Ministarstvo obrazovanja i znanosti Ruske Federacije Nacionalno istraživačko nuklearno sveučilište "MEPhI" Obninsk Institut za nuklearnu energiju
KAO. Šelegov, S.T. Leskin, V.I. Slobodčuk
FIZIČKE ZNAČAJKE I DIZAJN REAKTORA RBMK-1000
Za sveučilišne studente
Moskva 2011
UDK 621.039.5(075) BBK 31.46ya7 Sh 42
Shelegov A.S., Leskin S.T., Slobodchuk V.I. Fizičke karakteristike i dizajn reaktora RBMK-1000: Tutorial. M.: Nacionalno istraživačko nuklearno sveučilište MEPhI, 2011., – 64 str.
Razmatraju se načela fizičkog projektiranja, sigurnosni kriteriji i konstrukcijske značajke nuklearnog reaktora standardne izvedbe RBMK-1000. Opisani su dizajn gorivnih sklopova i kanala za gorivo jezgre, principi i upravljanje reaktorskim postrojenjem.
Prikazane su glavne značajke fizike i termohidraulike reaktora RBMK-1000.
Priručnik sadrži osnovne tehnički podaci reaktorska instalacija, sustavi upravljanja i zaštite reaktora, te gorivi elementi i njihovi sklopovi.
Prikazane informacije mogu se koristiti samo za obuku i namijenjene su studentima specijalnosti 140404 "Nuklearne elektrane i instalacije" kada svladavaju disciplinu "Nuklearni reaktori".
Pripremljeno u okviru Programa za stvaranje i razvoj Nacionalnog istraživačkog nuklearnog sveučilišta MEPhI.
Recenzent: dr. fiz.-mat. znanosti, prof. N.V. Ščukin
Uvod
Stvaranje nuklearnih elektrana s RBMK kanalnim uran-grafitnim reaktorima nacionalna je značajka razvoja domaće energetike. Glavne karakteristike elektrana odabrane su na način da se maksimalno iskoriste iskustva u razvoju i izgradnji industrijskih reaktora, te mogućnosti strojarske i građevinske industrije. Korištenje jednokružnog dizajna reaktorske instalacije s kipućom rashladnom tekućinom omogućilo je korištenje ovladane termomehaničke opreme s relativno umjerenim termofizičkim parametrima.
Prvi sovjetski industrijski uran-grafitni reaktor pušten je u pogon 1948., a 1954. u Obninsku je počeo s radom pokazni uran-grafitni vodeno hlađeni reaktor prve nuklearne elektrane na svijetu, električne snage 5 MW.
Rad na projektu novog reaktora RBMK pokrenut je u Institutu za atomsku energiju (sada RRC KI) i NII-8 (sada NIKIET po imenu N.A. Dollezha-
la) 1964. godine
Ideja o stvaranju kanalnog kipućeg reaktora velike snage institucionalizirana je 1965. godine. Odlučeno je razviti tehnički projekt za kanalni kipući reaktor snage 1000 MW(e) prema tehničkim specifikacijama Instituta za atomsku Energija nazvana po. I.V. Kurchatov (zahtjev za metodu proizvodnje električne energije i reaktor RBMK-1000 s prioritetom od 6. listopada 1967. podnijeli su zaposlenici IAE). Projekt je u početku nazvan B-19), a njegova izgradnja je najprije povjerena projektnom birou tvornice Bolshevik.
1966. na preporuku ministarstva NTS-a rad na tehnički projekt kanalni reaktor s kipućom vodom velike snage RBMK-1000 povjeren je NIKIET-u. Rezolucijom Vijeća ministara SSSR-a broj 800-252 od 29. rujna 1966. donesena je odluka o izgradnji Lenjingradske nuklearne elektrane u selu Sosnovy Bor, Lenjingradska oblast. Ovom su rezolucijom identificirani glavni nositelji projekta postrojenja i reaktora:
KAE – znanstveni voditelj projekta; GSPI-11 (VNIPIET) – generalni projektant LNPP-a; NII-8 (NIKIET) – glavni projektant reaktorskog postrojenja.
Na IV Ženevskoj konferenciji UN-a 1971. godine Sovjetski Savez je objavio odluku o izgradnji serije RBMK reaktora električne snage od po 1000 MW. Prvi agregati pušteni su u rad 1973. i 1975. godine.
POGLAVLJE 1. Neki aspekti sigurnosnog koncepta RBMK reaktora
1.1. Osnovni principi fizičkog dizajna
Koncept razvoja kanalnih uran-grafitnih reaktora hlađenih kipućom vodom temeljio se na dizajnerskim rješenjima dokazanim u praksi rada industrijskih reaktora i pretpostavljao implementaciju fizičkih značajki RBMK, koje su zajedno trebale osigurati stvaranje sigurne snage jedinice velikog jediničnog kapaciteta s visokim faktorom iskorištenja instaliranog kapaciteta i ekonomičnim ciklusom goriva.
Argumenti u korist RBMK-a uključivali su prednosti zbog boljih fizičkih karakteristika jezgre, prvenstveno bolju ravnotežu neutrona zbog slabe apsorpcije grafita, te sposobnost postizanja dubokog izgaranja urana zbog kontinuiranog punjenja goriva. Potrošnja prirodnog urana po jedinici proizvedene energije, koja se u to vrijeme smatrala jednim od glavnih kriterija učinkovitosti, bila je približno 25% manja nego u VVER-u.
Prvobitna ideja da fizički problemi RBMK-a ne zahtijevaju značajne prilagodbe razvijenim metodama fizičkog istraživanja industrijskih reaktora, već su povezani samo s upotrebom cirkonija umjesto aluminija kao glavnog strukturnog materijala jezgre, morala je biti odbačena. napušten gotovo odmah. Već prve procjene neutroničkih (i termofizičkih) karakteristika pokazale su potrebu za rješavanjem širokog spektra problema za optimizaciju fizičkih parametara reaktora i razvoj metodoloških i softverskih rješenja:
Glavni problemi u određivanju optimalnih fizičkih karakteristika RBMK su sigurnost i učinkovitost gorivnog ciklusa. Nuklearna sigurnost reaktora osigurava se mogućnošću praćenja i upravljanja reaktivnošću u svim režimima rada, što zahtijeva određivanje sigurnih područja promjena učinaka i koeficijenata reaktivnosti. Osobito su važne fizičke karakteristike koje određuju pasivnu sigurnost reaktorskog postrojenja, kao npr
uvjetima normalnog rada, kao iu hitnim i prijelaznim načinima rada. Ne manje važne karakteristike koje osiguravaju nuklearnu sigurnost su učinkovitost i brzina rada dijelova sigurnosno-kontrolnog sustava koji osiguravaju prigušivanje i održavanje istog u subkritičnom stanju.
Tehnička i ekonomska izvedba reaktorskog postrojenja također je uvelike određena takvim fizičkim karakteristikama kao što su izgaranje i sastav nuklida ispuštenog goriva, specifična potrošnja prirodnog i obogaćenog urana i gorivnih sklopova po jedinici proizvedene električne energije, te komponente neutronska ravnoteža u jezgri.
1.2. Osnovna načela i kriteriji za osiguranje sigurnosti
Glavno sigurnosno načelo na kojem se temelji dizajn reaktorskog postrojenja RBMK-1000 nije prekoračenje utvrđenih doza unutarnje i vanjske izloženosti operativnog osoblja i stanovništva, kao i standarda za sadržaj radioaktivnih proizvoda u okolišu tijekom normalnog rada i nesreća koje se razmatraju projekt.
Skup tehničkih sredstava za osiguranje sigurnosti reaktorske instalacije RBMK-1000 obavlja sljedeće funkcije:
pouzdana kontrola i upravljanje distribucijom energije kroz volumen jezgre;
dijagnosticiranje stanja jezgre za pravovremenu zamjenu konstrukcijskih elemenata koji su izgubili svoju funkcionalnost;
automatsko smanjenje snage i gašenje reaktora u izvanrednim situacijama;
pouzdano hlađenje jezgre u slučaju kvara različite opreme;
hitno hlađenje jezgre u slučaju puknuća cjevovoda cirkulacijske petlje, parovoda i napojnog cjevovoda.
osiguravanje sigurnosti struktura reaktora tijekom bilo kojeg početnog događaja;
opremanje reaktora zaštitnim, lokalizacijskim, kontrolnim sustavima za sigurnost i uklanjanje emisija rashladnog sredstva u slučaju pada tlaka cjevovoda od prostorija reaktora do lokalizacijskog sustava;
osiguranje održivosti opreme tijekom rada reaktorskog postrojenja i tijekom likvidacije posljedica projektiranih nesreća.
Tijekom procesa projektiranja prvih reaktorskih postrojenja RBMK-1000 sastavljen je popis početnih izvanrednih događaja i analizirani su najnepovoljniji pravci njihova razvoja. Na temelju iskustva rada reaktorskih postrojenja u energetskim jedinicama nuklearnih elektrana Lenjingrad, Kursk i Černobil te kako zahtjevi za sigurnost nuklearnih elektrana postaju sve stroži, što se odvija
V svjetske energije općenito, početni popis inicijalnih događaja značajno je proširen.
Popis početnih događaja u vezi s reaktorskim postrojenjima RBMK-1000 najnovijih modifikacija uključuje više od 30 izvanrednih situacija, koje se mogu podijeliti u četiri glavna principa:
1) situacije s promjenama u reaktivnosti;
2) nesreće u sustavu hlađenja jezgre;
3) nesreće uzrokovane puknućima cjevovoda;
4) situacije koje uključuju isključivanje ili kvar opreme.
Projekt reaktorskog postrojenja RBMK-1000, pri analizi hitnih situacija i razvoju sigurnosne opreme, uključuje sljedeće sigurnosne kriterije u skladu s OPB-82:
1) puknuće cjevovoda najvećeg promjera s nesmetanim dvosmjernim protokom rashladnog sredstva kada reaktor radi nazivnom snagom smatra se maksimalnom projektiranom nesrećom;
2) Prva projektirana granica za oštećenje gorivih šipki za normalne radne uvjete je: 1% gorivih šipki s nedostacima kao što je curenje plina i 0,1% gorivih šipki s izravnim kontaktom rashladne tekućine i goriva;
3) Drugo proračunsko ograničenje za oštećenje gorivih šipki u slučaju puknuća cjevovoda cirkulacijskog kruga i aktiviranja sustava hlađenja u nuždi postavlja:
temperatura omotača goriva− ne više od 1200 °C;
lokalna dubina oksidacije omotača goriva− ne više od 18% izvorne debljine stijenke;
udio izreagiranog cirkonija− ne više od 1% mase obloge gorivnog elementa kanala jedne razvodne grane;
4) mora se osigurati mogućnost rasterećenja jezgre i uklonjivost procesnog kanala iz reaktora nakon MPA.
1.3. Prednosti i nedostaci kanala uran-grafitni energetski reaktori
Glavne prednosti kanalskih energetskih reaktora, koje potvrđuje više od 55 godina iskustva u njihovom razvoju i radu u našoj zemlji, uključuju sljedeće.
Raspad strukture:
odsutnost problema povezanih s proizvodnjom, transportom i radom reaktorske posude i generatora pare;
lakše nezgode u slučaju puknuća cjevovoda kruga cirkulacije rashladnog sredstva u usporedbi s reaktorima s tlačnim posudama;
veliki volumen rashladne tekućine u cirkulacijskom krugu.
Kontinuirano punjenje gorivom:
mala granica reaktivnosti;
smanjenje produkata fisije koji su istovremeno prisutni
u jezgri;
mogućnost ranog otkrivanja i pražnjenja gorivnih sklopova s curenjem gorivih šipki iz reaktora;
sposobnost održavanja niske razine aktivnosti rashladnog sredstva.
Skladištenje topline u jezgri (grafitni dimnjak):
mogućnost protoka topline iz kanala dehidrirane petlje u kanale koji su zadržali hlađenje, pri organiziranju "šahovske ploče" rasporeda kanala različitih petlji;
smanjenje stope porasta temperature tijekom nesreća dehidracije.
Visoka razina prirodna cirkulacija rashladna tekućina, koja omogućuje dugotrajno hlađenje reaktora kada je pogonska jedinica bez napona.
Mogućnost dobivanja potrebnih neutronskih karakteristika jezgre.
Fleksibilnost ciklusa goriva:
nisko obogaćivanje goriva;
sposobnost spaljivanja istrošenog goriva iz VVER reaktora nakon regeneracije;
mogućnost proizvodnje širokog spektra izotopa. Nedostaci kanalnih vodeno-grafitnih reaktora:
složenost organiziranja kontrole i upravljanja zbog velike veličine aktivne zone;
prisutnost u jezgri strukturnih materijala koji pogoršavaju ravnotežu neutrona;
montaža reaktora na instalaciju iz zasebnih prenosivih jedinica, što dovodi do povećanja obima posla na gradilištu;
grananje cirkulacijskog kruga reaktora, što povećava opseg operativne kontrole osnovnog metala i zavara i troškove doze tijekom popravka i održavanja;
stvaranje dodatnog otpada zbog grafitnog materijala kada se reaktor stavi izvan pogona.
POGLAVLJE 2. Dizajn reaktora RBMK-1000
2.1. Opći opis dizajn reaktora
Reaktor RBMK-1000 (slika 2.1) toplinske snage 3200 MW je sustav koji kao rashladno sredstvo koristi laku vodu, a kao gorivo uranov dioksid.
Reaktor RBMK-1000 je heterogeni, uran-grafitni, termalni neutronski reaktor kipućeg tipa, dizajniran za proizvodnju zasićene pare s tlakom od 70 kg/cm2. Rashladno sredstvo je kipuća voda. Glavne tehničke karakteristike reaktora dane su u tablici. 2.1.
Riža. 2.1. Dio bloka s reaktorom RBMK-1000
Nuklearnom elektranom obično se naziva skup opreme koji uključuje nuklearni reaktor, tehnička sredstva koja osiguravaju njegov rad i uređaje za oduzimanje toplinske energije iz reaktora i njezino pretvaranje u drugu vrstu energije. Približno 95% energije oslobođene kao rezultat reakcije fisije izravno se prenosi na rashladno sredstvo. Otprilike 5% snage reaktora oslobađa se u grafit moderiranjem neutrona i apsorbiranjem gama zraka.
Reaktor se sastoji od niza vertikalnih kanala umetnutih u cilindrične rupe grafitnih stupova, kao i gornje i donje zaštitne ploče. Lagano cilindrično tijelo (kućište) zatvara šupljinu snopa grafita.
Zidanje se sastoji od grafitnih blokova kvadratnog presjeka sastavljenih u stupove s cilindričnim otvorima duž osi. Zidanje se oslanja na donju ploču, koja prenosi težinu reaktora na betonsko okno. Kroz donju i gornju metalnu strukturu prolaze kanali za gorivo i upravljačku šipku.
Opći dizajn reaktora RBMK-1000
"Srce" nuklearne elektrane je reaktor, u čijoj se jezgri održava lančana reakcija fisije jezgri urana. RBMK je kanalni vodeno-grafitni reaktor koji koristi spore (toplinske) neutrone. Glavno rashladno sredstvo u njemu je voda, a moderator neutrona je grafitni zid reaktora. Zid se sastoji od 2488 vertikalnih grafitnih stupova, s bazom od 250x250 mm i unutarnjom rupom promjera 114 mm. 1661 stupac je namijenjen za ugradnju kanala za gorivo u njih, 211 - za kanale sustava upravljanja i zaštite reaktora, a ostalo su bočni reflektori.Reaktor je jednokružni, s kipućom rashladnom tekućinom u kanalima i izravnim dovodom zasićene pare u turbine.
Jezgra, gorivne šipke i kasete za gorivo
Gorivo u RBMK-u je uran-dioksid-235 U0 2, stupanj obogaćivanja goriva prema U-235 je 2,0 - 2,4%. Strukturno, gorivo se nalazi u gorivim elementima (gorivim elementima), koji su šipke od legure cirkonija ispunjene sinteriranim kuglicama uranovog dioksida. Visina gorivnog elementa je približno 3,5 m, promjer 13,5 mm. Gorive šipke pakirane su u gorivne sklopove (FA) koji sadrže po 18 gorivih šipki. Dva gorivna sklopa spojena u seriju tvore kasetu za gorivo, čija je visina 7 m.Voda se dovodi u kanale odozdo, pere gorivne šipke i zagrijava, a dio se pretvara u paru. Dobivena smjesa pare i vode uklanja se iz gornjeg dijela kanala. Za regulaciju protoka vode, na ulazu u svaki kanal nalaze se zaporni i regulacijski ventili.
Ukupno je promjer jezgre ~12 m, visina ~7 m. Sadrži oko 200 tona urana-235.
CPS
Upravljačke šipke su predviđene za regulaciju radijalnog polja oslobađanja energije (PC), automatsku regulaciju snage (AP), brzo gašenje reaktora (A3) i kontrolu visinskog polja oslobađanja energije (USP), a USP šipke s duljine 3050 mm uklanjaju se od jezgre prema dolje, a svi ostali duljine 5120 mm prema gore.Za praćenje raspodjele energije po visini jezgre predviđeno je 12 kanala sa sedmosekcionim detektorima koji su ravnomjerno postavljeni u središnjem dijelu reaktora izvan mreže kanala za gorivo i upravljačkih šipki. Distribucija energije duž polumjera jezgre prati se pomoću detektora ugrađenih u središnje cijevi gorivnog sklopa u 117 kanala za gorivo. Na spojevima grafitnih stupova reaktorskog zida predviđeno je 20 vertikalnih rupa promjera 45 mm u koje su ugrađeni trozonski termometri za praćenje temperature grafita.
Reaktorom upravljaju šipke ravnomjerno raspoređene po reaktoru koje sadrže element koji apsorbira neutrone - bor. Šipke se pokreću pojedinačnim servosima u posebnim kanalima, čiji je dizajn sličan tehnološkim. Šipke imaju vlastito vodeno hlađenje s temperaturom od 40-70°C. Korištenje šipki različitih izvedbi omogućuje reguliranje oslobađanja energije u cijelom volumenu reaktora i brzo ga isključivanje ako je potrebno.
U RBMK-u postoje 24 šipke AZ (zaštita u nuždi). Automatske upravljačke šipke - 12 komada. Postoji 12 lokalnih automatskih upravljačkih šipki, 131 ručna upravljačka šipka i 32 skraćene apsorberske šipke (USP).
1. Jezgra 2. Parovodni cjevovodi 3. Bubanj-separator 4. Glavne cirkulacijske crpke 5. Razdjelnici grupe za točenje 6. Vodovodni cjevovodi 7. Gornja biološka zaštita 8. Stroj za istovar i utovar 9. Donja biološka zaštita.
Višestruki krug prisilne cirkulacije
Ovo je krug za odvođenje topline iz jezgre reaktora. Glavno kretanje vode u njemu osiguravaju glavne cirkulacijske crpke (MCP). Ukupno postoji 8 glavnih cirkulacijskih crpki u krugu, podijeljenih u 2 skupine. Jedna pumpa iz svake grupe je rezervna pumpa. Kapacitet glavne cirkulacijske pumpe je 8000 m 3 /h, pritisak je 200 m vodenog stupca, snaga motora je 5,5 MW, tip pumpe je centrifugalni, ulazni napon je 6000 V.
Osim glavne cirkulacijske crpke, postoje pumpe za napajanje, pumpe za kondenzat i pumpe sigurnosnog sustava.
Turbina
U turbini se radni fluid – zasićena para – širi i vrši rad. Reaktor RBMK-1000 opskrbljuje parom 2 turbine od po 500 MW. Zauzvrat, svaka turbina sastoji se od jednog visokotlačnog cilindra i četiri niskotlačna cilindra.Na ulazu u turbinu tlak je oko 60 atmosfera, a na izlazu iz turbine para je pod tlakom manjim od atmosferskog. Širenje pare dovodi do činjenice da se područje protoka kanala mora povećati; za to se visina lopatica dok se para kreće u turbini povećava od stupnja do stupnja. Budući da para ulazi u turbinu zasićena, šireći se u turbini, brzo se ovlaži. Maksimalni dopušteni sadržaj vlage u pari obično ne smije premašiti 8-12% kako bi se izbjeglo intenzivno erozivno trošenje aparata lopatica kapljicama vode i smanjenje učinkovitosti.
Kada se postigne maksimalna vlažnost, sva se para odvodi iz visokotlačnog cilindra i prolazi kroz separator – grijač pare (SPP), gdje se suši i zagrijava. Za zagrijavanje glavne pare do temperature zasićenja koristi se para iz prvog odsisa turbine, za pregrijavanje živa para (para iz bubnja separatora), a ogrjevna para se odvodi u deaerator.
Nakon separatora – grijača pare, para ulazi u niskotlačni cilindar. Ovdje se tijekom procesa ekspanzije para ponovno navlaži do maksimalno dopuštene vlažnosti i ulazi u kondenzator (K). Želja da dobijemo što više rada od svakog kilograma pare i time povećamo učinkovitost tjera nas da održavamo najdublji mogući vakuum u kondenzatoru. U tom smislu, kondenzator i veći dio niskotlačnog cilindra turbine su pod vakuumom.
Turbina ima sedam odvoda pare, prvi se koristi u separatoru-pregrijaču za zagrijavanje glavne pare do temperature zasićenja, drugi odvod služi za zagrijavanje vode u deaeratoru, a odsisi 3 – 7 koriste se za zagrijavanje glavnog protoka kondenzata. u, odnosno, PND-5 - PND-1 (niskotlačni grijači).
Kasete za gorivo
Gorive šipke i gorivi sklopovi podliježu visokim zahtjevima pouzdanosti tijekom cijelog radnog vijeka. Složenost njihove implementacije pogoršava činjenica da je duljina kanala 7000 mm s relativno malim promjerom, a istovremeno mora biti osigurano strojno preopterećenje kazeta i kada je reaktor zaustavljen i kada je reaktor ugašen. trčanje.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stroj za utovar i istovar (RZM)
Posebnost RBMK-a je mogućnost ponovnog punjenja kazeta s gorivom bez zaustavljanja reaktora pri nazivnoj snazi. Zapravo, ovo je rutinska operacija i izvodi se gotovo svakodnevno.Postavljanje stroja preko pripadajućeg kanala vrši se prema koordinatama, a precizno navođenje do kanala pomoću optičko-televizijskog sustava, preko kojeg se može promatrati glava kanalskog čepa, ili pomoću kontaktnog sustava u kojem se signal se stvara kada detektor dodirne bočnu površinu vrha uspona kanala.
REM ima zatvoreno kućište-odijelo okruženo biološkom zaštitom (kontejner), opremljeno rotirajućim spremnikom s četiri utora za gorivne elemente i druge uređaje. Odijelo je opremljeno posebnim mehanizmima za obavljanje preopterećenog rada.
Prilikom pretovara goriva, odijelo se zbija duž vanjske površine uspona kanala, au njemu se stvara tlak vode jednak tlaku rashladne tekućine u kanalima. U tom stanju, čep se otpušta, istrošeno gorivo s ovjesom se uklanja, ugrađuje se novo gorivo i zatvara se čep. Tijekom svih ovih operacija voda iz metala rijetke zemlje ulazi u gornji dio kanala i, miješajući se s glavnom rashladnom tekućinom, uklanja se iz kanala kroz izlazni cjevovod. Dakle, pri ponovnom utovaru goriva osigurana je kontinuirana cirkulacija rashladne tekućine kroz preopterećeni kanal, dok voda iz kanala ne ulazi u metal rijetke zemlje.
Ovaj članak, koji bi trebao dati opću ideju o dizajnu i radu reaktora, koji je danas postao jedan od glavnih za našu nuklearnu energiju, služi kao tekst objašnjenja za crteže koji prikazuju reaktor RBMK-1000, i za dijagrame koji objašnjavaju rad stroja za istovar i utovar (REM) ).
Glavna zgrada nuklearne elektrane s reaktorom RBMK sastoji se od dva agregata električne snage od po 1000 MW, sa zajedničkom turbogeneratorskom prostorijom i odvojenim prostorijama za reaktore. Energetsku jedinicu čini reaktor s cirkulacijskim krugom rashladnog sredstva i pomoćnim sustavima, sustav cjevovoda i opreme kroz koje se voda iz kondenzatora turbine usmjerava u cirkulacijski krug rashladnog sredstva te dva turbogeneratora snage 500 MW svaki.
Rashladno sredstvo je voda, cirkulira kroz dva paralelna sustava. Svaki sustav uključuje dva separatorska bubnja, 24 padajuće cijevi, 4 usisne i - tlačne razdjelnike, - 4 cirkulacijske pumpe od kojih su tri operativne, a jedna je u rezervi, 22 grupne razvodne razdjelnike, - kao i zaporne i regulacijske ventile. .
Iz kolektora razvodne grupe voda temperature 270°C se pojedinačnim cjevovodima pomoću zaporne i regulacijske armature distribuira u procesne kanale. Pranjem gorivih elemenata, zagrijava se do temperature zasićenja, djelomično isparava, a nastala parna smjesa također ulazi u separatorske bubnjeve kroz pojedinačne cjevovode iz svakog kanala. Ovdje se parna smjesa razdvaja na paru i vodu. Odvojena voda se pomiješana s napojnom vodom i kroz nizvodne cijevi. Cijevi se šalju do glavnih cirkulacijskih crpki. Zasićena para s tlakom od 70 kgf/cm2 šalje se kroz osam parovoda u dvije turbine. Nakon rada u visokotlačnim cilindrima turbina, para ulazi u srednje separatore-pregrijače, gdje se vlaga odvaja od nje i pregrijava na temperaturu od 250 ° C , Nakon što prođe niskotlačne cilindre, para ulazi u kondenzatore. Kondenzat prolazi 100% pročišćavanje na filtrima, zagrijava se u pet regenerativnih grijača i ulazi u odzračivače.Odatle se voda temperature 165°C pumpa natrag u bubnjeve separatora.U samo sat vremena pumpe prolaze kroz reaktor.Vose oko 38 tisuća tona vode. Nazivna toplinska snaga reaktora je 3140 MW; na sat proizvodi 5400 tona pare.
Reaktor je smješten u betonskom oknu kvadratnog presjeka dimenzija 21,6 X 21,6 m i dubine 25,5 m. Težina reaktora prenosi se na beton zavarenim metalnim konstrukcijama koje ujedno služe i kao biološka zaštita. Zajedno s kućištem čine zatvorenu šupljinu ispunjenu mješavinom helija i dušika - reaktorski prostor, u kojem se nalazi grafitna hrpa. Plin se koristi za održavanje temperature zida.
Gornja i donja metalna konstrukcija reaktora prekrivena je zaštitnim materijalom (serpentinitna stijena) i ispunjena dušikom. Spremnici vode služe kao bočna biološka zaštita.
Grafitni dimnjak je okomito smješten cilindar sastavljen od grafitnih stupova sa središnjim otvorima za procesne (parotvorne) kanale i kanale sustava upravljanja i zaštite (nisu prikazani na dijagramu).
Budući da se približno 5% toplinske energije oslobađa u grafitnom moderatoru tijekom rada reaktora, predložen je izvorni dizajn čvrstih kontaktnih prstenova za održavanje potrebnih temperaturnih uvjeta grafitnih blokova i poboljšanje odvođenja topline od grafita do rashladne tekućine koja teče u kanala. Razdjelni prstenovi (visine 20 mm) postavljaju se po visini kanala blizu jedan drugoga na način da svaki susjedni prsten ima pouzdan kontakt duž cilindrične površine bilo s kanalskom cijevi bilo s unutarnjom površinom grafitnog bloka za zidanje, kao i na krajevima s druga dva prstena. Učinkovitost predloženog dizajna ispitana je pokusima na toplinskoj klupi. Iskustvo rada energetskih jedinica Lenjingradske nuklearne elektrane potvrdilo je mogućnost i jednostavnost ugradnje kanala s grafitnim prstenovima u tehnološki put i njegovog uklanjanja s njega.
Tehnološki kanal je zavarena cijevna konstrukcija dizajnirana za ugradnju sklopova goriva (FA) i organiziranje protoka rashladnog sredstva.
Gornji i donji dio kanala izrađeni su od nehrđajućeg čelika, a središnja cijev promjera 88 mm i debljine stijenke 4 mm unutar jezgre visine 7 m izrađena je od legure cirkonija s niobijem ( 2,5%). Ova je legura manja od čelika, apsorbira neutrone i ima visoka mehanička i korozijska svojstva. Stvaranje pouzdane hermetičke veze između središnjeg cirkonijevog dijela kanala i čeličnih cijevi pokazalo se teškim zadatkom, budući da se koeficijenti linearnog širenja spojenih materijala razlikuju otprilike tri puta. To je bilo moguće riješiti uz pomoć čelično-cirkonijevih adaptera izrađenih difuzijskim zavarivanjem.
U tehnološkom kanalu (ima 1693 takvih kanala) postavljena je kaseta s dva goriva elementa; Svaki takav sklop sastoji se od 18 gorivih šipki. Gorivi element je cijev od cirkonijeve legure vanjskog promjera 13,6 mm, debljine stijenke 0,9 mm s dva krajnja čepa unutar kojih se nalaze kuglice uranovog dioksida. Ukupno je u reaktor utovareno oko 190 tona urana koji sadrži 1,8% izotopa uran-235.
1. Uvod……………………………………………………………….4
2. Glavne karakteristike reaktora RBMK-1000………………7
2.1 Toplinski dijagram s reaktorom RBMK-1000……………………7
2.2 Strukture unutar reaktora……………………………...12
2.3 Zaporni i regulacijski ventil………………………………...18
2.4 Stroj za utovar i istovar…………………………….21
2.5 Gorivni sklopovi (FA)…………………………….....25
2.6 Projekt zaštite od ionizirajućeg zračenja rektora..28
3. Vrste i namjena cjevovoda i njihovih sastavnih dijelova s crtežima i dijagramima, radnim parametrima i glavnim silama koje djeluju na cjevovode………………………………………………………………………… ……….32
4. Glavni nedostaci koji se javljaju u cjevovodima s analizom uzroka njihovog nastanka, metode otkrivanja nedostataka…………………………….48
5. Postupak izvođenja cjevovoda na popravak s pripremom radnog mjesta i odvajanjem od toplinskog kruga……………………………………………………………….53
6. Tehnologija proizvodnje popravka, međukontrola……….57
7. Ispitivanje cjevovoda…………………………………………………..60
8. Puštanje u pogon………………………………………………………….61
9. Zaključak……………………………………………………………………………………..63
10. Popis kratica………………………………………………………….64
11. Popis literature…………………………………….66
UVOD
Reaktor RBMK-1000 je reaktor s kanalima bez preopterećenja; za razliku od reaktora s kanalima za preopterećenje, gorivni elementi i procesni kanal su zasebne jedinice. Cjevovodi su spojeni na kanale ugrađene u reaktoru pomoću trajnih spojeva - pojedinačnih putova za dovod i odvod rashladnog sredstva. Gorivni sklopovi utovareni u kanale učvršćuju se i zbijaju u gornjem dijelu uspona kanala. Dakle, prilikom ponovnog punjenja goriva nema potrebe za otvaranjem putanje rashladne tekućine, što omogućuje da se izvrši pomoću odgovarajućih uređaja za ponovno punjenje bez gašenja reaktora.
Prilikom stvaranja takvih reaktora riješen je problem ekonomičnog korištenja neutrona u jezgri reaktora. U tu svrhu, ljuske gorivih šipki i kanalne cijevi izrađene su od legura cirkonija koje slabo apsorbiraju neutrone. Tijekom razvoja RBMK-a, granica radne temperature cirkonijevih legura nije bila dovoljno visoka. To je odredilo relativno niske parametre rashladne tekućine u RBMK-u. Tlak u separatorima je 7,0 MPa, što odgovara temperaturi zasićene pare od 284 ° C. Dizajn RBMK postrojenja je jednokružni. Smjesa pare i vode nakon jezgre ulazi kroz pojedinačne cijevi u bubnjeve separatora, nakon čega se zasićena para šalje u turbine, a odvojena cirkulacijska voda, nakon miješanja s napojnom vodom koja ulazi u bubnjeve separatora iz turbinskih jedinica, korištenjem cirkulacijske pumpe dovodi u kanale reaktora. Razvoj RBMK bio je značajan korak u razvoju nuklearne energije u SSSR-u, jer takvi reaktori omogućuju stvaranje velikih nuklearnih elektrana velike snage.
Od dvije vrste reaktora toplinskih neutrona - vodenih reaktora pod tlakom i kanalnih vodeno-grafitnih reaktora, koji su se koristili u nuklearnoj energetici Sovjetskog Saveza, potonji se pokazao lakšim za svladavanje i implementaciju. To se objašnjava činjenicom da se za proizvodnju kanalnih reaktora mogu koristiti opća strojograđevna postrojenja i da nije potrebna jedinstvena oprema koja je potrebna za proizvodnju posuda reaktora s vodom pod tlakom.
Učinkovitost kanalskih reaktora tipa RBMK uvelike ovisi o snazi uklonjenoj iz svakog kanala. Raspodjela snage između kanala ovisi o gustoći toka neutrona u jezgri i sagorijevanju goriva u kanalima. Postoji ograničenje snage koje se ne može prekoračiti ni na jednom kanalu. Ova vrijednost snage određena je uvjetima odvođenja topline.
U početku je projekt RBMK rađen za električnu snagu od 1000 MW, što je uz odabrane parametre odgovaralo toplinskoj snazi reaktora od 3200 MW. S obzirom na broj raspoloživih radnih kanala u reaktoru (1693) i rezultirajuću neravnomjernost koeficijenta oslobađanja topline u jezgri reaktora, maksimalna snaga kanala bila je oko 3000 kW. Kao rezultat eksperimentalnih i računskih studija utvrđeno je da je s maksimalnim masenim udjelom pare na izlazu iz kanala od oko 20% i navedenom snagom osigurana potrebna rezerva prije krize odvođenja topline. Prosječni sadržaj pare u reaktoru bio je 14,5%. Energetski blokovi s RBMK reaktorima s električnim kapacitetom od 1000 MW (RBMK-1000) rade u Lenjingradskoj, Kurskoj, Černobilskoj i Smolenskoj nuklearnoj elektrani. Dokazali su se kao pouzdane i sigurne instalacije s visokim tehničkim i ekonomskim pokazateljima. Osim ako ih namjerno ne dignete u zrak.
Da bi se povećala učinkovitost RBMK reaktora, proučavane su mogućnosti povećanja maksimalne snage kanala. Kao rezultat razvoja dizajna i eksperimentalnih studija, pokazalo se da je moguće, intenziviranjem prijenosa topline, povećati najveću dopuštenu snagu kanala za 1,5 puta na 4500 kW uz istodobno povećanje dopuštenog sadržaja pare na nekoliko desetaka postotaka. Potrebno pojačanje prijenosa topline postignuto je zahvaljujući razvoju gorivnog sklopa, čiji dizajn uključuje pojačivače prijenosa topline. Povećanjem dopuštene snage kanala na 4500 kW toplinska snaga reaktora RBMK povećana je na 4800 MW, što odgovara električnoj snazi od 1500 MW. Takvi reaktori RBMK-1500 rade u NE Ignalina. Povećanje snage za 1,5 puta uz relativno male konstrukcijske izmjene uz zadržavanje veličine reaktora primjer je tehničkog rješenja koje ima veliki učinak.
GLAVNE KARAKTERISTIKE REAKTORA RBMK-1000
Toplinski dijagram s reaktorom RBMK-1000
DIO.
Vrste i namjena cjevovoda i njihovih sastavnih dijelova s crtežima i dijagramima, radnim parametrima i glavnim silama koje djeluju na cjevovode.
Klasifikacija cjevovoda
Cjevovodi se, ovisno o razredu opasnosti transportirane tvari (eksplozivnost i opasnost od požara i štetnosti), dijele u skupine okoliša (A, B, C), a ovisno o proračunskim parametrima okoliša (tlak i temperatura) - u pet kategorija (I, II, III, IV , V)
Kategoriju cjevovoda treba odrediti parametrom koji zahtijeva njegovu dodjelu u odgovorniju kategoriju.
Oznaka skupine određenog transportiranog medija uključuje oznaku skupine medija (A, B, C) i podskupine (a, b, c), odražavajući toksičnost i opasnost od požara i eksplozije tvari uključenih u ovaj srednji.
Oznaka cjevovoda općenito odgovara oznaci skupine transportiranog medija i njegovoj kategoriji. Oznaka "cjevovod I skupine A (b)" označava cjevovod kojim se transportira medij skupine A (b) s parametrima kategorije I.
Skupina zaštite okoliša medija koji transportira cjevovod koji se sastoji od različitih komponenti utvrđuje se prema komponenti koja zahtijeva da se cjevovod dodijeli odgovornijoj skupini. Štoviše, ako sadržaj jedne od komponenti u smjesi premašuje prosječnu smrtonosnu koncentraciju u zraku prema GOST 12.1.007, tada se grupa smjese treba odrediti prema ovoj tvari. Ako je najopasnija komponenta u smislu fizikalno-kemijskih svojstava u smjesi u količini ispod smrtonosne doze, o pitanju svrstavanja cjevovoda u manje odgovornu skupinu ili kategoriju cjevovoda odlučuje projektantska organizacija (autor projekt).
Klasu opasnosti tvari treba odrediti prema GOST 12.1.005 i GOST 12.1.007, vrijednosti pokazatelja opasnosti od požara i eksplozije tvari - prema odgovarajućim ND ili metodama navedenim u GOST 12.1.044.
Za vakuumske vodove mora se uzeti u obzir apsolutni radni tlak.
Cjevovodi kojima se transportiraju tvari čija je radna temperatura jednaka ili viša od njihove temperature samozapaljivosti, kao i nezapaljive, sporogoreće i zapaljive tvari koje u interakciji s vodom ili kisikom iz zraka mogu biti vatro-eksplozivne, trebaju se klasificirati kao kategorija I. Odlukom nositelja projekta dopušteno je, ovisno o radnim uvjetima, prihvatiti odgovorniju (nego što je određena izračunatim parametrima okoline) kategoriju cjevovoda.
Zahtjevi za projektiranje cjevovoda
U projektu cjevovoda mora biti predviđena mogućnost izvođenja svih vrsta regulacije. Ako projektom plinovoda nisu predviđeni vanjski i unutarnji pregledi ili hidraulička ispitivanja, projektant mora navesti metodologiju, učestalost i opseg kontrole čijom će se provedbom osigurati pravodobno uočavanje i otklanjanje nedostataka.
Grane (grananje)
Odvajanje od cjevovoda provodi se na jedan od sljedećih načina. Ojačanje grana učvršćivačima nije dopušteno.
– Ogranci na procesnim cjevovodima
Spajanje grana metodom "a" koristi se u slučajevima kada se slabljenje glavnog cjevovoda nadoknađuje postojećim rezervama snage veze. Također je dopušteno umetanje u cjevovod tangencijalno na opseg poprečnog presjeka cijevi kako bi se spriječilo nakupljanje proizvoda u donjem dijelu cjevovoda.
T-komadi zavareni od cijevi, žigosano zavareni koljeni, koljeni i koljena od gredica lijevanih tehnologijom elektrotroske mogu se koristiti za tlakove do 35 MPa (350 kgf/cm2). U ovom slučaju, svi zavari i metal lijevanih izradaka podliježu 100% ultrazvučnoj kontroli.
Na cjevovodima izrađenim od ugljični čelici na radnoj temperaturi ne višoj od 250 °C. Križevi i križni utori od elektro zavarene cijevi smije se koristiti pri nazivnom tlaku ne većem od PN 16 (1,6 MPa). U tom slučaju križnice moraju biti izrađene od cijevi s nazivnim tlakom od najmanje PN 25 (2,5 MPa). Križnice i poprečne slavine izrađene od bešavnih cijevi mogu se koristiti pri nominalnom tlaku ne većem od PN 24 (pod uvjetom da su križnice izrađene od cijevi s nazivnim tlakom od najmanje PN 40. Urezivanje fitinga u zavarene spojeve cjevovoda treba izvršiti uzimajući u obzir klauzulu 11.2.7.
Zavoji
Za cjevovode se u pravilu koriste strmo zakrivljena koljena, izrađena od bešavnih i zavarenih ravnih cijevi vrućim utiskivanjem ili provlačenjem, kao i savijenih i zavarenih. Za promjere veće od DN 6.4.2 400 zavaruje se korijen zavara, a zavari se podvrgavaju 100% ultrazvučnom ili radiografskom ispitivanju.
Savijena koljena od bešavnih cijevi koriste se u slučajevima kada je potrebno minimizirati hidraulički otpor cjevovoda, na primjer, na cjevovodima s pulsirajućim protokom medija (za smanjenje vibracija), kao i na cjevovodima s nazivnim promjerom do DN 25. Potreba toplinske obrade utvrđuje se do 12.2.11.
Granice primjene savijenih zavoja iz cijevi trenutnog raspona moraju odgovarati granicama uporabe cijevi od kojih su izrađene. Duljina ravnog dijela od kraja cijevi do početka savijenog dijela mora biti najmanje 100 mm.
U cjevovodima je dopušteno koristiti zavarena sektorska koljena nazivnog promjera DN 500 ili manje pri nazivnom tlaku ne većem od PN 40 (4 MPa) i nazivnog promjera većeg od DN 500 pri nazivnom tlaku do do PN 25 (2,5 MPa). Kod savijanja proizvodnog sektora, kut između poprečnih presjeka sektora ne smije biti veći od 22,5°. Udaljenost između susjednih zavara na unutarnjoj strani zavoja trebala bi osigurati dostupnost kontrole ovih šavova duž cijele duljine šava. Za izradu sektorskih zavoja nije dopuštena uporaba spiralno zavarenih cijevi; za promjere veće od 400 mm koristi se zavarivanje korijena zavara; zavari se podvrgavaju 100% ultrazvučnom ili radiografskom ispitivanju. Zavarena sektorska koljena ne smiju se koristiti u slučajevima: - velikih cikličkih opterećenja, na primjer od pritiska, više od 2000 ciklusa; - nedostatak vlastite kompenzacije zbog drugih elemenata cijevi.
Prijelazi
U cjevovodima prijelaze u pravilu treba utisnuti, valjati od lima s jednim zavarom ili utisnuti i zavariti od polovica s dva zavara. Granice uporabe čeličnih prijelaza moraju odgovarati granicama uporabe spojenih cijevi sličnih klasa čelika i sličnih radnih (proračunskih) parametara.
Dopušteno je koristiti prijelaze latica za cjevovode s nazivnim tlakom ne većim od PN16 (1,6 MPa) i nazivnim promjerom DN 500 ili manjim. Nije dopušteno ugraditi prijelaze latica na cjevovode namijenjene za transport tekućih plinova i tvari skupina A i B.
Prijelaze latica treba zavariti, nakon čega slijedi 100% kontrola zavara ultrazvučnim ili radiografskim metodama. Nakon izrade, prijelaze latica treba podvrgnuti toplinskoj obradi.
Stubs
U cjevovodima s nazivnim tlakom do PN 25 (2,5 MPa) preporučuju se zavareni plosnati i rebrasti čepovi od čeličnog lima.
Čepovi ugrađeni između prirubnica ne smiju se koristiti za odvajanje dvaju cjevovoda s različitim medijima, čije je miješanje neprihvatljivo.
Granice uporabe čepova i njihove karakteristike prema materijalu, tlaku, temperaturi, koroziji itd. moraju biti u skladu s ograničenjima primjene prirubnice.
Zahtjevi za armature cjevovoda.
Tijekom projektiranja i proizvodnje cjevovodna armatura potrebno je pridržavati se zahtjeva tehničkih propisa, standarda i zahtjeva kupaca u skladu sa sigurnosnim zahtjevima u skladu s GOST R 53672.
Specifikacije za određene tipove i tipove cjevovodne armature trebaju uključivati:
Svitak regulatorni dokumenti, na temelju kojih se provodi dizajn, proizvodnja i rad armature;
Osnovni tehnički podaci i karakteristike okova;
Indikatori pouzdanosti i (ili) sigurnosni indikatori (za ventile s mogućim kritičnim kvarovima);
Zahtjevi za proizvodnju;
Sigurnosni zahtjevi; - sadržaj isporuke;
Pravila prihvaćanja;
Metode ispitivanja;
Popis mogućih kvarova i kriteriji za granična stanja;
Upute za uporabu;
Glavne ukupne i priključne dimenzije, uključujući vanjske i unutarnje promjere mlaznica, rezanje rubova mlaznica za zavarivanje itd.
Glavni pokazatelji namjene armatura (svih vrsta i vrsta) utvrđeni u projektnoj i operativnoj dokumentaciji:
Nazivni tlak PN (radni ili proračunski tlak P);
Nazivni promjer DN;
Radno okruženje;
Projektna temperatura (maksimalna temperatura radne okoline);
Dopušteni pad tlaka;
Nepropusnost ventila (klasa nepropusnosti ili vrijednost propuštanja);
Duljina konstrukcije;
Klimatska verzija (s ekološkim parametrima);
Otpornost na vanjske utjecaje (seizmika, vibracije, itd.);
Dodatni pokazatelji odredišta za specifične vrste oprema:
Koeficijent otpora (ζ) za zaporne i povratne ventile;
Ovisnost koeficijenta otpora o brzinskom tlaku – za povratne ventile;
Koeficijent protoka (tekućina i plin), površina sjedišta, tlak podešavanja, tlak potpunog otvaranja, tlak zatvaranja, protutlak, raspon tlaka podešavanja - za sigurnosne ventile;
Uvjetna propusnost (Kvy), vrsta propusnih karakteristika, kavitacijske karakteristike - za regulacijske ventile;
Uvjetni protok, vrijednost reguliranog tlaka, raspon reguliranih tlakova, točnost održavanja tlaka (mrtva zona i neravna zona), minimalni pad tlaka pri kojem je osiguran rad - za regulatore tlaka;
Parametri pogona i aktuatora;
A) za električni pogon – napon, frekvencija struje, snaga, način rada djela, prijenosni omjer, učinkovitost, maksimalni okretni moment, ekološki parametri;
B) za hidrauličke i pneumatske pogone - upravljački medij, tlak upravljačkog medija - za regulatore tlaka;
Vrijeme otvaranja (zatvaranja) je na zahtjev kupca ventila.
Armatura mora biti ispitana u skladu s GOST R 53402 i TU, a obvezni opseg ispitivanja mora uključivati:
O čvrstoći i gustoći glavnih dijelova i zavarenih spojeva koji rade pod pritiskom;
Za nepropusnost ventila, standardi nepropusnosti ventila - prema GOST R 54808 (za ventile radne opreme grupa A, B (a) i B (b), pri ispitivanju nepropusnosti ventila ne bi trebalo biti vidljivih curenja - klasa A GOST R 54808 );
Za nepropusnost u odnosu na vanjsko okruženje;
Za funkcioniranje (izvedbu). Rezultati ispitivanja moraju biti prikazani u potvrdi ventila.
Upotreba zapornih ventila kao regulacijskih (prigušnih) ventila nije dopuštena.
Prilikom postavljanja aktuatora na ventil, ručni kotačići za ručno upravljanje moraju otvarati ventil u smjeru suprotnom od kazaljke na satu i zatvarati u smjeru kazaljke na satu. Smjer osi šipke pogona mora biti određen u projektnoj dokumentaciji.
Ventili za zatvaranje moraju imati indikatore položaja elementa za zaključavanje ("otvoreno", "zatvoreno").
Materijal ventila za cjevovode treba odabrati ovisno o radnim uvjetima, parametrima i fizičko-kemijskim svojstvima transportiranog medija i zahtjevima regulatornih dokumenata. Armatura od obojenih metala i njihovih legura može se koristiti u slučajevima kada se iz opravdanih razloga ne može upotrijebiti armatura od čelika i lijeva. Ojačanje izrađeno od ugljičnih i legiranih čelika može se koristiti za okruženja s brzinom korozije ne većom od 0,5 mm/godišnje.
Za cjevovode koji transportiraju medije skupine treba koristiti armature izrađene od temperanog lijevanog željeza razreda ne nižeg od KCh 30-6 i od sivog lijeva ne nižeg od SCh 18-36.
Za okoline skupina A(b), B(a), osim ukapljenih plinova; B(b), osim za zapaljive tekućine s vrelištem ispod 45°C; B(c) – fitinzi od nodularnog lijevanog željeza mogu se koristiti ako granice radne temperature medija nisu niže od minus 30 °C i ne više od 150 °C pri tlaku medija ne većem od 1,6 MPa (160 kgf/cm2 ). U ovom slučaju za nazivne radne tlakove medija do 1 MPa koriste se armature projektirane za tlak od najmanje PN 16 (1,6 MPa), a za nazivne tlakove veće od PN 10 (1 MPa) - armature projektirane za tlak od najmanje PN 25 (2 ,5 MPa). 8.13 Nije dopušteno koristiti armature izrađene od nodularnog lijevanog željeza na cjevovodima koji transportiraju medije skupine A(a), ukapljene plinove skupine B(a);
zapaljive tekućine s vrelištem ispod 45 °C, skupina B(b). Nije dopuštena uporaba armatura od sivog lijeva na cjevovodima za transport tvari skupine A i B, kao i na cjevovodima za paru i vrelovod koji se koriste kao sateliti.
Ventile od sivog i nodularnog lijeva nije dopušteno koristiti bez obzira na medij, radni tlak i temperaturu u sljedećim slučajevima: - na cjevovodima izloženim vibracijama;
Na cjevovodima koji rade na oštro promjenjivim temperaturni uvjeti okoliš;
Ako je moguće znatno hlađenje armature kao rezultat prigušnog učinka;
Na cjevovodima koji transportiraju tvari skupine A i B, koje sadrže vodu ili druge tekućine koje se smrzavaju, kada je temperatura stijenke cjevovoda ispod 0 °C, bez obzira na tlak;
U cjevovodima crpnih jedinica prilikom postavljanja crpki na otvorenim prostorima;
U cjevovodnim spremnicima i spremnicima za skladištenje eksplozivnih, požarno opasnih i otrovnih tvari.
Na cjevovodima koji rade na temperaturama okoline nižim od 40 °C treba koristiti spojeve izrađene od odgovarajućih legiranih čelika, posebnih legura ili obojenih metala koji imaju udarnu čvrstoću metala (KCV) od najmanje 20 J/cm2 pri najnižoj mogućoj temperaturi tijela. Za tekući i plinoviti amonijak dopušteno je koristiti posebne armature od nodularnog lijeva unutar parametara i uvjeta.
U hidrauličkom pogonu ventila treba koristiti nezapaljive i nesmrzavajuće tekućine koje zadovoljavaju radne uvjete.
Kako bi se eliminirala mogućnost ispadanja kondenzata u pneumatskim pogonima, zimsko vrijeme plin se suši do točke rosišta pri negativnoj proračunskoj temperaturi cjevovoda.
Za cjevovode s nazivnim tlakom iznad 35 MPa (350 kgf / cm2), uporaba lijevanih spojnica nije dopuštena.
Ventili s brtvama prirubnice "izbočenje-udubljenje" u slučaju korištenja posebnih brtvi mogu se koristiti pri nazivnom tlaku do 35 MPa (350 kgf / cm2)
Kako bi se osigurao siguran rad u sustavima automatske regulacije, pri odabiru regulacijskih ventila moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:
Gubitak tlaka (pad tlaka) na regulacijskim ventilima pri maksimalnom protoku radnog medija mora iznositi najmanje 40% gubitka tlaka u cijelom sustavu;
Kada tekućina teče, pad tlaka preko regulacijskih ventila u cijelom regulacijskom rasponu ne smije premašiti vrijednost kavitacijskog pada.
Proizvođač označava tijelo ventila na vidljivom mjestu u sljedećem opsegu:
Naziv ili zaštitni znak proizvođača;
Tvornički broj; - Godina proizvodnje;
Nazivni (radni) tlak RN (Rr); - nazivni promjer DN;
Temperatura radne okoline (pri označavanju radnog tlaka Rr – obavezno);
Strelica koja pokazuje smjer protoka medija (s jednosmjernim dovodom medija); - oznaka proizvoda;
Vrsta čelika i toplinski broj (za tijela od odljevaka); - dodatne oznake u skladu sa zahtjevima kupaca i nacionalnim standardima.
Paket isporuke cjevovodne armature mora sadržavati radnu dokumentaciju u sljedećem volumenu:
Putovnica (PS);
Upute za rad (OM);
Operativna dokumentacija za komponente (pogoni, aktuatori, pozicioneri, granični prekidači, itd.). Obrazac putovnice nalazi se u Dodatku N (za referencu). Uputa za rad mora sadržavati: - opis izvedbe i principa rada ventila;
Postupak montaže i demontaže; - ponavljanje i objašnjenje podataka uključenih u označavanje armature;
Popis materijala za glavne dijelove okova;
Podaci o vrstama štetnih učinaka, mogu li armature predstavljati opasnost za život i zdravlje ljudi ili okoliš te mjerama za njihovo sprječavanje;
Indikatori pouzdanosti i (ili) indikatori sigurnosti;
Opseg ulaznog pregleda armature prije ugradnje;
Metodologija provođenja kontrolnih ispitivanja (pregleda) armature i njenih glavnih dijelova, postupak Održavanje, popravak i dijagnostika.
Prije ugradnje armatura mora biti podvrgnuta ulaznom pregledu i ispitivanju u opsegu navedenom u uputama za uporabu. Instalaciju armature treba izvršiti uzimajući u obzir sigurnosne zahtjeve u skladu s uputama za rad.
Sigurnost ventila tijekom rada osigurana je ispunjavanjem sljedećih zahtjeva:
Ventili i pogonski uređaji moraju se koristiti u skladu s njihovom namjenom u smislu radnih parametara, okruženja, radnih uvjeta;
Ventilima treba upravljati u skladu s uputama za rad (uključujući projektne hitne situacije) i tehnološkim propisima;
Zaporni ventili moraju biti potpuno otvoreni ili zatvoreni. Nije dopušteno koristiti zaporne ventile kao regulacijske ventile;
Okov se mora koristiti u skladu s njegovom funkcionalnom namjenom;
Kontrola proizvodnje industrijske sigurnosti ventila treba uključivati sustav mjera za uklanjanje mogućih graničnih stanja i sprječavanje kritičnih kvarova ventila.
Nije dozvoljeno:
Upravljajte ventilima u nedostatku oznaka i operativne dokumentacije;
Izvršite radove na uklanjanju nedostataka u dijelovima karoserije i zategnite navojne veze pod pritiskom;
Koristite armaturu kao potporu za cjevovod;
Za upravljanje ventilom koristite poluge koje produžuju krak ručke ili zamašnjak koji nisu navedeni u uputama za uporabu;
Koristite produžne kablove za ključeve za pričvršćivanje.
POSTUPAK SANACIJE CJEVOVODA S PRIPREMOM RADNOG MJESTA I ISKLJUČENJEM IZ TOPLINSKOG KRUGA.
U slučaju puknuća cijevi staze para-voda, kolektora, vodova za svježu paru, pare za dogrijavanje i ekstrakciju, glavnog kondenzata i cjevovoda za napojnu vodu, njihovih priključaka za paru-vodu, T-komada, zavarenih i prirubničkih spojeva, pogonska jedinica (kotao, turbina) ) mora se odmah isključiti i zaustaviti.
Ako se otkriju pukotine, ispupčenja ili fistule u cjevovodima za svježu paru, paru za ponovno zagrijavanje i ekstrakciju, cjevovodima za napojnu vodu, u njihovim priključcima za paru i vodu, T-priključcima, zavarenim i prirubničkim spojevima, o tome treba odmah obavijestiti nadzornika smjene u radionici. Voditelj smjene dužan je odmah identificirati opasno područje, prekinuti sve radove u njemu, udaljiti osoblje iz njega, ograditi ga, postaviti sigurnosne znakove "Ulaz zabranjen", "Oprez! Opasna zona" i poduzeti hitne mjere za zatvaranje hitno područje pomoću udaljenih pogona. Ako tijekom gašenja nije moguće rezervirati dio za hitne slučajeve, tada se odgovarajuća oprema povezana s odjelom za hitne slučajeve mora zaustaviti. Vrijeme isključenja određuje glavni inženjer elektrane uz obavijest dežurnom inženjeru EES-a.
Ako se otkriju uništeni nosači i vješalice, cjevovod se mora odvojiti i vratiti učvršćenje. Vrijeme isključenja određuje glavni inženjer elektrane u dogovoru s dežurnim inženjerom EES-a.
Kada se otkrije oštećenje cjevovoda ili njegovog pričvršćenja, potrebna je temeljita analiza uzroka oštećenja i razvoj učinkovitih mjera za poboljšanje pouzdanosti. Ako se otkrije curenje ili para u spojevima, prirubničkim spojevima ili ispod izolacijske prevlake cjevovoda, to se mora odmah prijaviti nadzorniku smjene. Voditelj smjene je dužan procijeniti situaciju i, ako curenje ili para predstavljaju opasnost za operativno osoblje ili opremu (na primjer, para ispod izolacije), poduzeti mjere. Propuštanja ili pare koje ne predstavljaju opasnost za osoblje ili opremu (kao što su pare iz pakiranja) trebaju se pregledati svake smjene.
Cjevovodi se moraju predati na popravak nakon isteka planiranog razdoblja remonta utvrđenog na temelju važećih standarda tehnička operacija iu većini slučajeva popravlja se istodobno s glavnom opremom. Upućivanje cjevovoda na popravak prije isteka planiranog remontnog roka potrebno je u slučaju izvanrednog oštećenja ili izvanrednog stanja, potvrđenog izvješćem u kojem su navedeni uzroci, priroda i opseg oštećenja ili istrošenosti. Defekti cjevovoda koji su utvrđeni tijekom razdoblja remonta i koji nisu uzrokovali hitno zaustavljanje moraju se ukloniti tijekom svakog sljedećeg zaustavljanja.
Parovodi koji rade na temperaturama od 450 °C ili više moraju se pregledati prije većih popravaka.
Prilikom predaje na popravak, naručitelj mora izvođaču prenijeti projektnu i popravnu dokumentaciju koja sadrži podatke o stanju cjevovoda i njegovih sastavnih dijelova, nedostacima i oštećenjima. Dokumentacija mora biti pripremljena u skladu s GOST 2.602-68*. Nakon popravka, ova se dokumentacija mora vratiti kupcu.
U skladu s Pravilima za organizaciju, održavanje i popravak opreme tijekom velika obnova kotlovskih i staničnih cjevovoda, nomenklatura treba uključivati sljedeće radove:
Provjera tehničkog stanja parovoda;
Provjera tehničkog stanja prirubničkih spojeva i pričvrsnih elemenata, zamjena dotrajalih klinova.
Provjera zategnutosti opruga, pregled i popravak ovjesa i nosača.
Kontrola zavara i metala.
Ponovno zavarivanje neispravnih spojeva, zamjena neispravnih elemenata cjevovoda ili sustava za pričvršćivanje.
Pregled i popravak uzorkivača i hladnjaka uzoraka.
Popravak toplinske izolacije.
Pri pregledu cjevovoda moraju se zabilježiti ugibi, ispupčenja, fistule, pukotine, oštećenja od korozije i drugi vidljivi nedostaci. Ako su prirubnički spojevi neispravni, potrebno je provjeriti stanje brtvenih površina i pričvrsnih elemenata. Kada su nosači i vješalice neispravni, moraju se zabilježiti pukotine u metalu svih elemenata nosača i vješalica i zaostala deformacija u oprugama.
Postupak i opseg kontrole metala cjevovoda utvrđuje se normativno-tehničkom dokumentacijom. Kontrola se provodi pod tehnički priručnik metalni laboratoriji.
Naručitelj ima pravo ometati izvođača u radu ako:
Napravljeni nedostaci koji bi se mogli sakriti naknadnim radom;
Ne udovoljava tehnološkim i regulatornim zahtjevima tehničke dokumentacije.
Tijekom popravaka vezanih uz ugradnju ili demontažu opružnih blokova ili dijelova cjevovoda, potrebno je pridržavati se redoslijeda operacija predviđenih radnim projektom ili tehnološkom kartom, osiguravajući stabilnost preostalih ili novougrađenih komponenti i elemenata cjevovoda i sprječavajući pad njegovih rastavljenih dijelova.
Prije demontaže fiksnog nosača ili rezanja cjevovoda prilikom ponovnog zavarivanja zavarenih spojeva prema zaključcima detektora grešaka ili prilikom zamjene bilo kojeg elementa cjevovoda, opruge na najbliža dva nosača sa svake strane popravljenog područja moraju biti pričvršćene navojem zavarene veze. Privremeni nosači (upornici) trebaju biti postavljeni na udaljenosti ne većoj od 1 m s obje strane od mjesta gdje se cjevovod istovaruje (ili se fiksni nosač demontira). Ovi nosači moraju osigurati pomicanje cjevovoda duž osi potrebno tijekom zavarivanja i fiksirati cjevovod u projektiranom položaju. Pričvršćivanje ovih krajeva na susjedne cjevovode, nosače ili vješalice nije dopušteno.
S obje strane saniranog područja potrebno je napraviti jezgre na cijevima, a razmak između točaka jezgri mora biti zabilježen u izvješću. Prilikom obnavljanja cjevovoda potrebno je izvesti hladno istezanje tako da odstupanje u udaljenosti između točaka jezgre ne prelazi 10 mm.
Nakon demontaže dijela ili elementa cjevovoda, slobodni krajevi preostalih cijevi moraju se zatvoriti čepovima.
Prilikom rezanja cjevovoda na nekoliko točaka, operacije se moraju izvršiti u svakom slučaju.
Prilikom svakog rezanja cjevovoda nakon zavarivanja spoja za zatvaranje potrebno je sastaviti zapisnik i upisati ga u užadnu knjigu.
Nakon završetka popravnih radova vezanih uz rezanje cjevovoda ili zamjenu dijelova njegovih nosača, potrebno je provjeriti nagibe cjevovoda.
Prilikom zamjene neispravne opruge, zamjenska opruga mora biti odabrana prema odgovarajućem dopuštenom opterećenju, prethodno kalibrirana i stisnuta na proračunatu visinu za hladno stanje. Nakon postavljanja ovjesnog bloka i uklanjanja pričvrsnih spona, provjerite visinu opruge i izvršite podešavanja ako je potrebno. Kod zavarivanja spojnica nedopustivo je da zavojnice opruga dođu u kontakt s električnim lukom, a kod rezanja s plamenom plamenika, što može uzrokovati oštećenje opruga.
Prilikom zamjene opruge u nosaču zbog njenog oštećenja ili neusklađenosti s projektiranim opterećenjima, trebali biste:
Postavite ploče ispod opružnog bloka (ako zamjenski blok ima nižu visinu od zamijenjenog);
Rastavite postolje nosača i smanjite njegovu visinu (ako zamjenski blok ima veću visinu od zamijenjenog).
Kod promjene visine opruga u nosaču opruga potrebno je skinuti podesivi blok, promijeniti njegovu visinu na uređaju za kalibraciju i ugraditi ga u nosač.
Nakon završetka radova na podešavanju visina opruga, visine opruga nakon podešavanja evidentirati u operativnim obrascima (vidi Prilog 6), a na pokazivačima pomaka navesti položaje cjevovoda u hladnom stanju.
Sve promjene u dizajnu cjevovoda napravljene tijekom popravka i dogovorene s projektantskom organizacijom moraju se odraziti u putovnici ili knjizi kabela ovog cjevovoda. Prilikom zamjene oštećenih dijelova cjevovoda ili dijelova kojima je istekao vijek trajanja, odgovarajuće karakteristike novih dijelova moraju se upisati u knjigu kabela.
Nakon završetka radova na popravcima i prilagodbama potrebno je izvršiti odgovarajući unos u dnevnik popravaka i sastaviti potvrdu o puštanju u rad i unijeti u knjigu kabela.
ISPITIVANJE CJEVOVODA
PUŠTANJE U RAD
Punjenje cjevovoda nakon sanacijskih radova provodi se prema odobrenom planu, koji predviđa tehnološke mjere za uklanjanje parozračne faze u cjevovodu. U pravilu se ova operacija provodi pomoću elastičnih separatora.
Preporučljivo je pustiti cjevovod u rad nakon izvođenja radova na popravci s kondenzatom otplinjenim u atmosferskim uvjetima.
Punjenje cjevovoda stabilnim kondenzatom moguće je izvršiti pri bilo kojem početnom tlaku unutar cjevovoda. Ako je cjevovod napunjen nestabilnim kondenzatom ili ukapljenim ugljikovodičnim plinom, tada se ovaj postupak mora izvesti nakon povećanja tlaka plina, vode ili stabilnog proizvoda u cjevovodu iznad tlaka pare dizanog proizvoda i nakon uvođenja mehaničkih separatora u cjevovod. cjevovod.
Ako je potrebno istisnuti vodu iz cjevovoda pomoću nestabilnog proizvoda, moraju se poduzeti mjere za zaštitu od stvaranja hidrata (uporaba separatora, inhibitora stvaranja hidrata, itd.)
U nedostatku mehaničkih separatora, preporuča se djelomično punjenje cjevovoda stabilnim kondenzatom prije punjenja pumpanim proizvodom.
Plin ili voda korišteni tijekom pročišćavanja (ispiranja) i naknadnog ispitivanja produktovoda, a istisnuti proizvodom pomoću separatora, ispuštaju se iz cjevovoda kroz cijevi za pročišćavanje.
U tom slučaju mora se organizirati kontrola sadržaja proizvoda u struji koja izlazi iz cijevi za pročišćavanje kako bi se smanjio rizik od onečišćenja okoliša i smanjili gubici proizvoda.
Nakon punjenja cjevovoda otplinjenim kondenzatom, tlak se podiže iznad minimalno dopuštenog radnog tlaka, koji će biti određen tlakom otplinjavanja, količinom gubitka tlaka zbog trenja, sastavom proizvoda, profilom trase i temperaturom “najtopliju točku” cjevovoda.
Tlak u cjevovodu se podiže pumpanjem kondenzata sa zatvorenim ventilom na kraju dionice cjevovoda.
Nakon što se tlak na početku produktovoda kondenzata poveća iznad minimalno dopuštenog, dopušteno je započeti pumpanje nestabilnog kondenzata.
Održavanje minimalno dopuštenog radnog tlaka u cjevovodu tijekom rada osigurava „uzvodni“ regulator tlaka ugrađen neposredno ispred potrošača.
Nedostaci reaktora RBMK-1000:
Veliki broj cjevovoda i raznih pomoćnih podsustava, što zahtijeva veliki broj visokokvalificiranog osoblja;
Potreba za kontrolom protoka kanala po kanalu, što može dovesti do nesreća povezanih s prestankom protoka rashladne tekućine kroz kanal;
Veće opterećenje operativnog osoblja u usporedbi s VVER-om, povezano s velikom veličinom jezgre i stalnim punjenjem goriva u kanalima.
Pozitivan koeficijent reaktivnosti pare. Tijekom rada reaktora, voda se pumpa kroz jezgru i koristi se kao rashladno sredstvo. Unutar reaktora vrije, djelomično se pretvara u paru. Reaktor je imao pozitivan parni koeficijent reaktivnosti, tj. što je više pare, veća je snaga oslobođena zbog nuklearnih reakcija. Pri maloj snazi na kojoj je agregat radio tijekom eksperimenta, učinak pozitivnog koeficijenta pare nije bio kompenziran drugim pojavama koje utječu na reaktivnost, te je reaktor imao pozitivan koeficijent snage reaktivnosti.
To znači da je došlo do pozitivne povratne sprege – povećanje snage izazvalo je procese u jezgri koji su doveli do još većeg povećanja snage. To je reaktor učinilo nestabilnim i opasnim. Osim toga, operateri nisu bili obaviješteni da se pozitivna povratna sprega može pojaviti pri niskim snagama. "Krajnji učinak"
Još je opasnija bila pogreška u dizajnu upravljačkih šipki. Kako bi se kontrolirala snaga nuklearne reakcije, u jezgru se uvode šipke koje sadrže tvar koja apsorbira neutrone. Kada se šipka izvadi iz jezgre, u kanalu ostaje voda koja također apsorbira neutrone. Kako bi se eliminirao nepoželjni utjecaj ove vode, u RBMK ispod šipki postavljeni su istiskivači od neupijajućeg materijala (grafita).
Ali s potpuno podignutom šipkom, stupac vode visok 1,5 metara ostao je ispod potiskivača. Kada se šipka pomakne iz gornjeg položaja, apsorber ulazi u gornji dio zone i unosi negativnu reaktivnost, au donjem dijelu kanala grafitni istiskivač zamjenjuje vodu i unosi pozitivnu reaktivnost. U trenutku nesreće neutronsko polje imalo je pad u sredini jezgre i dva maksimuma - u njezinom gornjem i donjem dijelu.
Uz takvu raspodjelu polja, ukupna reaktivnost unesena štapićima bila je pozitivna tijekom prve tri sekunde kretanja. Riječ je o takozvanom “krajnjem učinku”, zbog kojeg je aktiviranje hitne zaštite u prvim sekundama povećalo snagu, umjesto da odmah zaustavi reaktor. (Krajnji učinak u RBMK je fenomen koji se sastoji od kratkotrajnog povećanja reaktivnosti nuklearnog reaktora (umjesto očekivanog smanjenja), uočenog na reaktorima RBMK-1000 pri spuštanju šipki sustava upravljanja i zaštite (CPS) s reaktora. najviši (ili blizu njega) položaj.Učinak je uzrokovan lošim dizajnom štapa.