к ПГ реализована с учетом следующих обстоятельств:

• при течи трубопровода аварийной питательной воды «неотключенного» ПГ по импульсу падения уровня в этом ПГ и увеличению расхода питательной воды к нему ПГ отключается (закрывается задвижка к нему), и открывается задвижка на подводе воды к «отключенному» ПГ. Таким образом, обеспечивается подача воды не менее, чем к трем ПГ;

58

Рис. 10.1. Схема системы аварийной питательной воды ПГ

59

•в случае совпадения незапуска одного из аварийных питательных насосов, подключенных к двум ПГ, и упомянутой выше течи обеспечивается подача воды к двум ПГ;

•при течи напорного трубопровода аварийной питательной воды «отключенного» ПГ и включении в работу всех аварийных питательных насосов подача воды от насоса, подключенного к ПГ с течью, будет производиться в течь, от остальных двух насосов – в оставшиеся три ПГ (в аналогичной ситуации и невключении одного из двух насосов, третий насос будет подавать воду в два ПГ).

На каждом трубопроводе подачи питательной воды к ПГ установлены задвижка, регулирующий и обратный клапаны. Регулирующие клапаны управляются либо регуляторами уровня воды в ПГ, либо регуляторами расхода воды в зависимости от уровня в ПГ и расхода на него. Задвижки на трубопроводах предназначены для отключения ПГ по аварийной питательной воде при наличии течи. Ограничители течи перед ПГ предназначены для уменьшения расхода среды при разрыве трубопровода между ограничителем и обратным клапаном.

При нормальной работе энергоблока система аварийной питательной воды находится в режиме дежурства, т.е. в состоянии полной готовности выполнить свои функции. Система включается в работу по командам защит САОЗ, включение системы происходит автоматически. Кроме автоматического управления, предусмотрено индивидуальное управление насосами и арматурой непосредственно с БЩУ и РЩУ.

Система аварийной питательной воды ПГ также включается автоматически при совпадении следующих сигналов:

•снижение уровня в любом ПГ на 750 мм от номинального;

•температура теплоносителя первого контура выше 150 °С в любой из петель;

•отсутствует сигнал из ступенчатого пуска на запрет действия блокировок нормальной эксплуатации.

При работе защит САОЗ или программы ступенчатого пуска налагается запрет на дистанционное отключение насосов аварийной подпитки.

60