Министерство на образованието и науката на Руската федерация Национален изследователски ядрен университет "МИФИ" Обнинск Институт по ядрена енергия
КАТО. Шелегов, С.Т. Лескин, В.И. Слободчук
ФИЗИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОНСТРУКЦИЯ НА РЕАКТОР РБМК-1000
За студенти
Москва 2011 г
УДК 621.039.5(075) ББК 31.46я7 Ш 42
Шелегов А.С., Лескин С.Т., Слободчук В.И. Физически характеристики и конструкция на реактораРБМК-1000: Урок. М.: Национален изследователски ядрен университет МИФИ, 2011, – 64 с.
Разгледани са принципите на физическия дизайн, критериите за безопасност и конструктивните характеристики на ядрен енергиен реактор със стандартен дизайн RBMK-1000. Описани са конструкцията на горивните касети и горивните канали на активната зона, принципите и управлението на реакторната инсталация.
Очертани са основните характеристики на физиката и топлохидравликата на реактора РБМК-1000.
Ръководството съдържа основни спецификацииреакторна инсталация, системи за управление и защита на реактора, както и горивни елементи и техните възли.
Представената информация може да се използва само за обучение и е предназначена за студенти от специалност 140404 „Ядрени електроцентрали и инсталации” при усвояване на дисциплината „Ядрени енергийни реактори”.
Изготвен в рамките на Програмата за създаване и развитие на Национален изследователски ядрен университет МИФИ.
Рецензент: д-р физ.-мат. науки, проф. Н.В. Шчукин
Въведение
Създаването на атомни електроцентрали с урано-графитни реактори с канал RBMK е национална характеристика на развитието на вътрешната енергетика. Основните характеристики на електроцентралите са избрани по такъв начин, че да се използва максимално опитът в разработването и изграждането на индустриални реактори, както и възможностите на машиностроенето и строителната индустрия. Използването на едноконтурен дизайн на реакторна инсталация с кипяща охлаждаща течност направи възможно използването на усвоено термомеханично оборудване със сравнително умерени термофизични параметри.
Първият съветски промишлен уран-графитен реактор е пуснат в експлоатация през 1948 г., а през 1954 г. в Обнинск започва да работи демонстрационен уран-графитен реактор с водно охлаждане на първата в света атомна електроцентрала с електрическа мощност 5 MW.
Работата по проекта на новия реактор RBMK стартира в Института по атомна енергия (сега RRC KI) и NII-8 (сега NIKIET на името на N.A. Dollezha-
la) през 1964 г
Идеята за създаване на канален енергиен реактор с висока мощност е институционализирана през 1965 г. Беше решено да се разработи технически проект за 1000 MW(e) канален енергиен реактор с кипяща енергия съгласно техническите спецификации на Института по атомна енергия Енергия, кръстена на. И.В. Курчатов (заявлението за метод за производство на електроенергия и реактор RBMK-1000 с приоритет от 6 октомври 1967 г. е подадено от служители на IAE). Първоначално проектът се нарича B-19), а изграждането му първо е поверено на конструкторското бюро на завода Болшевик.
През 1966 г. по препоръка на министерството на NTS работи върху технически проектмощният канален реактор с кипяща вода РБМК-1000 беше поверен на НИКИЕТ. С постановление на Министерския съвет на СССР № 800-252 от 29 септември 1966 г. е взето решение за изграждане на Ленинградска атомна електроцентрала в село Сосновий бор, Ленинградска област. Тази резолюция идентифицира основните разработчици на проекта за централа и реактор:
KAE – научен ръководител на проекта; ГСПИ-11 (ВНИПИЕТ) – генерален конструктор на АЕЦ; НИИ-8 (НИКИЕТ) – главен конструктор на реакторна централа.
На IV Женевска конференция на ООН през 1971 г. Съветският съюз обявява решението да построи серия от реактори РБМК с електрическа мощност от 1000 MW всеки. Първите енергоблокове са пуснати в експлоатация през 1973 и 1975 г.
ГЛАВА 1. Някои аспекти на концепцията за безопасност на реакторите RBMK
1.1. Основни принципи на физическия дизайн
Концепцията за разработване на канални уран-графитни реактори, охлаждани с вряла вода, се основава на конструктивни решения, доказани от практиката на експлоатация на промишлени реактори, и предполага прилагането на физичните характеристики на RBMK, които заедно трябваше да осигурят създаването на безопасна мощност агрегати с голяма единична мощност с висок коефициент на използване на инсталираната мощност и икономичен горивен цикъл.
Аргументите в полза на RBMK включват предимства, дължащи се на по-добри физически характеристики на активната зона, предимно по-добър неутронен баланс поради слабото поглъщане на графит и способността за постигане на дълбоко изгаряне на уран поради непрекъснато зареждане с гориво. Разходът на природен уран за единица произведена енергия, който по това време се смяташе за един от основните критерии за ефективност, беше приблизително с 25% по-нисък, отколкото във ВВЕР.
Първоначалната идея, че физическите проблеми на RBMK не изискват значителни корекции в разработените методи за физическо изследване на промишлени реактори, а са свързани само с използването на цирконий вместо алуминий като основен структурен материал на активната зона, трябваше да бъде изоставен почти веднага. Още първите оценки на неутронните (и термофизичните) характеристики показаха необходимостта от решаване на широк кръг от проблеми за оптимизиране на физическите параметри на реактора и разработване на методология и софтуер:
Основните проблеми при определянето на оптималните физически характеристики на RBMK са безопасността и ефективността на горивния цикъл. Ядрената безопасност на реактора се осигурява от възможността за наблюдение и контрол на реактивността във всички режими на работа, което изисква определяне на безопасни диапазони за промени в ефектите и коефициентите на реактивност. Особено важни са физическите характеристики, които определят пасивната безопасност на реакторната инсталация, както в
условия на нормална работа, както и в аварийни и преходни режими. Не по-малко важни характеристики, които осигуряват ядрена безопасност, са ефективността и скоростта на работните части на системата за контрол на безопасността, които осигуряват амортизиране и поддържането й в подкритично състояние.
Техническите и икономическите показатели на реакторната инсталация също до голяма степен се определят от такива физически характеристики като изгаряне и нуклиден състав на изхвърленото гориво, специфичната консумация на естествен и обогатен уран и горивни касети за единица произведена електроенергия и компонентите на неутронен баланс в ядрото.
1.2. Основни принципи и критерии за осигуряване на безопасност
Основният принцип за безопасност, залегнал в конструкцията на реакторната централа РБМК-1000, е да не се превишават установените дози за вътрешно и външно облъчване на оперативния персонал и населението, както и нормите за съдържание на радиоактивни продукти в околната среда при нормална експлоатация и аварии, разглеждани в Проектът.
Комплектът от технически средства за осигуряване на безопасността на реакторната инсталация РБМК-1000 изпълнява следните функции:
надежден контрол и управление на разпределението на енергията в целия обем на ядрото;
диагностика на състоянието на ядрото за навременна подмяна на структурни елементи, които са загубили своята функционалност;
автоматично намаляване на мощността и спиране на реактора при аварийни ситуации;
надеждно охлаждане на сърцевината в случай на повреда на различно оборудване;
аварийно охлаждане на активната зона в случай на скъсване на тръбопроводите на циркулационния контур, паропроводите и захранващите тръбопроводи.
осигуряване безопасността на конструкциите на реактора по време на всякакви изходни събития;
оборудване на реактора със защитни, локализиращи, контролни системи за безопасност и отстраняване на емисиите на охлаждащата течност в случай на разхерметизиране на тръбопроводите от помещенията на реактора до локализиращата система;
осигуряване на ремонтопригодността на оборудването по време на експлоатация на реакторната централа и по време на ликвидиране на последствията от проектни аварии.
В процеса на проектиране на първите реакторни установки РБМК-1000 беше съставен списък на първоначалните аварийни събития и бяха анализирани най-неблагоприятните пътища за тяхното развитие. Въз основа на опита от експлоатацията на реакторни централи в енергийните блокове на атомните електроцентрали в Ленинград, Курск и Чернобил и тъй като изискванията за безопасност на атомните електроцентрали стават все по-строги, което се случва
V световната енергетика като цяло първоначалният списък от иницииращи събития е значително разширен.
Списъкът на изходните събития във връзка с реакторните инсталации RBMK-1000 на най-новите модификации включва повече от 30 аварийни ситуации, които могат да бъдат разделени на четири основни принципа:
1) ситуации с промени в реактивността;
2) аварии в системата за охлаждане на активната зона;
3) аварии, причинени от скъсване на тръбопроводи;
4) ситуации, включващи изключване или повреда на оборудването.
Проектът на реакторната централа РБМК-1000 при анализиране на аварийни ситуации и разработване на средства за безопасност включва следните критерии за безопасност в съответствие с OPB-82:
1) разкъсването на тръбопровод с максимален диаметър с безпрепятствен двупосочен поток на топлоносителя при работа на реактора на номинална мощност се счита за максимална проектна авария;
2) Първата проектна граница за повреда на горивните пръти за нормални работни условия е: 1% горивни пръти с дефекти като изтичане на газ и 0,1% горивни пръти с директен контакт на охлаждаща течност и гориво;
3) Второто проектно ограничение за повреда на горивните пръти в случай на разкъсване на тръбопроводите на циркулационния кръг и задействане на системата за аварийно охлаждане определя:
температура на горивната обвивка− не повече от 1200 °C;
локална дълбочина на окисление на горивната обвивка− не повече от 18% от оригиналната дебелина на стената;
пропорция на реагиралия цирконий− не повече от 1% от масата на обвивката на горивния елемент на каналите на един разпределителен колектор;
4) трябва да се осигури възможността за разтоварване на активната зона и отстраняемостта на технологичния канал от реактора след МРА.
1.3. Предимства и недостатъци на каналауран-графитни енергийни реактори
Основните предимства на каналните енергийни реактори, потвърдени от повече от 55 години опит в тяхното разработване и експлоатация в нашата страна, включват следното.
Разпадане на структурата:
липса на проблеми, свързани с производството, транспортирането и експлоатацията на корпуса на реактора и парогенераторите;
по-лесни аварии при скъсване на тръбопроводите на циркулационния контур на охлаждащата течност в сравнение с реакторите под налягане;
голям обем охлаждаща течност в циркулационната верига.
Непрекъснато зареждане с гориво:
малка граница на реактивност;
намаляване на едновременно присъстващите продукти на делене
в ядрото;
възможността за ранно откриване и разтоварване на горивни касети с изтичащи горивни пръти от реактора;
способността да се поддържа ниско ниво на активност на охлаждащата течност.
Съхранение на топлина в сърцевината (графитен стек):
възможността за топлинен поток от каналите на дехидратирания контур към каналите, които са запазили охлаждането, при организиране на „шахматна“ подредба на каналите на различни контури;
намаляване на скоростта на повишаване на температурата по време на инциденти с дехидратация.
Високо ниво на естествена циркулация на охлаждащата течност, което позволява продължително охлаждане на реактора, когато захранващият блок е изключен.
Възможност за получаване на необходимите неутронни характеристики на активната зона.
Гъвкавост на горивния цикъл:
ниско обогатяване на горивото;
способността за изгаряне на отработеното гориво от реакторите ВВЕР след регенерация;
възможност за производство на широка гама от изотопи. Недостатъци на каналните водно-графитни реактори:
сложност на организиране на контрол и управлениепоради големия размер на активната зона;
наличието в активната зона на структурни материали, които влошават неутронния баланс;
монтаж на реактора на инсталация от отделни транспортируеми единици, което води до увеличаване на обема на работа на строителната площадка;
разклоняване на циркулационния кръг на реактора, което увеличава обхвата на оперативния контрол на основния метал и заварките и дозираните разходи по време на ремонт и поддръжка;
генериране на допълнителни отпадъци, дължащи се на материала от графитната стена, когато реакторът бъде изведен от експлоатация.
ГЛАВА 2. Проектиране на реактор РБМК-1000
2.1. общо описаниедизайн на реактора
Реакторът RBMK-1000 (фиг. 2.1) с топлинна мощност 3200 MW е система, която използва лека вода като охлаждаща течност и уранов диоксид като гориво.
Реакторът RBMK-1000 е хетерогенен, уран-графитен, кипящ реактор с топлинни неутрони, предназначен за производство на наситена пара с налягане 70 kg/cm2. Охлаждащата течност е вряща вода. Основните технически характеристики на реактора са дадени в табл. 2.1.
Ориз. 2.1. Разрез на блок с реактор РБМК-1000
Съвкупност от оборудване, което включва ядрен реактор, технически средства, които осигуряват неговата работа, и устройства за отстраняване на топлинна енергия от реактора и преобразуването й в друг вид енергия, обикновено се нарича атомна електроцентрала. Приблизително 95% от енергията, освободена в резултат на реакцията на делене, се прехвърля директно към охлаждащата течност. Около 5% от мощността на реактора се освобождава в графит от забавяне на неутрони и поглъщане на гама лъчи.
Реакторът се състои от набор от вертикални канали, вкарани в цилиндричните отвори на графитни колони, както и от горна и долна защитни плочи. Леко цилиндрично тяло (корпус) затваря кухината на графитната купчина.
Зидарията се състои от графитни блокове с квадратно напречно сечение, събрани в колони с цилиндрични отвори по оста. Зидарията лежи върху долна плоча, която пренася тежестта на реактора върху бетонната шахта. Каналите за гориво и управляващи пръти преминават през долната и горната метална конструкция.
Обща структура на реактор РБМК-1000
„Сърцето“ на атомната електроцентрала е реактор, в сърцевината на който се поддържа верижна реакция на делене на уранови ядра. RBMK е канален водно-графитен реактор, използващ бавни (топлинни) неутрони. Основният топлоносител в него е водата, а забавителят на неутроните е графитната зидария на реактора. Зидарията е съставена от 2488 вертикални графитни колони, с основа 250х250 мм и вътрешен отвор с диаметър 114 мм. 1661 колони са предназначени за монтаж на горивни канали в тях, 211 - за канали на системата за управление и защита на реактора, а останалите са странични отражатели.Реакторът е едноконтурен, с кипящ топлоносител в каналите и директно подаване на наситена пара към турбините.
Активна зона, горивни пръти и горивни касети
Горивото в RBMK е уранов диоксид-235 U0 2, степента на обогатяване на горивото според U-235 е 2,0 - 2,4%. Конструктивно горивото се намира в горивни елементи (горивни елементи), които са пръти от циркониева сплав, пълни със синтеровани пелети от уранов диоксид. Височината на горивния елемент е приблизително 3,5 m, диаметър 13,5 mm. Горивните пръти са опаковани в горивни касети (ТВ), съдържащи по 18 горивни пръта. Две горивни касети, свързани последователно, образуват горивна касета, чиято височина е 7 m.Водата се подава към каналите отдолу, измива горивните пръти и се нагрява, а част от нея се превръща в пара. Получената пароводна смес се отстранява от горната част на канала. За регулиране на водния поток на входа на всеки канал са предвидени спирателни и контролни вентили.
Общият диаметър на активната зона е ~12 м, височината е ~7 м. Съдържа около 200 тона уран-235.
CPS
Контролните пръти са предназначени за регулиране на радиалното поле на освобождаване на енергия (PC), автоматично управление на мощността (AP), бързо спиране на реактора (A3) и управление на височинното поле на освобождаване на енергия (USP), а USP прътите с дължина 3050 мм се отстраняват от ядрото надолу, а всички останали с дължина 5120 мм нагоре.За наблюдение на разпределението на енергията по височина на активната зона са предвидени 12 канала със седемсекционни детектори, които са монтирани равномерно в централната част на реактора извън мрежата от горивни канали и управляващи пръти. Разпределението на енергията по радиуса на активната зона се следи с помощта на детектори, монтирани в централните тръби на горивната касета в 117 горивни канала. На фугите на графитните колони на зидарията на реактора са предвидени 20 вертикални отвора с диаметър 45 мм, в които са монтирани тризонови термометри за следене на температурата на графита.
Реакторът се управлява от пръчки, равномерно разпределени в реактора, съдържащи елемент, поглъщащ неутрони - бор. Пръчките се движат от отделни сервоприводи в специални канали, чийто дизайн е подобен на технологичните. Пръчките имат собствен контур за водно охлаждане с температура 40-70°C. Използването на пръчки с различни конструкции позволява да се регулира освобождаването на енергия в целия обем на реактора и бързо да се изключи, ако е необходимо.
В RBMK има 24 пръта AZ (аварийна защита). Автоматични щанги - 12 бр. Има 12 локални автоматични контролни пръта, 131 ръчни контролни пръта и 32 скъсени абсорбиращи пръта (USP).
1. Сърцевина 2. Тръбопроводи пара-вода 3. Барабан-сепаратор 4. Главни циркулационни помпи 5. Колектори на разпределителната група 6. Водопроводи 7. Горна биологична защита 8. Машина за разтоварване и товарене 9. Долна биологична защита.
Множествена верига с принудителна циркулация
Това е верига за отвеждане на топлина от активната зона на реактора. Основното движение на водата в него се осигурява от главните циркулационни помпи (MCP). Общо във веригата има 8 главни циркулационни помпи, разделени на 2 групи. Една помпа от всяка група е резервна помпа. Капацитетът на основната циркулационна помпа е 8000 m 3 /h, налягането е 200 m воден стълб, мощността на двигателя е 5,5 MW, типът на помпата е центробежен, входното напрежение е 6000 V.
В допълнение към основната циркулационна помпа има захранващи помпи, кондензни помпи и помпи на системата за безопасност.
Турбина
В турбината работната течност - наситената пара - се разширява и извършва работа. Реакторът РБМК-1000 захранва с пара 2 турбини по 500 MW всяка. От своя страна всяка турбина се състои от един цилиндър с високо налягане и четири цилиндъра с ниско налягане.На входа на турбината налягането е около 60 атмосфери, на изхода на турбината парата е под налягане под атмосферното. Разширяването на парата води до факта, че площта на потока на канала трябва да се увеличи; за това височината на лопатките, докато парата се движи в турбината, се увеличава от етап на етап. Тъй като парата влиза в турбината наситена, разширявайки се в турбината, тя бързо се овлажнява. Максимално допустимото съдържание на влага в парата обикновено не трябва да надвишава 8-12%, за да се избегне интензивно ерозионно износване на лопатковия апарат от водни капки и намаляване на ефективността.
При достигане на максимална влажност всичката пара се отстранява от цилиндъра за високо налягане и преминава през сепаратор - паронагревател (SPP), където се изсушава и нагрява. За нагряване на основната пара до температура на насищане се използва пара от първата екстракция на турбината, за прегряване се използва жива пара (пара от сепараторния барабан), а отоплителната пара се оттича в деаератора.
След сепаратора - паронагревател, парата постъпва в цилиндъра с ниско налягане. Тук, по време на процеса на разширение, парата отново се навлажнява до максимално допустимата влажност и постъпва в кондензатора (К). Желанието да получим възможно най-много работа от всеки килограм пара и по този начин да увеличим ефективността ни принуждава да поддържаме възможно най-дълбокия вакуум в кондензатора. В тази връзка кондензаторът и по-голямата част от цилиндъра за ниско налягане на турбината са под вакуум.
Турбината има седем параизвличания, първият се използва в сепаратора-прегревател за нагряване на основната пара до температура на насищане, вторият извличане се използва за нагряване на вода в деаератора, а извличанията 3 – 7 се използват за нагряване на основния кондензатен поток в съответно PND-5 - PND-1 (нагреватели с ниско налягане).
Касети за гориво
Горивните пръти и горивните касети са предмет на високи изисквания за надеждност през целия им експлоатационен живот. Сложността на изпълнението им се утежнява от факта, че дължината на канала е 7000 мм при относително малък диаметър, като в същото време трябва да се осигури машинно претоварване на касетите както при спрян реактор, така и при спрян реактор. бягане.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Товаро-разтоварна машина (RZM)
Отличителна черта на RBMK е възможността за презареждане на горивни касети без спиране на реактора при номинална мощност. Всъщност това е рутинна операция и се извършва почти ежедневно.Монтирането на машината над съответния канал се извършва по координати и прецизно насочване към канала с помощта на оптико-телевизионна система, през която се наблюдава главата на щепсела на канала, или с помощта на контактна система, в която сигнализира се генерира, когато детекторът докосне страничната повърхност на горната част на канала.
REM има запечатан корпус-костюм, заобиколен от биологична защита (контейнер), оборудван с въртящ се магазин с четири слота за горивни касети и други устройства. Костюмът е оборудван със специални механизми за извършване на претоварваща работа.
При презареждане на гориво костюмът се уплътнява по външната повърхност на щранга на канала и в него се създава водно налягане, равно на налягането на охлаждащата течност в каналите. В това състояние запушалката се освобождава, касетата с отработено гориво с окачване се отстранява, монтира се нова горивна касета и запушалката се запечатва. По време на всички тези операции водата от редкоземния метал навлиза в горната част на канала и, смесвайки се с основната охлаждаща течност, се отстранява от канала през изходящия тръбопровод. По този начин при презареждане на гориво се осигурява непрекъсната циркулация на охлаждащата течност през претоварения канал, докато водата от канала не навлиза в редкоземния метал.
Тази статия, която трябва да даде обща представа за конструкцията и работата на реактора, превърнал се в един от основните за нашата ядрена енергетика днес, служи като обяснителен текст за чертежите, показващи реактора РБМК-1000, и за диаграми, обясняващи работата на машината за разтоварване и товарене (REM) ).
Основният корпус на атомната електроцентрала с реактор РБМК се състои от два енергоблока с електрическа мощност 1000 MW всеки, с общо турбогенераторно помещение и отделни помещения за реакторите. Енергийният блок е реактор с контур за циркулация на охлаждащата течност и спомагателни системи, система от тръбопроводи и оборудване, през които водата от кондензаторите на турбината се насочва към веригата за циркулация на охлаждащата течност, и два турбогенератора с мощност от 500 MW всеки.
Охлаждащата течност е вода, циркулира през две паралелни системи. Всяка система включва два сепараторни барабана, 24 падащи тръби, 4 смукателни и - напорни колектора, - 4 циркулационни помпи, три от които работят, а една е резервна, 22 групови разпределителни колектора, - както и спирателна и контролна арматура .
От колекторите на разпределителната група водата с температура 270°C се разпределя по отделни тръбопроводи с помощта на спирателна и регулираща арматура в технологични канали. Измивайки горивните елементи, той се нагрява до температура на насищане, частично се изпарява и получената пароводна смес също влиза в сепараторни барабани през отделни тръбопроводи от всеки канал.Тук пароводната смес се разделя на пара и вода.Отделената вода е смесва се с захранваща вода и чрез низходящо течение.тръби се изпраща към главните циркулационни помпи.Наситена пара с налягане от 70 kgf/cm2 се изпраща през осем паропровода към две турбини.След като работи в цилиндрите за високо налягане на турбините, пара влиза в междинни сепаратори-прегреватели, където влагата се отделя от нея и се прегрява до температура от 250 ° C , След като премине през цилиндрите с ниско налягане, парата навлиза в кондензаторите.Кондензатът претърпява 100% пречистване на филтри, загрява се в пет регенеративни нагревателя и постъпва в деаераторите.Оттам водата с температура 165°C се изпомпва обратно в сепараторните барабани.Само за час помпите преминават през реактора Те изкарват около 38 хиляди тона вода. Номиналната топлинна мощност на реактора е 3140 MW; на час произвежда 5400 тона пара.
Реакторът е разположен в бетонна шахта с квадратно сечение с размери 21,6 X 21,6 м и дълбочина 25,5 м. Тежестта на реактора се пренася върху бетона с помощта на заварени метални конструкции, които същевременно служат и за биологична защита. Заедно с корпуса те образуват запечатана кухина, пълна със смес от хелий и азот - реакторното пространство, в което се намира графитната купчина. Газът се използва за поддържане на температурата на зидарията.
Горната и долната метални конструкции на реактора са покрити със защитен материал (серпентинитова скала) и запълнени с азот. Резервоарите за вода се използват като странична биологична защита.
Графитният стек е вертикално разположен цилиндър, сглобен от графитни колони с централни отвори за технологични (парогенериращи) канали и канали на системата за управление и защита (те не са показани на диаграмата).
Тъй като приблизително 5% от топлинната енергия се освобождава в графитния модератор по време на работа на реактора, беше предложен оригинален дизайн на твърди контактни пръстени за поддържане на необходимите температурни условия на графитните блокове и подобряване на отвеждането на топлина от графита към охлаждащата течност, протичаща в канали. Разцепените пръстени (високи 20 мм) се поставят по височината на канала близо един до друг по такъв начин, че всеки съседен пръстен да има надежден контакт по цилиндричната повърхност или с тръбата на канала, или с вътрешната повърхност на графитния блок за зидария, както и в краищата с други две халки. Ефективността на предложения дизайн беше тествана чрез експерименти на термична пейка. Експлоатационният опит на енергийните блокове на Ленинградската АЕЦ потвърди възможността и простотата на инсталиране на канал с графитни пръстени в технологичния път и отстраняването му от него.
Технологичният канал е заварена тръбна конструкция, предназначена за монтиране на горивни касети (FA) в нея и организиране на потока на охлаждащата течност.
Горната и долната част на канала са изработени от неръждаема стомана, а централната тръба с диаметър 88 mm и дебелина на стената 4 mm в сърцевината с височина 7 m е изработена от циркониева сплав с ниобий ( 2,5%). Тази сплав е по-малка от стоманата, абсорбира неутрони и има високи механични и корозионни свойства. Създаването на надеждна херметична връзка между централната циркониева част на канала и стоманените тръби се оказа трудна задача, тъй като коефициентите на линейно разширение на свързваните материали се различават приблизително три пъти. Това беше възможно да се реши с помощта на стоманено-циркониеви адаптери, направени чрез дифузионно заваряване.
В технологичния канал е поставена касета с две горивни касети (има 1693 такива канала); Всеки такъв възел се състои от 18 горивни пръта. Горивният елемент е тръба от циркониева сплав с външен диаметър 13,6 mm, дебелина на стената 0,9 mm с две крайни запушалки, вътре в които са поставени пелети от уранов диоксид. Общо в реактора са заредени около 190 тона уран, съдържащ 1,8% изотоп уран-235.
1. Въведение……………………………………………………………….4
2. Основни характеристики на реактора РБМК-1000………………7
2.1 Топлинна диаграмас реактор РБМК-1000……………………7
2.2 Вътрешни реакторни структури……………………………...12
2.3 Спирателен и контролен вентил………………………………...18
2.4 Машина за товарене и разтоварване…………………………….21
2.5 Горивни касети (ТВ)…………………………….....25
2.6 Проектиране на защита срещу йонизиращи лъчения на ректора..28
3. Видове и предназначение на тръбопроводи и техните компоненти с чертежи и диаграми, работни параметри и основни сили, действащи върху тръбопроводите………………………………………………………………………… ……….32
4. Основните дефекти, които възникват в тръбопроводите с анализ на причините за тяхното възникване, методи за откриване на дефекти…………………………….48
5. Процедурата за извеждане на тръбопроводи за ремонт с подготовка на работното място и изключването им от топлинната верига ………………………………………………………………….53
6. Технология на ремонтно производство, междинен контрол……….57
7. Тестване на тръбопроводи…………………………………………………..60
8. Пускане в експлоатация………………………………………………………….61
9. Заключение……………………………………………………………………………………..63
10. Списък на съкращенията……………………………………………………….64
11. Списък с литература…………………………………….66
ВЪВЕДЕНИЕ
Реакторът РБМК-1000 е реактор с канали без претоварване, за разлика от реакторите с канали за претоварване, горивните касети и технологичният канал са отделни единици. Тръбопроводите са свързани към каналите, монтирани в реактора, чрез постоянни връзки - индивидуални пътища за подаване и изпускане на охлаждащата течност. Заредените в каналите горивни касети се закрепват и уплътняват в горната част на каналния щранг. По този начин при презареждане на гориво не е необходимо да се отваря пътя на охлаждащата течност, което позволява да се извърши с помощта на подходящи устройства за презареждане без спиране на реактора.
При създаването на такива реактори беше решен проблемът с икономичното използване на неутрони в ядрото на реактора. За тази цел черупките на горивните пръти и каналните тръби са изработени от слабо поглъщащи неутрони циркониеви сплави. По време на разработването на RBMK границата на работната температура на циркониеви сплави не беше достатъчно висока. Това определи относително ниските параметри на охлаждащата течност в RBMK. Налягането в сепараторите е 7,0 MPa, което съответства на температура на наситена пара от 284 ° C. Дизайнът на инсталациите RBMK е едноконтурен. Пароводната смес след активната зона постъпва през отделни тръби в сепараторните барабани, след което наситената пара се изпраща към турбините, а отделената циркулационна вода, след смесването й с захранващата вода, постъпваща в сепараторните барабани от турбинните агрегати, използвайки циркулационни помпиподадени към каналите на реактора. Разработването на RBMK беше значителна стъпка в развитието на ядрената енергетика в СССР, тъй като такива реактори позволяват създаването на големи атомни електроцентрали с висока мощност.
От двата вида реактори с топлинни неутрони - реактори с вода под налягане и канални водно-графитни реактори, използвани в атомната енергетика на Съветския съюз, последният се оказа по-лесен за овладяване и внедряване. Това се обяснява с факта, че за производството на канални реактори могат да се използват общомашиностроителни предприятия и не е необходимо уникалното оборудване, което е необходимо за производството на корпуси на реактори с вода под налягане.
Ефективността на каналните реактори от типа RBMK до голяма степен зависи от мощността, отстранена от всеки канал. Разпределението на мощността между каналите зависи от плътността на неутронния поток в активната зона и изгарянето на горивото в каналите. Има ограничение на мощността, което не може да бъде превишено в нито един канал. Тази стойност на мощността се определя от условията за отвеждане на топлината.
Първоначално проектът РБМК е разработен за електрическа мощност от 1000 MW, което с избраните параметри съответства на топлинна мощност на реактора от 3200 MW. Като се има предвид броят на наличните работни канали в реактора (1693) и получената неравномерност на коефициента на топлоотдаване в активната зона на реактора, максималната мощност на канала беше около 3000 kW. В резултат на експериментални и изчислителни изследвания беше установено, че при максимално масово паросъдържание на изхода на каналите от около 20% и посочената мощност се осигурява необходимият резерв преди кризата на топлоотвеждане. Средното съдържание на пара в реактора е 14,5%. Енергийни блокове с реактори РБМК с електрическа мощност 1000 MW (РБМК-1000) работят в Ленинградската, Курската, Чернобилската и Смоленската АЕЦ. Те са се доказали като надеждни и безопасни инсталации с високи технико-икономически показатели. Освен ако не ги гръмнеш нарочно.
За повишаване на ефективността на реакторите RBMK бяха проучени възможностите за увеличаване на максималната мощност на каналите. В резултат на проектни разработки и експериментални изследвания се оказа възможно, чрез интензифициране на топлообмена, да се увеличи максимално допустимата мощност на канала с 1,5 пъти до 4500 kW, като същевременно се увеличи допустимото съдържание на пара до няколко десетки процента. Необходимата интензификация на топлообмена беше постигната благодарение на разработването на горивна касета, чийто дизайн включва усилватели на топлообмена. Чрез увеличаване на допустимата мощност на канала до 4500 kW, топлинната мощност на реактора RBMK беше увеличена до 4800 MW, което съответства на електрическа мощност от 1500 MW. Такива реактори РБМК-1500 работят в Игналинската АЕЦ. Увеличаването на мощността с 1,5 пъти с относително малки промени в конструкцията при запазване на размера на реактора е пример за техническо решение, което има голям ефект.
ОСНОВНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА РЕАКТОР РБМК-1000
Топлинна схема с реактор РБМК-1000
ЧАСТ.
Видове и предназначение на тръбопроводи и техните компоненти с чертежи и диаграми, работни параметри и основните сили, действащи върху тръбопроводите.
Класификация на тръбопровода
Тръбопроводите, в зависимост от класа на опасност на транспортираното вещество (опасност от експлозия и пожар и вредност), се разделят на екологични групи (A, B, C) и в зависимост от проектните параметри на околната среда (налягане и температура) - на пет категории (I, II, III, IV, V)
Категорията на тръбопровода трябва да се определя от параметъра, който изисква приписването му на по-отговорна категория.
Обозначаването на група от определена транспортирана среда включва обозначаването на група от среда (A, B, C) и подгрупа (a, b, c), отразяващи токсичността и опасността от пожар и експлозия на веществата, включени в това среден.
Обозначението на тръбопровода като цяло съответства на обозначението на групата на транспортираната среда и нейната категория. Обозначението "тръбопровод I група A (b)" означава тръбопровод, през който се транспортира среда от група A (b) с параметри от категория I.
Екологичната група на тръбопровод, транспортираща среда, състояща се от различни компоненти, се установява според компонента, който изисква тръбопроводът да бъде причислен към по-отговорна група. Освен това, ако съдържанието на един от компонентите в сместа надвишава средната смъртоносна концентрация във въздуха съгласно GOST 12.1.007, тогава групата на сместа трябва да се определи от това вещество. Ако най-опасният компонент по физични и химични свойства е включен в сместа в количество под смъртоносната доза, въпросът за определянето на тръбопровода в по-малко отговорна група или категория на тръбопровода се решава от проектантската организация (авторът на проект).
Класът на опасност на веществата трябва да се определя съгласно GOST 12.1.005 и GOST 12.1.007, стойностите на показателите за опасност от пожар и експлозия на веществата - съгласно съответните ND или методи, посочени в GOST 12.1.044.
За вакуумните линии трябва да се вземе предвид абсолютното работно налягане.
Тръбопроводите, транспортиращи вещества с работна температура, равна или по-висока от тяхната температура на самозапалване, както и незапалими, бавно горими и запалими вещества, които при взаимодействие с вода или кислород на въздуха могат да бъдат пожаро-експлозивни, трябва да бъдат класифицирани като категория I. По решение на разработчика е разрешено, в зависимост от условията на работа, да се приеме по-отговорна (от определената от изчислените параметри на околната среда) категория тръбопровод.
Изисквания към конструкцията на тръбопровода
Проектът на тръбопровода трябва да осигурява възможност за извършване на всички видове контрол. Ако проектът на тръбопровода не позволява външни и вътрешни проверки или хидравлични изпитвания, авторът на проекта трябва да посочи методологията, честотата и обхвата на контрола, чието изпълнение ще осигури своевременно идентифициране и отстраняване на дефектите.
Клонове (разклонения)
Разклоняването от тръбопровода се извършва по един от следните начини. Не се допуска укрепване на клони с помощта на усилващи елементи.
– Разклонения на технологични тръбопроводи
Свързващите клонове по метода "а" се използват в случаите, когато отслабването на главния тръбопровод се компенсира от съществуващите резерви на якост на връзката. Също така е позволено да се вкара в тръбопровода тангенциално на обиколката на напречното сечение на тръбата, за да се предотврати натрупването на продукти в долната част на тръбопровода.
Тройници, заварени от тръби, щамповано заварени колена, тройници и колена от заготовки, отлети по електрошлакова технология, могат да се използват за налягания до 35 MPa (350 kgf / cm2). В този случай всички заварки и метал на отлети детайли подлежат на 100% ултразвукова проверка.
Заварени кръстове и напречни вложки могат да се използват върху тръбопроводи, изработени от въглеродни стоманипри работна температура не по-висока от 250 °C. Кръстове и напречни вложки от електрозаварени тръби могат да се използват при номинално налягане не повече от PN 16 (1,6 MPa). В този случай напречните елементи трябва да бъдат направени от тръби с номинално налягане най-малко PN 25 (2,5 MPa). Кръстове и напречни кранове, изработени от безшевни тръби, могат да се използват при номинално налягане не повече от PN 24 (при условие че кръстовете са направени от тръби с номинално налягане най-малко PN 40. Нарязването на фитингите в заварките на тръбопровода трябва да се извърши като се вземе предвид клауза 11.2.7.
Завои
За тръбопроводи, като правило, се използват стръмно извити завои, направени от безшевни и заварени тръби с прав шев чрез горещо щамповане или протягане, както и огънати и щамповано заварени. За диаметри, по-големи от DN 6.4.2 400, коренът на заваръчния шев се заварява и заваръчните шевове се подлагат на 100% ултразвуково или радиографско изпитване.
Огънатите колена от безшевни тръби се използват в случаите, когато е необходимо да се сведе до минимум хидравличното съпротивление на тръбопровода, например на тръбопроводи с пулсиращ поток на средата (за намаляване на вибрациите), както и на тръбопроводи с номинален диаметър до DN 25. Необходимостта от термична обработка се определя до 12.2.11.
Границите на приложение на огънати завои от тръби от текущия диапазон трябва да съответстват на границите на използване на тръбите, от които са направени. Дължината на правия участък от края на тръбата до началото на огънатия участък трябва да бъде най-малко 100 mm.
В тръбопроводите е разрешено да се използват заварени секторни колена с номинален диаметър DN 500 или по-малко при номинално налягане не повече от PN 40 (4 MPa) и с номинален диаметър над DN 500 при номинално налягане до до PN 25 (2,5 MPa). При огъване на производствения сектор ъгълът между напречните сечения на сектора не трябва да надвишава 22,5°. Разстоянието между съседните заварки от вътрешната страна на завоя трябва да осигури наличието на контрол на тези шевове по цялата дължина на шева. За производството на секторни завои не се допуска използването на спирално заварени тръби; за диаметри над 400 mm се използва заваряване на корена на заваръчния шев; заваръчните шевове се подлагат на 100% ултразвуково или радиографско изпитване. Заварените секторни колена не трябва да се използват при: - големи циклични натоварвания, например от натиск, повече от 2000 цикъла; - липса на самокомпенсация поради други тръбни елементи.
Преходи
В тръбопроводите, като правило, преходите трябва да бъдат щамповани, валцовани от лист с една заварка или щамповани и заварени от половини с две заварки. Границите на използване на стоманени преходи трябва да съответстват на границите на използване на свързани тръби от подобни марки стомана и подобни работни (изчислителни) параметри.
Разрешено е да се използват преходи с венчелистчета за тръбопроводи с номинално налягане не повече от PN16 (1,6 MPa) и номинален диаметър DN 500 или по-малко. Не е разрешено монтирането на венчелистни преходи на тръбопроводи, предназначени за транспортиране на втечнени газове и вещества от групи А и Б.
Венчелистните преходи трябва да бъдат заварени, последвани от 100% контрол на заваръчните шевове чрез ултразвукови или радиографски методи. След производството преходите на венчелистчетата трябва да бъдат подложени на топлинна обработка.
пънчета
Заварени плоски и оребрени тапи от листова стомана се препоръчват за използване в тръбопроводи с номинално налягане до PN 25 (2,5 MPa).
Тапите, монтирани между фланците, не трябва да се използват за разделяне на два тръбопровода с различни среди, чието смесване е неприемливо.
Граници на използване на щепсели и техните характеристики по материал, налягане, температура, корозия и др. трябва да отговарят на ограниченията за прилагане на фланеца.
Изисквания към тръбопроводната арматура.
При проектирането и производството на тръбопроводна арматура е необходимо да се спазват изискванията на техническите разпоредби, стандартите и изискванията на клиентите в съответствие с изискванията за безопасност в съответствие с GOST R 53672.
Спецификациите за конкретни типове и видове тръбопроводни фитинги трябва да включват:
Превъртете нормативни документи, въз основа на които се извършва проектиране, производство и експлоатация на арматура;
Основни технически данни и характеристики на арматурата;
Индикатори за надеждност и (или) индикатори за безопасност (за клапани с възможни критични повреди);
Изисквания за производство;
Изисквания за безопасност; - съдържание на доставката;
Правила за приемане;
Методи за изпитване;
Списък на възможните откази и критерии за гранични състояния;
Инструкции за работа;
Основни габаритни и присъединителни размери, включително външни и вътрешни диаметри на дюзите, изрязване на ръбовете на дюзите за заваряване и др.
Основните показатели за предназначението на фитингите (всички видове и видове), установени в проектната и експлоатационната документация:
Номинално налягане PN (работно или проектно налягане P);
Номинален диаметър DN;
Работна среда;
Проектна температура (максимална температура на работната среда);
Допустим спад на налягането;
Херметичност на вентила (клас на плътност или стойност на утечка);
Дължина на конструкцията;
Климатична версия (с екологични параметри);
Устойчивост на външни влияния (сеизмични, вибрационни и др.);
Допълнителни индикатори за дестинация за специфични видовефитинги:
Коефициент на съпротивление (ζ) за спирателни и възвратни вентили;
Зависимост на коефициента на съпротивление от скоростното налягане – за възвратни клапани;
Коефициент на поток (течност и газ), площ на седлото, налягане на настройка, налягане при пълно отваряне, налягане на затваряне, противоналягане, диапазон на регулиране на налягането - за предпазни клапани;
Условна пропускателна способност (Kvy), вид пропускателна характеристика, кавитационна характеристика - за регулиращи вентили;
Условна производителност, стойност на регулираното налягане, диапазон на регулираните налягания, точност на поддържане на налягането (мъртва зона и неравномерна зона), минимален спад на налягането, при който се осигурява работа - за регулатори на налягане;
Параметри на задвижвания и изпълнителни механизми;
А) за електрозадвижване – напрежение, честота на тока, мощност, режим върши работа, предавателно отношение, ефективност, максимален въртящ момент, параметри на околната среда;
Б) за хидравлични и пневматични задвижвания - управляваща среда, налягане на управляващата среда - за регулатори на налягане;
Времето за отваряне (затваряне) е по желание на клиента на вентила.
Фитингите трябва да бъдат тествани в съответствие с GOST R 53402 и TU, като задължителният обхват на тестване трябва да включва:
Относно якостта и плътността на основните части и заварени съединения, работещи под налягане;
За херметичност на клапана, стандарти за херметичност на клапана - съгласно GOST R 54808 (за клапани на работно оборудване от групи A, B (a) и B (b), при изпитване на херметичността на клапана не трябва да има видими течове - клас A GOST R 54808 );
За плътност спрямо външната среда;
За функциониране (производителност). Резултатите от изпитването трябва да бъдат отразени в сертификата на вентила.
Не се допуска използването на спирателни кранове като управляващи (дроселни) вентили.
Когато се монтира задвижващ механизъм върху клапан, ръчните колела за ръчно управление трябва да отварят клапана в посока, обратна на часовниковата стрелка, и да затварят по посока на часовниковата стрелка. Посоката на осите на задвижващия прът трябва да се определи в проектната документация.
Спирателните вентили трябва да имат индикатори за положението на заключващия елемент ("отворен", "затворен").
Материалът на вентила за тръбопроводите трябва да бъде избран в зависимост от условията на работа, параметрите и физико-химичните свойства на транспортираната среда и изискванията на нормативните документи. Армировка от цветни метали и техните сплави може да се използва в случаите, когато по основателни причини не може да се използва армировка от стомана и чугун. Армировка, изработена от въглеродни и легирани стомани, може да се използва за среди със скорост на корозия не повече от 0,5 mm/година.
Фитинги, изработени от ковък чугун с клас не по-нисък от KCh 30-6 и от сив чугун с клас не по-нисък от SCh 18-36, трябва да се използват за тръбопроводи, транспортиращи среди от групата.
За среди от групи A(b), B(a), с изключение на втечнени газове; B(b), с изключение на запалими течности с точка на кипене под 45°C; B(c) – могат да се използват фитинги от сферографитен чугун, ако границите на работната температура на средата не са по-ниски от минус 30 °C и не по-високи от 150 °C при средно налягане не повече от 1,6 MPa (160 kgf/cm2 ). В този случай за номинално работно налягане на средата до 1 MPa се използват фитинги, проектирани за налягане най-малко PN 16 (1,6 MPa), а за номинално налягане над PN 10 (1 MPa) - фитинги, проектирани за налягане най-малко PN 25 (2,5 MPa). 8.13 Не се допуска използването на фитинги от сферографитен чугун на тръбопроводи, транспортиращи среди от група А (а), втечнени газове от група В (а);
запалими течности с точка на кипене под 45 °C, група B(b). Не се допуска използването на фитинги от сив чугун на тръбопроводи, транспортиращи вещества от групи А и В, както и на тръбопроводи за пара и гореща вода, използвани като сателити.
Вентили от сив и сферографитен чугун не се допускат за използване независимо от средата, работното налягане и температурата в следните случаи: - на тръбопроводи, подложени на вибрации;
На тръбопроводи, работещи при рязко променливи температурни условиязаобикаляща среда;
Ако е възможно значително охлаждане на фитингите в резултат на дроселиращия ефект;
На тръбопроводи, транспортиращи вещества от групи А и В, съдържащи вода или други замръзващи течности, когато температурата на стената на тръбопровода е под 0 ° C, независимо от налягането;
В тръбопроводни помпени агрегати при инсталиране на помпи на открити площи;
В тръбопроводни резервоари и контейнери за съхранение на експлозивни, пожароопасни и токсични вещества.
При тръбопроводи, работещи при температури на околната среда под 40 °C, трябва да се използват фитинги, изработени от подходящи легирани стомани, специални сплави или цветни метали, имащи ударна якост на метала (KCV) най-малко 20 J/cm2 при възможно най-ниската телесна температура. За течен и газообразен амоняк е разрешено да се използва специални фитингиот сферографитен чугун в параметри и условия.
В хидравличното задвижване на клапаните трябва да се използват незапалими и незамръзващи течности, които отговарят на работните условия.
За да се елиминира възможността за изпадане на кондензат в пневматичните задвижвания, зимно времегазът се изсушава до точката на оросяване при отрицателна проектна температура на тръбопровода.
За тръбопроводи с номинално налягане над 35 MPa (350 kgf / cm2) не се допуска използването на ляти фитинги.
Вентили с фланцови уплътнения "издатина-вдлъбнатина" в случай на използване на специални уплътнения могат да се използват при номинално налягане до 35 MPa (350 kgf / cm2)
За да се осигури безопасна работа в системи за автоматично управление, при избора на регулиращи вентили трябва да бъдат изпълнени следните условия:
Загубата на налягане (спад на налягането) на управляващите вентили при максимален дебит на работната среда трябва да бъде най-малко 40% от загубата на налягане в цялата система;
Когато течността тече, спадът на налягането през управляващите вентили в целия диапазон на регулиране не трябва да надвишава стойността на кавитационния спад.
Производителят маркира тялото на вентила на видно място в следната степен:
Име или търговска марка на производителя;
Фабричен номер; - Година на производство;
Номинално (работно) налягане РN (Рр); - номинален диаметър DN;
Температура на работната среда (при отбелязване на работно налягане Рр – задължително);
Стрелка, показваща посоката на потока на средата (с еднопосочно подаване на средата); - обозначение на продукта;
Марка на стоманата и топлинно число (за тела от отливки); - допълнителна маркировка в съответствие с изискванията на клиента и националните стандарти.
Комплектът за доставка на тръбопроводната арматура трябва да включва експлоатационна документация в следния обем:
Паспорт (PS);
Ръководство за експлоатация (ОМ);
Експлоатационна документация за компоненти (задвижвания, актуатори, позиционери, крайни изключватели и др.). Формулярът на паспорта е даден в Приложение N (за справка). Ръководството за експлоатация трябва да съдържа: - описание на устройството и принципа на действие на вентилите;
Процедура за монтаж и демонтаж; - повторение и обяснение на информацията, включена в маркировката на арматурата;
Списък на материалите за основните части на арматурата;
Информация за видовете опасни въздействия, дали арматурата може да представлява опасност за живота и здравето на хората или околната среда и мерките за предотвратяването им;
Индикатори за надеждност и (или) показатели за безопасност;
Обхват на входяща проверка на арматурата преди монтажа;
Методика за провеждане на контролни изпитвания (инспекции) на клапаните и основните им компоненти, процедурата за поддръжка, ремонт и диагностика.
Преди монтаж арматурата трябва да бъде подложена на входяща проверка и тестване в степента, посочена в ръководството за експлоатация. Монтажът на фитинги трябва да се извършва, като се вземат предвид изискванията за безопасност в съответствие с инструкциите за експлоатация.
Безопасността на вентилите по време на работа се осигурява от спазването на следните изисквания:
Вентилите и задвижващите устройства трябва да се използват в съответствие с предназначението им по отношение на работни параметри, среда, работни условия;
Вентилите трябва да се експлоатират в съответствие с ръководството за експлоатация (включително проектни аварийни ситуации) и технологичните разпоредби;
Спирателните вентили трябва да са напълно отворени или затворени. Не се допуска използването на спирателни кранове като регулиращи вентили;
Обковът трябва да се използва в съответствие с функционалното му предназначение;
Производственият контрол на промишлената безопасност на клапаните трябва да включва система от мерки за елиминиране на възможни гранични състояния и предотвратяване на критични повреди на клапаните.
Не е позволено:
Работете с вентилите при липса на маркировка и експлоатационна документация;
Извършете работа за отстраняване на дефекти в частите на тялото и затегнете резбови връзкипод напрежение;
Използвайте армировка като опора за тръбопровода;
За управление на вентила използвайте лостове, които удължават рамото на дръжката или маховика, които не са предвидени в инструкцията за експлоатация;
Използвайте удължителни кабели за гаечни ключове.
ПРОЦЕДУРА ЗА РЕМОНТ НА ТРЪБОПРОВОДИ С ПОДГОТОВКА НА РАБОТНОТО МЯСТО И ИЗКЛЮЧВАНЕ ОТ ТЕРМИЧНАТА ВЕРИГА.
В случай на скъсване на тръбопроводи пара-вода, колектори, линии за прясна пара, пара за повторно нагряване и екстракция, главни тръбопроводи за конденз и захранваща вода, техните фитинги за пара-вода, тройници, заварени и фланцови връзки, захранващият блок (котел, турбина) ) трябва да бъдат прекъснати и спрени незабавно.
Ако се открият пукнатини, издутини или фистули в тръбопроводи за прясна пара, повторно нагряване и екстракция на пара, тръбопроводи за захранваща вода, в техните фитинги пара-вода, тройници, заварени и фланцови връзки, ръководителят на смяната в цеха трябва незабавно да бъде уведомен за това. Ръководителят на смяната е длъжен незабавно да идентифицира опасна зона, да спре всяка работа в нея, да изведе персонала от нея, да я огради, да постави знаци за безопасност „Влизането забранено“, „Внимание! Опасна зона“ и да вземе спешни мерки за спиране на аварийна зона с помощта на отдалечени устройства. Ако по време на спиране не е възможно да се резервира аварийна секция, тогава съответното оборудване, свързано с аварийната секция, трябва да бъде спряно. Времето за спиране се определя от главния инженер на електроцентралата с уведомяване на дежурния инженер на електроенергийната система.
Ако се открият разрушени опори и закачалки, тръбопроводът трябва да бъде изключен и закрепването да бъде възстановено. Времето за спиране се определя от главния инженер на електроцентралата в съгласие с дежурния инженер на електроенергийната система.
Когато се установи повреда на тръбопровода или неговото закрепване, е необходим задълбочен анализ на причините за повредата и разработването на ефективни мерки за подобряване на надеждността. Ако се открият течове или пара във фитинги, фланцови връзки или изпод изолационното покритие на тръбопроводи, това трябва незабавно да се докладва на ръководителя на смяната. Ръководителят на смяна е длъжен да оцени ситуацията и, ако течът или парата представляват опасност за оперативния персонал или оборудването (например пара от под изолацията), да предприеме действия. Течовете или изпаренията, които не представляват опасност за персонала или оборудването (като изпаренията от опаковките), трябва да се проверяват на всяка смяна.
Тръбопроводите трябва да бъдат предоставени за ремонт след изтичане на планирания период на основен ремонт, установен въз основа на действащите стандарти техническа експлоатацияи в повечето случаи се ремонтира едновременно с основното оборудване. Предаването на тръбопровода за ремонт преди изтичането на планирания период на основен ремонт е необходимо в случай на аварийна повреда или аварийно състояние, потвърдено с протокол, посочващ причините, характера и степента на повреда или износване. Дефектите на тръбопровода, установени по време на периода на основен ремонт и не причиняващи аварийно спиране, трябва да бъдат отстранени по време на всяко следващо спиране.
Тръбопроводите за пара, работещи при температури от 450 °C или повече, трябва да бъдат проверени преди основен ремонт.
При предаване за ремонт клиентът трябва да предаде на изпълнителя проектна и ремонтна документация, която съдържа информация за състоянието на тръбопровода и неговите компоненти, дефекти и повреди. Документацията трябва да бъде изготвена в съответствие с GOST 2.602-68*. След ремонт тази документация трябва да бъде върната на клиента.
В съответствие с Правилата за организация, поддръжка и ремонт на оборудването по време на основен ремонттръбопроводи за котли и станции, номенклатурата трябва да включва следната работа:
Проверка на техническото състояние на паропроводи;
Проверка на техническото състояние на фланцови връзки и крепежни елементи, подмяна на износени шпилки.
Проверка на затягането на пружините, проверка и ремонт на окачвания и опори.
Проверка на заварки и метал.
Повторно заваряване на дефектни съединения, подмяна на дефектни тръбопроводни елементи или крепежни системи.
Проверка и ремонт на пробоотборници и пробоохладители.
Ремонт на топлоизолация.
При проверка на тръбопроводи трябва да се записват увисвания, издувания, фистули, пукнатини, повреди от корозия и други видими дефекти. Ако фланцовите връзки са дефектни, трябва да се провери състоянието на уплътнителните повърхности и крепежните елементи. Когато опорите и закачалките са дефектни, трябва да се регистрират пукнатини в метала на всички елементи на опори и закачалки и остатъчна деформация в пружините.
Процедурата и обхватът на контрол върху метала на тръбопровода се определят от нормативната и техническата документация. Контролът се извършва под техническото ръководство на лабораторията по метали.
Клиентът има право да се намесва в работата на изпълнителя, ако последният:
Направени дефекти, които биха могли да бъдат скрити от последваща работа;
Не отговаря на технологичните и нормативните изисквания на техническата документация.
По време на ремонтни работи, свързани с монтажа или демонтажа на пружинни блокове или части от тръбопроводи, трябва да се спазва последователността от операции, предвидени в работния проект или технологичната карта, като се гарантира стабилността на останалите или новомонтирани компоненти и елементи на тръбопроводите и се предотвратява падане на демонтираните му части.
Преди демонтиране на фиксирана опора или рязане на тръбопровод при повторно заваряване на заварени съединения според заключенията на детектори за дефекти или при подмяна на елементи на тръбопровода, пружините на най-близките две закачалки от всяка страна на ремонтираната зона трябва да бъдат закрепени с резба. заварени връзки. Временните опори (скоби) трябва да се монтират на разстояние не повече от 1 m от двете страни от мястото, където тръбопроводът се разтоварва (или фиксираната опора се демонтира). Тези опори трябва да осигурят необходимото изместване на тръбопроводите по оста по време на заваряване и да фиксират тръбопровода в проектното положение. Закрепването на тези краища към съседни тръбопроводи, опори или закачалки не е разрешено.
От двете страни на ремонтирания участък трябва да се направят пробиви на тръбите, като разстоянието между точките на сърцевината се запише в протокола. При възстановяване на тръбопровод трябва да се извърши студено разтягане, така че отклонението в разстоянието между точките на сърцевината да не надвишава 10 mm.
След демонтиране на участък или елемент от тръбопровода, свободните краища на останалите тръби трябва да бъдат затворени с тапи.
При рязане на тръбопровод в няколко точки трябва да се извършват операции във всеки отделен случай.
При всяко рязане на тръбопровод след заваряване на затварящата фуга е необходимо да се състави протокол и да се впише в кабелната книга.
След приключване на ремонтни дейности, свързани с рязане на тръбопровода или подмяна на части от неговите опори, е необходимо да се проверят наклоните на тръбопровода.
При смяна на дефектна пружина, резервната пружина трябва да бъде избрана според подходящото допустимо натоварване, предварително калибрирана и компресирана до изчислената височина за студено състояние. След като монтирате окачващия блок и премахнете задържащите връзки, проверете височината на пружината и направете корекции, ако е необходимо. При заваряване на съединители е недопустимо намотките на пружините да влизат в контакт с електрическата дъга, а при рязане - с пламъка на горелката, което може да причини повреда на пружините.
При смяна на пружина в опора поради нейната повреда или несъответствие с проектните натоварвания, трябва:
Поставете плочите под пружинния блок (ако резервният блок има по-ниска височина от сменения);
Разглобете опорния пиедестал и намалете височината му (ако резервният блок има по-голяма височина от сменения).
Когато променяте височините на пружините в опората на пружината, е необходимо да премахнете регулируемия блок, да промените височината му на устройството за калибриране и да го монтирате в опората.
След приключване на работата по регулиране на височините на пружините, височините на пружините след настройка трябва да бъдат записани в оперативните формуляри (виж Приложение 6), а позициите на тръбопровода в студено състояние трябва да бъдат посочени на индикаторите за изместване.
Всички промени в конструкцията на тръбопровода, направени по време на ремонта му и съгласувани с проектантската организация, трябва да бъдат отразени в паспорта или кабелната книга на този тръбопровод. При подмяна на повредени части на тръбопровода или части, които са изчерпали своя експлоатационен живот, съответните характеристики на новите части трябва да бъдат записани в кабелната книга.
След приключване на работите по ремонт и настройка трябва да се направи съответен запис в дневника за ремонт и да се изготви сертификат за въвеждане в експлоатация и да се впише в книгата за кабели.
ИЗПИТВАНЕ НА ТРЪБОПРОВОД
ПУСКАНЕ В ЕКСПЛОАТАЦИЯ
Запълването на тръбопровода след ремонтни работи се извършва съгласно одобрен план, който предвижда технологични мерки, насочени към отстраняване на паровъздушната фаза в тръбопровода. По правило тази операция се извършва с помощта на еластични сепаратори.
Препоръчително е тръбопроводът да се пусне в експлоатация след извършване на ремонтни работи с кондензат, дегазиран при атмосферни условия.
Пълненето на тръбопровода със стабилен кондензат може да се извърши при всяко първоначално налягане вътре в тръбопровода. Ако тръбопроводът е пълен с нестабилен кондензат или втечнен въглеводороден газ, тогава тази операция трябва да се извърши след повишаване на налягането на газа, водата или стабилния продукт в тръбопровода над налягането на парите на изпомпвания продукт и след въвеждане на механични сепаратори в тръбопровод.
Ако е необходимо да се измести вода от тръбопровод с помощта на нестабилен продукт, трябва да се вземат мерки за защита срещу образуване на хидрати (използване на сепаратори, инхибитори на образуването на хидрати и др.)
При липса на механични сепаратори се препоръчва тръбопроводът да се напълни частично със стабилен кондензат, преди да се напълни с изпомпвания продукт.
Газът или водата, използвани по време на продухване (промиване) и последващо изпитване на тръбопровода за продукти и изместени от продукта с помощта на сепаратори, се изпускат от тръбопровода през тръби за продухване.
В този случай трябва да се организира контрол върху съдържанието на продукта в потока, излизащ от пречиствателната тръба, за да се намали рискът от замърсяване на околната среда и да се намалят загубите на продукт.
След запълване на тръбопровода с дегазиран кондензат, налягането се повишава над минимално допустимото работно налягане, което ще се определя от налягането на дегазиране, размера на загубата на налягане поради триене, състава на продукта, профила на трасето и температурата на „най-горещата точка“ на тръбопровода.
Налягането в тръбопровода се повишава чрез изпомпване на кондензат при затворен кран в края на участъка на тръбопровода.
След като налягането в началото на тръбопровода за кондензатен продукт се повиши над минимално допустимото, е разрешено да започне изпомпване на нестабилен кондензат.
Поддържането на минимално допустимото работно налягане в тръбопровода по време на работа се осигурява от регулатор на налягането "нагоре по веригата", монтиран директно пред потребителя.
Недостатъци на реактора RBMK-1000:
Голям брой тръбопроводи и различни спомагателни подсистеми, което изисква голям брой висококвалифициран персонал;
Необходимостта от контрол на потока канал по канал, което може да доведе до аварии, свързани с прекратяване на потока на охлаждащата течност през канала;
По-високо натоварване на оперативния персонал в сравнение с ВВЕР, свързано с големия размер на активната зона и постоянното зареждане с гориво в каналите.
Положителен коефициент на реактивност на парите. По време на работа на реактора водата се изпомпва през активната зона, за да се използва като охлаждаща течност. Вътре в реактора кипи, частично се превръща в пара. Реакторът има положителен коефициент на реактивност на парата, т.е. колкото повече пара, толкова по-голяма е мощността, освободена поради ядрени реакции. При ниската мощност, на която енергоблокът работи по време на експеримента, ефектът от положителния парокоефициент не се компенсира от други явления, влияещи върху реактивността, и реакторът има положителен мощностен коефициент на реактивност.
Това означава, че е имало положителна обратна връзка - увеличаването на мощността е предизвикало процеси в ядрото, които са довели до още по-голямо увеличение на мощността. Това направи реактора нестабилен и опасен. Освен това операторите не са били информирани, че положителна обратна връзка може да възникне при ниски мощности. "Краен ефект"
Още по-опасна беше грешка в дизайна на контролните пръти. За да се контролира мощността на ядрената реакция, в активната зона се въвеждат пръти, съдържащи вещество, което абсорбира неутрони. Когато прътът се извади от активната зона, в канала остава вода, която също поглъща неутрони. За да се елиминира нежеланото влияние на тази вода, в РБМК под прътите са поставени изместители от неабсорбиращ материал (графит).
Но при напълно повдигнат прът под изтласквача остава воден стълб с височина 1,5 метра. Когато прътът се движи от горно положение, абсорберът навлиза в горната част на зоната и внася отрицателна реактивност, а в долната част на канала графитният изместител замества водата и внася положителна реактивност. В момента на аварията неутронното поле е имало спад в средата на активната зона и два максимума - в горната и долната й част.
При такова разпределение на полето общата реактивност, въведена от пръчките, е положителна през първите три секунди от движението. Това е така нареченият „краен ефект“, поради който задействането на аварийната защита в първите секунди повишава мощността, вместо незабавно спиране на реактора. (Крайният ефект в RBMK е явление, състоящо се в краткотрайно повишаване на реактивността на ядрен реактор (вместо очакваното намаление), наблюдавано при реактори RBMK-1000 при спускане на прътите на системата за управление и защита (CPS) от най-висока (или близо до нея) позиция.Ефектът се дължи на лош дизайн на пръчката.