러시아 연방 교육과학부 국립 연구 원자력 대학 "MEPhI" Obninsk 원자력 연구소
처럼. 셀레고프, S.T. 레 스킨, V.I. 슬로보드추크
RBMK-1000 원자로의 물리적 특징 및 설계
대학생을 위한
모스크바 2011
UDC 621.039.5(075) BBK 31.46ya7 Sh 42
Shelegov A.S., Leskin S.T., Slobodchuk V.I. 반응기의 물리적 특징 및 설계 RBMK-1000: 지도 시간. M.: 국립 연구 원자력 대학 MEPhI, 2011, – 64 p.
표준 RBMK-1000 설계의 원자로의 물리적 설계 원리, 안전 기준 및 설계 특징이 고려됩니다. 핵연료 집합체의 설계와 노심 핵연료 채널, 원자로 발전소의 원리 및 제어가 설명됩니다.
RBMK-1000 원자로의 물리학 및 열수력학의 주요 특징이 설명되어 있습니다.
설명서에는 기본적인 내용이 들어있습니다 명세서원자로 설치, 원자로 제어 및 보호 시스템, 연료 요소 및 그 조립체.
제시된 정보는 교육용으로만 사용할 수 있으며 "원자력 원자로" 분야를 마스터할 때 전문 140404 "원자력 발전소 및 설치" 학생을 위한 것입니다.
국립 원자력 연구 대학 MEPhI의 창설 및 개발을 위한 프로그램의 틀 내에서 준비되었습니다.
검토자: Dr. Phys.-Math. 과학, 교수. N.V. 슈킨
소개
RBMK 채널 우라늄-흑연 원자로를 이용한 원자력 발전소 건설은 국내 에너지 개발의 국가적 특징입니다. 발전소의 주요 특징은 산업용 원자로의 개발 및 건설 경험과 기계 공학 및 건설 산업의 역량을 최대한 활용하는 방식으로 선택되었습니다. 끓는 냉각수를 사용하는 원자로 설치의 단일 회로 설계를 사용하면 상대적으로 적당한 열물리적 매개변수를 갖는 숙련된 열기계 장비를 사용할 수 있습니다.
최초의 소련 산업용 우라늄-흑연 원자로가 1948년에 가동에 들어갔고, 1954년에는 전기 용량이 5MW인 세계 최초 원자력 발전소의 실증 우라늄-흑연 수냉식 원자로가 오브닌스크에서 가동되기 시작했습니다.
새로운 RBMK 원자로 프로젝트에 대한 작업은 원자력 연구소(현 RRC KI)와 NII-8(현재 N.A. Dollezha의 이름을 딴 NIKIET)에서 시작되었습니다.
라) 1964년
고전력 채널 비등 에너지 원자로를 만들려는 아이디어는 1965년에 제도화되었습니다. 원자 연구소의 기술 사양에 따라 1000MW(e) 채널 비등 에너지 원자로에 대한 기술 설계를 개발하기로 결정되었습니다. 이름을 딴 에너지. I.V. Kurchatov(1967년 10월 6일 우선권이 있는 전기 생성 방법 및 RBMK-1000 원자로에 대한 신청서가 IAE 직원에 의해 제출되었습니다). 이 프로젝트는 처음에 B-19로 명명되었으며 건설은 처음으로 볼셰비키 공장 설계국에 맡겨졌습니다.
1966년 국세청의 추천으로 기술 프로젝트고출력 채널 비등수형 원자로 RBMK-1000이 NIKIET에 위탁되었습니다. 1966년 9월 29일 소련 장관 협의회 No. 800-252의 결의에 따라 레닌그라드 지역의 소스노비 보르(Sosnovy Bor) 마을에 레닌그라드 원자력 발전소를 건설하기로 결정했습니다. 이 결의안은 발전소 및 원자로 프로젝트의 주요 개발자를 식별했습니다.
KAE – 프로젝트 과학 책임자; GSPI-11 (VNIPIET) – LNPP의 일반 설계자; NII-8 (NIKIET) – 원자로 공장의 수석 설계자.
1971년 IV UN 제네바 회의에서 소련은 각각 1000MW의 전력을 갖춘 일련의 RBMK 원자로를 건설하기로 결정했다고 발표했습니다. 최초의 동력 장치는 1973년과 1975년에 가동되었습니다.
1장. RBMK 원자로 안전 개념의 일부 측면
1.1. 물리적 설계의 기본 원리
끓는 물에 의해 냉각되는 채널형 우라늄-흑연 원자로의 개발 개념은 산업용 원자로 운영 사례를 통해 입증된 설계 솔루션을 기반으로 했으며 RBMK 물리학 기능의 구현을 가정했습니다. 높은 설치 용량 활용률과 경제적인 연료 사이클을 갖춘 대용량의 안전한 동력 장치입니다.
RBMK를 지지하는 주장에는 노심의 더 나은 물리적 특성, 주로 흑연의 약한 흡수로 인한 더 나은 중성자 균형, 지속적인 연료 재급유로 인한 우라늄의 깊은 연소를 달성할 수 있는 능력으로 인한 이점이 포함되었습니다. 당시 효율성의 주요 기준 중 하나로 간주되었던 생성된 에너지 단위당 천연 우라늄 소비량은 VVER보다 약 25% 낮았습니다.
RBMK의 물리적 문제는 산업용 원자로의 물리적 연구 개발 방법에 큰 조정이 필요하지 않았지만 코어의 주요 구조 재료로 알루미늄 대신 지르코늄을 사용하는 것과만 관련이 있다는 초기 아이디어는 다음과 같아야 했습니다. 거의 즉시 버려졌습니다. 이미 중성자(및 열물리적) 특성에 대한 첫 번째 평가에서는 원자로의 물리적 매개변수를 최적화하고 방법론 및 소프트웨어를 개발하기 위해 광범위한 문제를 해결해야 할 필요성이 나타났습니다.
RBMK의 최적 물리적 특성을 결정하는 데있어 주요 문제는 연료주기의 안전성과 효율성입니다. 원자로의 원자력 안전은 모든 작동 모드에서 반응도를 모니터링하고 제어할 수 있는 능력을 통해 보장되며, 이를 위해서는 효과 및 반응도 계수의 변화에 대한 안전 범위를 결정해야 합니다. 다음과 같이 원자로 설치의 수동적 안전성을 결정하는 물리적 특성이 특히 중요합니다.
정상 작동 조건은 물론 비상 및 임시 모드에서도 마찬가지입니다. 원자력 안전을 보장하는 데 있어 그다지 중요한 특징은 안전 제어 시스템의 작동 부분의 효율성과 속도로, 이를 통해 댐핑을 보장하고 미임계 상태를 유지합니다.
원자로 설치의 기술적, 경제적 성능은 배출되는 연료의 연소도와 핵종 조성, 천연 및 농축 우라늄의 구체적인 소비량, 발전 단위당 연료 집합체, 원자로 구성 요소 등의 물리적 특성에 의해 크게 결정됩니다. 코어의 중성자 균형.
1.2. 안전 확보를 위한 기본 원칙 및 기준
RBMK-1000 원자로 발전소 설계의 기본 안전 원칙은 운영 인력과 인구의 내부 및 외부 노출에 대해 설정된 선량은 물론 정상 작동 및 사고 중 환경 내 방사성 제품 함량에 대한 표준을 초과하지 않는 것입니다. 프로젝트.
RBMK-1000 원자로 설치의 안전을 보장하기 위한 기술적 수단 세트는 다음 기능을 수행합니다.
코어 볼륨 전반에 걸쳐 에너지 분포를 안정적으로 제어 및 관리합니다.
기능을 상실한 구조 요소를 적시에 교체하기 위해 코어 상태를 진단합니다.
비상 상황 시 자동 출력 감소 및 원자로 정지;
다양한 장비에 장애가 발생한 경우 코어를 안정적으로 냉각합니다.
순환 루프 파이프라인, 증기 파이프라인 및 공급 파이프라인이 파열되는 경우 노심의 비상 냉각.
초기 사건 동안 원자로 구조물의 안전을 보장합니다.
원자로 건물에서 위치 파악 시스템까지 파이프라인이 감압되는 경우 원자로에 안전을 위한 보호, 위치 파악, 제어 시스템을 장착하고 냉각수 배출을 제거합니다.
원자로 발전소 작동 중 및 설계 기준 사고의 결과를 청산하는 동안 장비의 유지 보수성을 보장합니다.
첫 번째 RBMK-1000 원자로 발전소의 설계 과정에서 초기 비상 상황 목록이 작성되고 가장 불리한 개발 경로가 분석되었습니다. 레닌그라드, 쿠르스크, 체르노빌 원자력 발전소의 발전소에서 원자로 발전소를 운영한 경험을 바탕으로 원자력 발전소 안전에 대한 요구 사항이 더욱 엄격해짐에 따라 이러한 현상이 발생하고 있습니다.
V 세계 에너지 전반에 걸쳐 시작 이벤트의 초기 목록이 크게 확장되었습니다.
최신 수정된 RBMK-1000 원자로 설치와 관련된 초기 사건 목록에는 30개 이상의 비상 상황이 포함되어 있으며 이는 네 가지 주요 원칙으로 나눌 수 있습니다.
1) 반응성이 변화하는 상황;
2) 코어 냉각 시스템의 사고;
3) 파이프라인 파열로 인한 사고;
4) 장비 정지 또는 고장과 관련된 상황.
비상 상황을 분석하고 안전 수단을 개발할 때 RBMK-1000 원자로 발전소의 설계에는 OPB-82에 따라 다음과 같은 안전 기준이 포함됩니다.
1) 원자로가 정격 출력으로 작동 중일 때 냉각재의 양방향 흐름이 방해받지 않고 최대 직경의 파이프라인이 파열되는 것은 최대 설계 기준 사고로 간주됩니다.
2) 정상 운전 조건에서 연료봉 손상에 대한 첫 번째 설계 한계는 가스 누출 등의 결함이 있는 연료봉의 경우 1%, 냉각수와 연료가 직접 접촉하는 연료봉의 경우 0.1%입니다.
3) 순환 회로 파이프라인의 파열 및 비상 냉각 시스템 세트의 활성화 시 연료봉 손상에 대한 두 번째 설계 한계는 다음과 같습니다.
연료 피복 온도- 1200℃ 이하;
연료 피복재 산화의 국부적 깊이- 원래 벽 두께의 18%를 넘지 않아야 합니다.
반응된 지르코늄의 비율- 하나의 분배 매니폴드 채널의 연료 요소 클래딩 질량의 1% 이하;
4) MPA 후에 노심 하역 가능성과 원자로에서 공정 채널의 제거 가능성이 보장되어야 합니다.
1.3. 채널의 장점과 단점우라늄-흑연 동력로
우리나라에서 55년 이상의 개발 및 운영 경험을 통해 확인된 채널형 발전로의 주요 장점은 다음과 같습니다.
구조의 붕괴:
원자로 용기 및 증기 발생기의 제조, 운송 및 작동과 관련된 문제가 없습니다.
압력 용기 원자로에 비해 냉각수 순환 회로 파이프라인이 파열되는 경우 사고가 더 쉽습니다.
순환 회로에 많은 양의 냉각수가 있습니다.
지속적인 재급유:
작은 반응성 마진;
동시에 존재하는 핵분열 생성물의 감소
핵심에서;
원자로에서 연료봉이 누출되는 연료 집합체의 조기 감지 및 하역 가능성;
낮은 수준의 냉각수 활동을 유지하는 능력.
코어의 열 저장(흑연 스택):
다양한 루프 채널의 "체스판" 배열을 구성할 때 탈수 루프 채널에서 냉각이 유지된 채널로 열 흐름 가능성;
탈수 사고 시 온도 상승 속도를 줄입니다.
높은 레벨 자연 순환냉각수는 동력 장치의 전원이 차단될 때 오랫동안 원자로를 냉각시킬 수 있습니다.
코어에 필요한 중성자 특성을 얻을 가능성.
연료주기 유연성:
낮은 연료 농축;
재생 후 VVER 원자로에서 사용후 연료를 연소하는 능력;
광범위한 동위원소 생산 가능성. 채널 수-흑연 원자로의 단점:
제어 및 관리 조직의 복잡성활성 영역의 크기가 크기 때문입니다.
중성자 균형을 악화시키는 구조 재료의 핵심 존재;
별도의 운송 가능한 장치에서 원자로를 조립하여 건설 현장의 작업량이 증가합니다.
모재 및 용접의 작동 제어 범위를 증가시키고 수리 및 유지 관리 중 선량 비용을 증가시키는 원자로 순환 회로의 분기;
원자로 해체 시 흑연 스택 물질로 인한 추가 폐기물 발생.
2장. RBMK-1000 원자로 설계
2.1. 일반적인 설명반응기 설계
화력 3200MW의 RBMK-1000 원자로(그림 2.1)는 경수를 냉각제로 사용하고 이산화우라늄을 연료로 사용하는 시스템이다.
RBMK-1000 원자로는 70kg/cm2의 압력으로 포화 증기를 생성하도록 설계된 이종 우라늄-흑연 비등형 열 중성자 원자로입니다. 냉각수는 끓는 물입니다. 원자로의 주요 기술적 특성은 표에 나와 있습니다. 2.1.
쌀. 2.1. RBMK-1000 원자로가 있는 블록 섹션
원자로, 그 작동을 보장하는 기술적 수단, 원자로에서 열에너지를 제거하고 이를 다른 유형의 에너지로 변환하는 장치를 포함하는 일련의 장비를 일반적으로 원자력 발전소라고 합니다. 핵분열 반응의 결과로 방출되는 에너지의 약 95%가 냉각수로 직접 전달됩니다. 원자로 출력의 약 5%는 중성자를 완화하고 감마선을 흡수하여 흑연으로 방출됩니다.
반응기는 흑연 기둥의 원통형 구멍에 삽입된 일련의 수직 채널과 상부 및 하부 보호판으로 구성됩니다. 경량의 원통형 본체(케이싱)가 흑연 스택의 구멍을 닫습니다.
벽돌은 축을 따라 원통형 구멍이 있는 기둥으로 조립된 정사각형 단면의 흑연 블록으로 구성됩니다. 석조물은 원자로의 무게를 콘크리트 샤프트로 전달하는 바닥 슬래브 위에 놓입니다. 연료 및 제어봉 채널은 하부 및 상부 금속 구조물을 통과합니다.
RBMK-1000 원자로의 일반 설계
원자력 발전소의 "심장"은 우라늄 핵분열의 연쇄 반응이 핵심에서 유지되는 원자로입니다. RBMK는 느린(열) 중성자를 사용하는 채널형 물-흑연 원자로입니다. 그 안의 주요 냉각수는 물이고 중성자 감속재는 원자로의 흑연 벽돌입니다. 석조물은 2488개의 수직 흑연 기둥으로 구성되어 있으며 밑면은 250x250mm이고 내부 구멍은 직경 114mm입니다. 1661 기둥은 연료 채널 설치용이고 211 - 원자로의 제어 및 보호 시스템 채널용이며 나머지는 측면 반사경입니다.원자로는 채널에 끓는 냉각수가 있고 포화 증기가 터빈에 직접 공급되는 단일 회로입니다.
노심, 연료봉 및 연료 카세트
RBMK의 연료는 이산화우라늄-235 U0 2이며, U-235에 따른 연료 농축도는 2.0~2.4%입니다. 구조적으로 연료는 소결된 이산화우라늄 펠렛으로 채워진 지르코늄 합금 막대인 연료 요소(연료 요소)에 위치합니다. 연료 요소의 높이는 약 3.5m, 직경은 13.5mm입니다. 연료봉은 각각 18개의 연료봉을 포함하는 연료 집합체(FA)로 포장됩니다. 직렬로 연결된 두 개의 연료 집합체는 높이가 7m인 연료 카세트를 형성합니다.물은 아래에서 채널로 공급되어 연료봉을 세척하고 가열하며 일부는 증기로 변합니다. 생성된 증기-물 혼합물은 채널 상부에서 제거됩니다. 물 흐름을 조절하기 위해 각 채널의 입구에 차단 및 제어 밸브가 제공됩니다.
전체적으로 핵의 직경은 ~12m, 높이는 ~7m이며 약 200톤의 우라늄-235를 함유하고 있습니다.
CPS
제어봉은 방사형 에너지 방출장(PC), 자동 출력 제어(AP), 원자로의 급속 정지(A3) 및 고도 에너지 방출장(USP) 제어를 제어하도록 설계되었으며 USP 막대는 다음과 같습니다. 3050mm 길이는 코어에서 아래쪽으로 제거되고 나머지는 모두 5120mm 길이로 위쪽으로 제거됩니다.노심 높이에 따른 에너지 분포를 모니터링하기 위해 7개 섹션으로 구성된 감지기가 있는 12개의 채널이 제공되며, 이는 연료 채널 및 제어봉 네트워크 외부의 원자로 중앙 부분에 고르게 설치됩니다. 노심 반경에 따른 에너지 분포는 117개 연료 채널의 연료 집합체 중앙 튜브에 설치된 감지기를 사용하여 모니터링됩니다. 원자로 벽돌의 흑연 기둥 연결부에는 직경 45mm의 수직 구멍 20개가 제공되며, 여기에 흑연 온도를 모니터링하기 위한 3구역 온도계가 설치됩니다.
원자로는 중성자 흡수 요소인 붕소를 포함하는 원자로 전체에 고르게 분포된 막대에 의해 제어됩니다. 로드는 특수 채널의 개별 서보에 의해 이동되며 그 디자인은 기술적인 것과 유사합니다. 로드에는 40~70°C 온도의 자체 수냉 회로가 있습니다. 다양한 디자인의 로드를 사용하면 원자로 전체 부피에 걸쳐 에너지 방출을 조절하고 필요한 경우 신속하게 종료할 수 있습니다.
RBMK에는 24개의 AZ(긴급 보호) 막대가 있습니다. 자동 제어봉 - 12개. 로컬 자동 제어봉은 12개, 수동 제어봉은 131개, 단축 흡수봉(USP)은 32개입니다.
1. 코어 2. 증기-물 파이프라인 3. 드럼 분리기 4. 주 순환 펌프 5. 분배 그룹 매니폴드 6. 물 파이프라인 7. 상부 생물학적 보호 8. 하역 및 적재 기계 9. 하부 생물학적 보호.
다중 강제 순환 회로
이는 원자로 노심의 열 제거 회로입니다. 물의 주요 이동은 주 순환 펌프(MCP)에 의해 제공됩니다. 전체적으로 회로에는 8개의 주요 순환 펌프가 있으며 2개 그룹으로 나뉩니다. 각 그룹에서 하나의 펌프가 예비 펌프입니다. 주 순환 펌프의 용량은 8000m 3 /h, 압력은 수주 200m, 엔진 출력은 5.5MW, 펌프 유형은 원심형, 입력 전압은 6000V입니다.
주 순환 펌프 외에 공급 펌프, 응축수 펌프 및 안전 시스템 펌프가 있습니다.
터빈
터빈에서는 작동 유체(포화 증기)가 팽창하여 작동합니다. RBMK-1000 원자로는 각각 500MW의 터빈 2개에 증기를 공급합니다. 각 터빈은 1개의 고압 실린더와 4개의 저압 실린더로 구성됩니다.터빈 입구의 압력은 약 60기압이고, 터빈 출구의 증기 압력은 대기압보다 낮습니다. 증기의 팽창은 채널의 유동 면적을 증가시켜야 한다는 사실로 이어지며, 이를 위해 증기가 터빈에서 이동할 때 블레이드의 높이가 단계적으로 증가합니다. 증기가 포화 상태로 터빈에 들어가고 터빈에서 팽창하기 때문에 빠르게 축축해집니다. 물방울에 의한 블레이드 장치의 심한 침식 마모와 효율 저하를 방지하기 위해 증기의 최대 허용 수분 함량은 일반적으로 8-12%를 초과해서는 안 됩니다.
최대 습도에 도달하면 모든 증기가 고압 실린더에서 제거되고 분리기인 증기 히터(SPP)를 통과하여 건조 및 가열됩니다. 주 증기를 포화 온도까지 가열하기 위해 첫 번째 터빈 추출 증기를 사용하고, 과열을 위해 생증기(분리기 드럼의 증기)를 사용하며, 가열 증기는 탈기기로 배출됩니다.
분리기-증기 히터 이후 증기는 저압 실린더로 들어갑니다. 여기서, 팽창 과정에서 증기는 다시 최대 허용 습도까지 가습되어 응축기(K)로 들어갑니다. 증기 1kg에서 가능한 한 많은 일을 얻어 효율성을 높이려는 욕구 때문에 우리는 응축기에서 가능한 한 가장 깊은 진공을 유지해야 합니다. 이와 관련하여 터빈의 응축기와 대부분의 저압 실린더는 진공 상태입니다.
터빈에는 7개의 증기 추출 장치가 있으며, 첫 번째 추출 장치는 분리기-과열기에서 주 증기를 포화 온도까지 가열하는 데 사용되고, 두 번째 추출 장치는 탈기기에서 물을 가열하는 데 사용되며, 추출 장치 3~7은 주 응축수 흐름을 가열하는 데 사용됩니다. 각각 PND-5 - PND-1(저압 히터)입니다.
연료 카세트
연료봉과 연료 집합체는 전체 사용 수명 동안 높은 신뢰성 요구 사항을 따릅니다. 채널의 길이가 7000mm이고 직경이 상대적으로 작으며 동시에 반응기가 정지될 때와 반응기가 정지될 때 카세트의 기계 과부하가 보장되어야 한다는 사실로 인해 구현의 복잡성이 가중됩니다. 달리기.
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로딩 및 언로딩 기계(RZM)
RBMK의 특징은 정격 출력에서 원자로를 멈추지 않고 연료 카세트를 재장전할 수 있는 능력입니다. 실제로 이것은 일상적인 작업이며 거의 매일 수행됩니다.해당 채널에 기계를 설치하는 것은 좌표에 따라 수행되며 채널 플러그의 헤드를 관찰할 수 있는 광학 TV 시스템을 사용하거나 신호가 있는 접촉 시스템을 사용하여 채널에 대한 정확한 안내가 수행됩니다. 감지기가 채널 라이저 상단 측면에 닿을 때 발생합니다.
REM에는 생물학적 보호(컨테이너)로 둘러싸인 밀봉된 케이스 슈트가 있으며 연료 집합체 및 기타 장치를 위한 4개의 슬롯이 있는 회전 매거진이 장착되어 있습니다. 이 슈트에는 과부하 작업을 수행하기 위한 특수 메커니즘이 장착되어 있습니다.
연료를 재장전할 때 슈트는 채널 라이저의 외부 표면을 따라 압축되고 채널의 냉각수 압력과 동일한 수압이 생성됩니다. 이 상태에서 스토퍼 플러그를 풀고 서스펜션이 부착된 사용후핵연료 집합체를 제거한 후 새로운 핵연료 집합체를 장착하고 플러그를 밀봉한다. 이러한 모든 작업 중에 희토류 금속의 물은 채널 상부로 유입되고 주 냉각수와 혼합되어 출구 파이프라인을 통해 채널에서 제거됩니다. 따라서 연료를 재장전할 때 과부하 채널을 통해 냉각수의 지속적인 순환이 보장되는 반면 채널의 물은 희토류 금속에 들어 가지 않습니다.
오늘날 우리 원자력 에너지의 주요 원자로 중 하나가 된 원자로의 설계 및 작동에 대한 일반적인 아이디어를 제공해야하는이 기사는 RBMK-1000 원자로를 보여주는 도면에 대한 설명 텍스트 역할을하며, 하역 및 적재 기계(REM)의 작동을 설명하는 다이어그램).
RBMK 원자로를 갖춘 원자력 발전소의 본관은 각각 1000MW의 전력을 갖춘 두 개의 동력 장치로 구성되어 있으며, 공통 터보 발전기실과 원자로를 위한 별도의 공간이 있습니다. 동력 장치는 냉각수 순환 회로와 보조 시스템을 갖춘 원자로, 터빈 응축기의 물이 냉각수 순환 회로로 향하는 파이프라인 및 장비 시스템, 각각 500MW 용량의 터보 발전기 2개입니다.
냉각수는 물이며 두 개의 병렬 시스템을 통해 순환합니다. 각 시스템에는 2개의 분리기 드럼, 24개의 드롭 파이프, 4개의 흡입 및 압력 매니폴드, - 4개의 순환 펌프(그 중 3개는 작동 중이고 1개는 예비용), 22개의 그룹 분배 매니폴드, - 차단 및 제어 밸브가 포함되어 있습니다. .
분배 그룹 수집기에서 온도 270°C의 물은 차단 및 제어 밸브를 사용하여 개별 파이프라인을 통해 공정 채널로 분배됩니다. 연료 요소를 세척한 후 포화 온도까지 가열하고 부분적으로 증발하며 생성된 증기-물 혼합물도 각 채널의 개별 파이프라인을 통해 분리기 드럼으로 들어갑니다. 여기서 증기-물 혼합물은 증기와 물로 분리됩니다. 분리된 물은 급수와 혼합되어 하향 기류를 통해 파이프는 주 순환 펌프로 보내지고, 70kgf/cm2 압력의 포화 증기는 8개의 증기 라인을 통해 2개의 터빈으로 보내집니다. 증기는 중간 분리기-과열기로 들어가 수분이 분리되고 250°C의 온도로 과열됩니다. 저압 실린더를 통과한 증기는 응축기로 들어가고 응축수는 필터에서 100% 정화되고 가열됩니다. 5개의 축열식 히터를 거쳐 탈기기로 들어가고 거기에서 165°C 온도의 물이 다시 분리기 드럼으로 펌핑됩니다. 단 한 시간 만에 펌프는 반응기를 통과하여 약 38,000톤의 물을 구동합니다. 원자로의 정격 화력은 3140MW입니다. 시간당 5400톤의 증기를 생산합니다.
원자로는 21.6 x 21.6 m, 깊이 25.5 m 크기의 정사각형 단면 콘크리트 샤프트에 위치하며, 원자로의 무게는 용접 금속 구조물을 사용하여 콘크리트로 전달되는 동시에 생물학적 보호 역할을 합니다. 케이싱과 함께 헬륨과 질소의 혼합물로 채워진 밀봉된 공동(흑연 스택이 위치한 반응기 공간)을 형성합니다. 가스는 벽돌의 온도를 유지하는 데 사용됩니다.
반응기의 상부 및 하부 금속 구조물은 보호재(사문석 암석)로 덮이고 질소로 채워져 있습니다. 물탱크는 측면 생물학적 보호용으로 사용됩니다.
흑연 스택은 공정(증기 생성) 채널과 제어 및 보호 시스템의 채널을 위한 중앙 구멍이 있는 흑연 기둥으로 조립된 수직 위치의 실린더입니다(다이어그램에는 표시되지 않음).
원자로 운전 중 흑연 감속재에서 약 5%의 열에너지가 방출되므로 흑연 블록의 필요한 온도 조건을 유지하고 흑연에서 흐르는 냉각수로의 열 제거를 향상시키기 위해 독창적인 고체 접촉 링 설계가 제안되었습니다. 채널. 분할 링(높이 20mm)은 인접한 각 링이 원통형 표면을 따라 채널 파이프 또는 흑연 벽돌 블록의 내부 표면과 확실하게 접촉할 수 있도록 채널 높이를 따라 서로 가깝게 배치됩니다. 뿐만 아니라 끝에는 두 개의 다른 링이 있습니다. 제안된 설계의 효율성은 열 벤치에서의 실험을 통해 테스트되었습니다. 레닌그라드 NPP 동력 장치의 작동 경험을 통해 흑연 링이 있는 채널을 기술 경로에 설치하고 제거할 수 있는 가능성과 단순성이 확인되었습니다.
기술 채널은 연료 집합체(FA)를 설치하고 냉각수 흐름을 구성하도록 설계된 용접 파이프 구조입니다.
채널의 상부와 하부는 스테인리스 스틸로 제작되었으며 높이 7m의 코어 내부에 직경 88mm, 벽두께 4mm의 중앙파이프는 니오븀( 2.5%). 이 합금은 강철보다 작고 중성자를 흡수하며 기계적 특성과 부식 특성이 높습니다. 채널의 중앙 지르코늄 부분과 강철 파이프 사이에 안정적인 밀폐 연결을 만드는 것은 어려운 작업이었습니다. 연결되는 재료의 선팽창 계수가 약 3배나 다르기 때문입니다. 확산 용접으로 만든 강철-지르코늄 어댑터 덕분에 이 문제를 해결할 수 있었습니다.
두 개의 연료 집합체가 있는 카세트가 기술 채널에 배치됩니다(이러한 채널은 1693개 있음). 각 어셈블리는 18개의 연료봉으로 구성됩니다. 연료 요소는 외경 13.6mm, 벽 두께 0.9mm의 지르코늄 합금 튜브로, 내부에 이산화우라늄 펠릿이 배치된 두 개의 끝 플러그가 있습니다. 전체적으로 우라늄-235 동위원소 1.8%를 함유한 약 190톤의 우라늄이 원자로에 적재됩니다.
1.소개..........................................................................................4
2. RBMK-1000 원자로의 주요 특징..................................7
2.1 열 다이어그램 RBMK-1000 원자로로 ..............7
2.2 원자로 내 구조.......................................................12
2.3 차단 및 제어 밸브.......................................................18
2.4 선적 및 하역 기계 ..............................................21
2.5 연료 집합체(FA) ..............................................25
2.6 렉터의 전리 방사선에 대한 보호 설계..28
3. 도면과 다이어그램, 작동 매개변수 및 파이프라인에 작용하는 주요 힘을 포함한 파이프라인과 그 구성요소의 유형 및 목적.......................................................................... .........32
4. 배관에서 발생하는 주요 결함의 발생원인 분석과 결함검출 방법..........................................48
5. 작업장을 준비하고 열 회로에서 분리하여 수리를 위해 파이프라인을 가져오는 절차................................................................................................53
6. 수리생산기술, 중간제어………57
7. 파이프라인 테스트..........................................................................60
8.시운전..........................................................................61
9. 결론..........................................................................................................63
10.약어목록...................................................................................64
11. 참고문헌 목록.................................................66
소개
RBMK-1000 원자로는 비과부하 채널이 있는 원자로이며, 과부하 채널이 있는 원자로와 달리 연료 집합체와 공정 채널은 별도의 장치입니다. 파이프라인은 영구 연결(냉각수 공급 및 배출을 위한 개별 경로)을 사용하여 원자로에 설치된 채널에 연결됩니다. 채널에 장전된 핵연료 집합체는 채널 라이저 상부에 고정되어 압축됩니다. 따라서 연료를 재장전할 때 냉각수 경로를 열 필요가 없으므로 원자로를 정지하지 않고도 적절한 재장전 장치를 사용하여 수행할 수 있습니다.
이러한 원자로를 만들 때 원자로 노심에서 중성자를 경제적으로 사용하는 문제가 해결되었습니다. 이를 위해 연료봉 껍질과 채널 파이프는 약하게 중성자를 흡수하는 지르코늄 합금으로 만들어집니다. RBMK 개발 과정에서 지르코늄 합금의 작동 온도 한계는 충분히 높지 않았습니다. 이는 RBMK의 냉각수의 상대적으로 낮은 매개 변수를 결정했습니다. 분리기의 압력은 7.0 MPa이며 이는 포화 증기 온도 284 ° C에 해당합니다. RBMK 플랜트의 설계는 단일 회로입니다. 코어 후의 증기-물 혼합물은 개별 파이프를 통해 분리기 드럼으로 유입되고, 그 후 포화 증기는 터빈으로 보내지고, 분리된 순환수는 터빈 유닛에서 분리기 드럼으로 유입되는 급수와 혼합된 후, 사용하여 순환 펌프반응기 채널에 공급됩니다. RBMK의 개발은 소련의 원자력 발전에서 중요한 단계였습니다. 왜냐하면 그러한 원자로를 사용하면 대규모의 고출력 원자력 발전소를 건설할 수 있기 때문입니다.
소련의 원자력 산업에 사용되는 두 가지 유형의 열 중성자 원자로(가압 수형 원자로 및 채널 수-흑연 원자로) 중에서 후자가 마스터하고 구현하기 더 쉬운 것으로 밝혀졌습니다. 이는 채널 원자로 제조에 일반 기계 제작 플랜트를 사용할 수 있고 가압수형 원자로 용기 제조에 필요한 고유 장비가 필요하지 않다는 사실로 설명됩니다.
RBMK 유형의 채널 리액터의 효율은 주로 각 채널에서 제거되는 전력에 따라 달라집니다. 채널 사이의 출력 분포는 노심의 중성자 자속 밀도와 채널의 연료 연소율에 따라 달라집니다. 모든 채널에는 초과할 수 없는 전력 제한이 있습니다. 이 전력 값은 열 제거 조건에 따라 결정됩니다.
처음에 RBMK 프로젝트는 선택된 매개변수를 사용하여 3200MW의 원자로의 화력에 해당하는 1000MW의 전력을 위해 개발되었습니다. 원자로에서 사용 가능한 작업 채널 수(1693)와 원자로 노심의 열 방출 불균일 계수를 고려하면 최대 채널 출력은 약 3000kW였습니다. 실험 및 계산 연구 결과, 채널 출구의 최대 질량 증기 함량이 약 20%이고 표시된 출력을 사용하면 열 제거 위기 이전에 필요한 예비량이 제공되는 것으로 나타났습니다. 반응기의 평균 증기 함량은 14.5%였습니다. 전기 용량이 1000MW인 RBMK 원자로를 갖춘 동력 장치(RBMK-1000)는 레닌그라드, 쿠르스크, 체르노빌 NPP 및 스몰렌스크 NPP에서 운영되고 있습니다. 이는 높은 기술 및 경제적 지표를 통해 신뢰할 수 있고 안전한 설치임을 입증했습니다. 고의로 폭파하지 않는 한.
RBMK 원자로의 효율을 높이기 위해 채널의 최대 전력을 증가시킬 수 있는 가능성이 연구되었습니다. 설계 개발과 실험 연구 결과, 열 전달을 강화함으로써 채널의 최대 허용 전력을 1.5배 증가한 4,500kW로 높이는 동시에 허용 증기 함량을 수십 퍼센트까지 증가시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 필요한 열 전달 강화는 열 전달 강화 장치를 포함하도록 설계된 연료 집합체의 개발 덕분에 달성되었습니다. 허용 채널 전력을 4500kW로 증가시킴으로써 RBMK 원자로의 화력은 4800MW로 증가되었으며 이는 전력 1500MW에 해당합니다. 이러한 RBMK-1500 원자로는 Ignalina NPP에서 작동합니다. 원자로의 크기를 유지하면서 상대적으로 사소한 설계 변경으로 출력을 1.5배 증가시키는 것은 큰 효과를 갖는 기술 솔루션의 예입니다.
RBMK-1000 원자로의 주요 특성
RBMK-1000 반응기를 사용한 열 다이어그램
부분.
파이프라인과 파이프라인에 작용하는 주요 힘, 작동 매개변수, 작동 매개변수를 포함한 파이프라인과 그 구성 요소의 유형과 목적.
파이프라인 분류
파이프라인은 운송되는 물질의 위험 등급(폭발, 화재 위험 및 유해성)에 따라 환경 그룹(A, B, C)으로 분류되고 환경의 설계 매개변수(압력 및 온도)에 따라 5개 범주로 분류됩니다. (I, II, III, IV, V)
파이프라인의 카테고리는 보다 책임 있는 카테고리에 할당해야 하는 매개변수에 의해 결정되어야 합니다.
특정 운송 매체의 그룹 지정에는 매체 그룹(A, B, C) 및 하위 그룹(a, b, c) 지정이 포함되며, 이는 여기에 포함된 물질의 독성 및 화재 및 폭발 위험을 반영합니다. 중간.
일반적으로 파이프라인의 지정은 운송 매체 그룹 및 해당 범주의 지정에 해당합니다. "파이프라인 I 그룹 A(b)"라는 명칭은 카테고리 I의 매개변수를 갖는 그룹 A(b)의 매체가 운송되는 파이프라인을 의미합니다.
다양한 구성요소로 구성된 파이프라인 운송 매체의 환경 그룹은 파이프라인을 보다 책임 있는 그룹에 할당해야 하는 구성요소에 따라 설정됩니다. 또한 혼합물의 구성 요소 중 하나의 함량이 GOST 12.1.007에 따른 공기 중 평균 치사 농도를 초과하는 경우 혼합물 그룹은 이 물질에 의해 결정되어야 합니다. 물리적 및 화학적 특성 측면에서 가장 위험한 구성 요소가 치사량 미만의 양으로 혼합물에 포함되어 있는 경우 파이프라인을 덜 책임 있는 그룹 또는 파이프라인 범주에 할당하는 문제는 설계 조직(저자)에 의해 결정됩니다. 프로젝트).
물질의 위험 등급은 GOST 12.1.005 및 GOST 12.1.007, 물질의 화재 및 폭발 위험 지표 값 - 해당 ND 또는 GOST 12.1.044에 명시된 방법에 따라 결정되어야 합니다.
진공 라인의 경우 절대 작동 압력을 고려해야 합니다.
자동 점화 온도와 같거나 그 이상의 작동 온도를 갖는 물질뿐만 아니라 물이나 공기 산소와 상호 작용할 때 화재 폭발성을 일으킬 수 있는 불연성, 천천히 연소하는 가연성 물질을 운반하는 파이프라인은 다음과 같이 분류되어야 합니다. 카테고리 I. 개발자의 결정에 따라 작동 조건에 따라 더 책임감 있는(계산된 환경 매개변수에 의해 결정되는 것보다) 파이프라인 범주를 허용할 수 있습니다.
파이프라인 설계 요구사항
파이프라인 설계는 모든 유형의 제어를 수행할 수 있는 가능성을 제공해야 합니다. 파이프라인 설계가 외부 및 내부 검사나 수압 테스트를 허용하지 않는 경우 프로젝트 작성자는 제어 방법, 빈도 및 범위를 명시해야 하며 이를 구현하면 적시에 결함을 식별하고 제거할 수 있습니다.
지점(분기)
파이프라인에서의 분기는 다음 방법 중 하나로 수행됩니다. 보강재를 사용한 가지 보강은 허용되지 않습니다.
– 프로세스 파이프라인의 분기
방법 "a"를 사용하여 분기를 연결하는 것은 주 파이프라인의 약화가 연결의 기존 강도 예비로 보상되는 경우에 사용됩니다. 파이프라인 하부에 제품이 쌓이는 것을 방지하기 위해 파이프 단면의 원주에 접선 방향으로 파이프라인에 삽입하는 것도 허용됩니다.
파이프로 용접된 티, 스탬프 용접 벤드, 티 및 일렉트로슬래그 기술을 사용하여 주조된 빌렛으로 만든 벤드는 최대 35MPa(350kgf/cm2)의 압력에 사용할 수 있습니다. 이 경우 주조 작업물의 모든 용접부와 금속은 100% 초음파 테스트를 거칩니다.
용접된 크로스와 크로스 인서트는 다음으로 만들어진 파이프라인에 사용될 수 있습니다. 탄소강 250 °C 이하의 작동 온도에서. 십자가와 십자가 장붓 구멍 전기 용접 파이프 PN 16(1.6MPa) 이하의 공칭 압력에서 사용할 수 있습니다. 이 경우 가로대는 공칭 압력이 최소 PN 25(2.5 MPa)인 파이프로 만들어져야 합니다. 이음매 없는 파이프로 만든 크로스 및 크로스 탭은 PN 24 이하의 공칭 압력에서 사용할 수 있습니다(단, 크로스가 공칭 압력이 최소 PN 40인 파이프로 만들어진 경우). 파이프라인 용접에 피팅을 태핑하는 작업은 수행되어야 합니다. 조항 11.2.7을 고려합니다.
굴곡
파이프라인의 경우 일반적으로 핫 스탬핑 또는 브로칭을 통해 이음새가 없고 용접된 직선 솔기 파이프와 구부러지고 스탬프 용접된 파이프로 만든 가파른 곡선 굽힘이 사용됩니다. DN 6.4.2 400보다 큰 직경의 경우 용접 루트가 용접되고 용접부는 100% 초음파 또는 방사선 테스트를 거칩니다.
이음매 없는 파이프로 만든 구부러진 엘보는 파이프라인의 유압 저항을 최소화해야 하는 경우, 예를 들어 공칭 직경의 파이프라인뿐만 아니라 매질의 맥동 흐름(진동 감소)이 있는 파이프라인에서 사용됩니다. DN 25까지. 열처리의 필요성은 12.2.11에 따라 결정된다.
현재 범위의 파이프에서 굽은 굽힘을 적용하는 한계는 파이프가 만들어지는 파이프의 사용 한계와 일치해야 합니다. 파이프 끝에서 굽은 부분의 시작 부분까지 직선 부분의 길이는 최소 100mm 여야 합니다.
파이프라인에서는 공칭 압력 PN 40(4 MPa) 이하에서 공칭 직경 DN 500 이하, 공칭 압력 500 이상에서 공칭 직경 DN 500을 초과하는 용접 섹터 벤드를 사용할 수 있습니다. PN 25(2.5MPa)까지. 섹터 굴곡을 제조할 때 섹터 단면 사이의 각도는 22.5°를 초과해서는 안 됩니다. 굽힘 내부의 인접한 용접 사이의 거리는 이음새의 전체 길이를 따라 이러한 이음새를 제어할 수 있는 가용성을 보장해야 합니다. 섹터 벤드 제조의 경우 나선형 용접 파이프의 사용이 허용되지 않으며 직경이 400mm보다 큰 경우 용접 루트 용접이 사용되며 용접은 100% 초음파 또는 방사선 테스트를 거칩니다. 용접 섹터 벤드는 다음과 같은 경우에는 사용해서는 안 됩니다. - 2000사이클 이상의 압력 등 높은 반복 하중 - 다른 파이프 요소로 인해 자체 보상이 부족합니다.
전환
파이프라인에서 일반적으로 전환은 스탬핑되어야 하며, 하나의 용접이 있는 시트에서 롤링되거나, 두 개의 용접이 있는 절반에서 스탬핑되고 용접되어야 합니다. 강철 전이의 사용 제한은 유사한 강철 등급 및 유사한 작동(계산) 매개변수의 연결된 파이프 사용 제한과 일치해야 합니다.
공칭 압력이 PN16(1.6 MPa) 이하이고 공칭 직경이 DN 500 이하인 파이프라인에 꽃잎 전환을 사용할 수 있습니다. 액화 가스 및 그룹 A 및 B의 물질을 운송하기 위한 파이프라인에 꽃잎 전환을 설치할 수 없습니다.
꽃잎 전환을 용접한 후 초음파 또는 방사선 촬영 방법을 사용하여 용접을 100% 제어해야 합니다. 제작 후 꽃잎 천이 부분은 열처리를 거쳐야 합니다.
스텁
최대 PN 25(2.5 MPa)의 공칭 압력을 갖는 파이프라인에는 강판으로 제작된 용접 플랫 및 리브 플러그를 사용하는 것이 좋습니다.
플랜지 사이에 설치된 플러그는 혼합이 허용되지 않는 서로 다른 매체를 사용하는 두 파이프라인을 분리하는 데 사용되어서는 안 됩니다.
재질, 압력, 온도, 부식 등에 따른 플러그의 사용한계와 특성 플랜지 적용 제한을 준수해야 합니다.
파이프라인 피팅 요구 사항.
설계 및 제조 과정에서 파이프라인 피팅 GOST R 53672에 따른 안전 요구 사항에 따라 기술 규정, 표준 및 고객 요구 사항의 요구 사항을 준수해야 합니다.
특정 유형 및 파이프라인 피팅 유형에 대한 사양에는 다음이 포함되어야 합니다.
스크롤 규제 문서, 이를 기반으로 피팅의 설계, 제조 및 작동이 수행됩니다.
피팅의 기본 기술 데이터 및 특성;
신뢰성 표시 및/또는 안전 표시(심각한 오류가 발생할 수 있는 밸브의 경우)
제조 요구사항
안전 요구사항 - 배송 내용
수락 규칙
시험방법
한계 상태에 대한 가능한 실패 및 기준 목록
작동 지침;
노즐의 외경과 내경, 용접을 위한 노즐 가장자리 절단 등을 포함한 주요 전체 및 연결 치수
설계 및 운영 문서에 설정된 피팅(모든 유형 및 유형)의 목적에 대한 주요 지표는 다음과 같습니다.
공칭 압력 PN(작동 압력 또는 설계 압력 P);
공칭 직경 DN;
근무 환경;
설계 온도(작업 환경의 최대 온도)
허용되는 압력 강하;
밸브 기밀성(밀폐 등급 또는 누출 값)
건설 길이;
기후 버전(환경 매개변수 포함)
외부 영향(지진, 진동 등)에 대한 내성
추가 목적지 표시기 특정 유형피팅:
차단 및 체크 밸브의 저항 계수(ζ)
속도 압력에 대한 저항 계수의 의존성 – 체크 밸브의 경우
유량 계수(액체 및 기체), 시트 면적, 설정 압력, 완전 개방 압력, 폐쇄 압력, 배압, 설정 압력 범위 - 안전 밸브의 경우;
조건부 처리량(Kvy), 처리량 특성 유형, 캐비테이션 특성 - 제어 밸브의 경우
조건부 처리량, 조절된 압력 값, 조절된 압력 범위, 압력 유지의 정확성(불감대 및 고르지 않은 영역), 작동이 보장되는 최소 압력 강하 - 압력 조절기의 경우
드라이브 및 액추에이터의 매개변수
A) 전기 드라이브의 경우 – 전압, 전류 주파수, 전력, 모드 공장, 기어비, 효율, 최대 토크, 환경 매개변수;
B) 유압 및 공압 드라이브의 경우 - 제어 매체, 제어 매체의 압력 - 압력 조절기의 경우
열림(닫힘) 시간은 밸브 고객의 요청에 따릅니다.
피팅은 GOST R 53402 및 TU에 따라 테스트되어야 하며 필수 테스트 범위에는 다음이 포함되어야 합니다.
압력 하에서 작동하는 주요 부품 및 용접 조인트의 강도 및 밀도
밸브 견고성, 밸브 견고성 표준 - GOST R 54808에 따라 (그룹 A, B (a) 및 B (b) 작업 장비의 밸브의 경우 밸브 견고성을 테스트 할 때 눈에 띄는 누출이 없어야 함 - 클래스 A GOST R 54808 );
외부 환경에 대한 견고성을 위해;
기능(성능)을 위해. 테스트 결과는 밸브 인증서에 반영되어야 합니다.
차단 밸브를 제어(스로틀) 밸브로 사용하는 것은 허용되지 않습니다.
밸브에 액츄에이터를 설치할 때 수동 제어용 핸드휠은 밸브를 시계 반대 방향으로 열고 시계 방향으로 닫아야 합니다. 액추에이터 로드 축의 방향은 설계 문서에서 결정되어야 합니다.
차단 밸브에는 잠금 요소의 위치 표시기("열림", "닫힘")가 있어야 합니다.
파이프라인용 밸브 재료는 작동 조건, 매개변수, 운송 매체의 물리화학적 특성 및 규제 문서의 요구 사항에 따라 선택해야 합니다. 정당한 이유로 강철 및 주철 보강재를 사용할 수 없는 경우에는 비철금속 및 그 합금으로 만든 보강재를 사용할 수 있습니다. 부식 속도가 연간 0.5mm 이하인 환경에서는 탄소강 및 합금강으로 만든 보강재를 사용할 수 있습니다.
KCh 30-6 이상의 등급의 가단주철과 SCh 18-36 이상의 등급의 회주철로 제작된 부속품은 그룹의 매체를 운반하는 파이프라인에 사용해야 합니다.
그룹 A(b), B(a) 환경의 경우(액화 가스 제외) B(b), 끓는점이 45°C 미만인 인화성 액체는 제외; B(c) – 매체의 작동 온도 한계가 1.6MPa(160kgf/cm2) 이하의 매체 압력에서 영하 30°C 이상 150°C 이하인 경우 연성 주철 피팅을 사용할 수 있습니다. ). 이 경우 최대 1 MPa의 매체 공칭 작동 압력의 경우 최소 PN 16 (1.6 MPa)의 압력을 위해 설계된 피팅이 사용되며 PN 10 (1 MPa) 이상의 공칭 압력의 경우 - 최소 PN 25(2.5MPa)의 압력. 8.13 그룹 A(a)의 매체, 그룹 B(a)의 액화 가스를 운반하는 파이프라인에는 연성 주철로 만든 부속품을 사용하는 것이 허용되지 않습니다.
끓는점이 45°C 미만인 가연성 액체, 그룹 B(b). 그룹 A 및 B의 물질을 운반하는 파이프라인과 위성으로 사용되는 증기 파이프라인 및 온수 파이프라인에는 회주철로 만든 피팅을 사용할 수 없습니다.
회주철 및 연성주철로 제작된 밸브는 다음과 같은 경우 매체, 작동 압력 및 온도에 관계없이 사용할 수 없습니다. - 진동에 취약한 파이프라인에서;
급격하게 가변적으로 작동하는 파이프라인에서 온도 조건환경;
스로틀 효과로 인해 피팅의 상당한 냉각이 가능한 경우;
물 또는 기타 동결 액체를 포함하는 그룹 A 및 B의 물질을 운반하는 파이프라인에서 압력에 관계없이 파이프라인 벽의 온도가 0°C 미만인 경우;
개방된 공간에 펌프를 설치할 때 펌프 장치 배관에서;
폭발성, 화재 위험 및 독성 물질을 저장하기 위한 배관 탱크 및 컨테이너.
40°C 미만의 주변 온도에서 작동하는 파이프라인에는 가능한 최저 체온에서 최소 20J/cm2의 금속 충격 강도(KCV)를 갖는 적절한 합금강, 특수 합금 또는 비철 금속으로 제작된 피팅을 사용해야 합니다. 액체 및 기체 암모니아의 경우 다음을 사용할 수 있습니다. 특수 피팅매개 변수 및 조건 내에서 연성 철로 만들어졌습니다.
밸브의 유압 구동에는 작동 조건을 충족하는 불연성 및 부동액을 사용해야 합니다.
공압 드라이브에서 응축수가 떨어질 가능성을 없애기 위해, 겨울철가스는 파이프라인의 음의 설계 온도에서 이슬점까지 건조됩니다.
공칭 압력이 35MPa(350kgf/cm2)를 초과하는 파이프라인의 경우 주조 피팅을 사용할 수 없습니다.
특수 개스킷을 사용하는 경우 플랜지 씰 "돌출-함몰"이 있는 밸브는 최대 35MPa(350kgf/cm2)의 공칭 압력에서 사용할 수 있습니다.
자동 제어 시스템의 안전한 작동을 보장하려면 제어 밸브를 선택할 때 다음 조건을 충족해야 합니다.
작동 매체의 최대 유량에서 제어 밸브의 압력 손실(압력 강하)은 전체 시스템의 압력 손실의 최소 40%여야 합니다.
액체가 흐를 때 전체 제어 범위에 걸쳐 제어 밸브의 압력 강하는 캐비테이션 강하 값을 초과해서는 안 됩니다.
제조자는 눈에 보이는 곳에 밸브 몸체에 다음과 같은 표시를 하여야 한다.
제조업체 이름 또는 상표
공장 번호; - 제조 연도
공칭(작동) 압력 РN(Рр); - 공칭 직경 DN;
작업 환경 온도(작동 압력 Рр 표시 시 – 필수)
매체 흐름의 방향을 나타내는 화살표(매체의 단방향 공급) - 제품 명칭
강철 등급 및 열수(주물로 만들어진 본체의 경우) - 고객 요구 사항 및 국가 표준에 따른 추가 표시.
파이프라인 피팅의 배송 패키지에는 다음 볼륨의 운영 문서가 포함되어야 합니다.
여권(PS);
운영 매뉴얼(OM);
구성 요소(드라이브, 액추에이터, 포지셔너, 리미트 스위치 등)에 대한 운영 문서입니다. 여권 양식은 부록 N(참조용)에 나와 있습니다. 작동 설명서에는 다음이 포함되어야 합니다. - 밸브의 설계 및 작동 원리에 대한 설명
조립 및 분해 절차; - 부속품 표시에 포함된 정보의 반복 및 설명
피팅의 주요 부품에 대한 재료 목록
부속품이 사람의 생명과 건강 또는 환경에 위험을 초래할 수 있는 경우 위험한 영향의 유형과 이를 방지하기 위한 조치에 대한 정보
신뢰성 지표 및/또는 안전 지표
설치 전 피팅의 수입 검사 범위
보강재 및 주요 구성 요소의 제어 테스트 (검사) 수행 방법론, 절차 유지, 수리 및 진단.
설치하기 전에 피팅은 작동 설명서에 명시된 범위까지 수입 검사 및 테스트를 거쳐야 합니다. 부속품 설치는 작동 지침에 따라 안전 요구 사항을 고려하여 수행되어야 합니다.
작동 중 밸브의 안전은 다음 요구 사항을 충족하여 보장됩니다.
밸브와 구동 장치는 작동 매개변수, 환경, 작동 조건 측면에서 의도된 목적에 따라 사용해야 합니다.
밸브는 작동 매뉴얼(설계 비상 상황 포함) 및 기술 규정에 따라 작동해야 합니다.
차단 밸브는 완전히 열리거나 닫혀 있어야 합니다. 차단 밸브를 제어 밸브로 사용하는 것은 허용되지 않습니다.
피팅은 기능적 목적에 따라 사용해야 합니다.
밸브의 산업 안전에 대한 생산 관리에는 가능한 한계 상태를 제거하고 밸브의 중대한 고장을 방지하기 위한 조치 시스템이 포함되어야 합니다.
허용되지 않음:
표시 및 작동 문서가 없는 상태에서 밸브를 작동하십시오.
신체 부위의 결함을 제거하고 조이는 작업을 수행합니다. 스레드 연결압력을 받고 있다;
보강재를 파이프라인 지지대로 사용하십시오.
밸브를 제어하려면 작동 지침에 제공되지 않은 핸들 또는 플라이휠의 암을 확장하는 레버를 사용하십시오.
패스너 렌치에는 연장 코드를 사용하십시오.
작업장 준비 및 열 회로 분리와 함께 파이프라인 수리 절차.
증기수 경로 파이프, 헤더, 신선 증기 증기 라인, 재가열 및 추출 증기, 주 응축수 및 급수 파이프라인, 증기수 피팅, 티, 용접 및 플랜지 연결부, 동력 장치(보일러, 터빈)가 파열된 경우 ) 연결을 끊고 즉시 중지해야 합니다.
신선 증기, 재가열 및 추출 증기 라인, 급수 파이프라인, 증기-물 피팅, 티, 용접 및 플랜지 연결부에서 균열, 돌출 또는 누공이 감지되면 작업장 교대 감독에게 즉시 이를 알려야 합니다. 교대 관리자는 즉시 위험 구역을 식별하고, 그 안의 모든 작업을 중지하고, 직원을 이동시키고, 이 구역에 울타리를 치고, "무단 침입 금지", "주의! 위험 구역"이라는 안전 표지판을 게시하고 긴급 조치를 취하여 작업장을 폐쇄해야 할 의무가 있습니다. 원격 드라이브를 사용하는 비상 지역. 정지 중에 비상 구간을 예약할 수 없는 경우 비상 구간과 관련된 해당 장비를 중지해야 합니다. 정지 시간은 발전소 수석 엔지니어가 결정하고 전력 시스템 담당 엔지니어에게 통보합니다.
파괴된 지지대와 행거가 감지되면 파이프라인을 분리하고 고정 장치를 복원해야 합니다. 정지 시간은 발전소의 수석 엔지니어가 전력 시스템의 담당 엔지니어와 합의하여 결정합니다.
파이프라인이나 고정 장치의 손상이 감지되면 손상 원인에 대한 철저한 분석과 신뢰성 향상을 위한 효과적인 조치 개발이 필요합니다. 피팅, 플랜지 연결부 또는 파이프라인의 단열 코팅 아래에서 누출이나 증기가 감지되면 즉시 교대 감독자에게 보고해야 합니다. 교대 근무 관리자는 상황을 평가하고 누출이나 증기가 작업자나 장비(예: 단열재 아래에서 나오는 증기)에 위험을 초래할 경우 조치를 취해야 할 의무가 있습니다. 인력이나 장비에 위험을 초래하지 않는 누출이나 증기(예: 포장재에서 발생하는 증기)는 교대마다 검사해야 합니다.
파이프라인은 현행 표준에 따라 설정된 계획된 정밀검사 기간이 만료된 후 수리를 위해 제출해야 합니다. 기술적인 운영대부분의 경우 주요 장비와 동시에 수리됩니다. 긴급 손상 또는 긴급 상황이 발생한 경우, 손상 또는 마모의 원인, 성격 및 정도를 나타내는 보고서를 통해 확인된 경우 계획된 정밀검사 기간이 만료되기 전에 수리를 위해 파이프라인을 제출해야 합니다. 정밀검사 기간 동안 확인되어 긴급 가동 중단을 초래하지 않는 파이프라인 결함은 다음 가동 중단 시 제거되어야 합니다.
450°C 이상의 온도에서 작동하는 증기 파이프라인은 주요 수리 전에 검사해야 합니다.
수리를 위해 인계할 때 고객은 파이프라인 및 해당 구성 요소의 상태, 결함 및 손상에 대한 정보가 포함된 계약자 설계 및 수리 문서로 전송해야 합니다. 문서는 GOST 2.602-68*에 따라 준비되어야 합니다. 수리 후에는 이 문서를 고객에게 반환해야 합니다.
조직 규칙에 따라 장비 유지 보수 및 수리 대대적인 개조보일러 및 스테이션 파이프라인의 명명법에는 다음 작업이 포함되어야 합니다.
증기 파이프라인의 기술 상태를 점검합니다.
플랜지 연결부 및 패스너의 기술 상태를 점검하고 마모된 스터드를 교체합니다.
스프링 조임 점검, 서스펜션 및 지지대 점검 및 수리.
용접 및 금속 검사.
결함이 있는 접합부 재용접, 결함이 있는 파이프라인 요소 교체 또는 고정 시스템.
샘플러 및 샘플 쿨러의 검사 및 수리.
단열재 수리.
파이프라인을 검사할 때 처짐, 돌출, 누공, 균열, 부식 손상 및 기타 눈에 보이는 결함을 기록해야 합니다. 플랜지 연결에 결함이 있는 경우 밀봉 표면과 패스너의 상태를 점검해야 합니다. 지지대와 행거에 결함이 있는 경우 지지대와 행거의 모든 요소의 금속 균열과 스프링의 잔류 변형을 기록해야 합니다.
파이프라인 금속에 대한 통제 절차와 범위는 규범 및 기술 문서에 의해 결정됩니다. 제어는 다음에서 수행됩니다. 기술 매뉴얼금속 실험실.
고객은 다음과 같은 경우 계약자의 작업을 방해할 권리가 있습니다.
후속 작업으로 인해 숨겨질 수 있는 결함을 만든 경우
기술 문서의 기술 및 규제 요구 사항을 준수하지 않습니다.
스프링 블록 또는 파이프라인 부품의 설치 또는 해체와 관련된 수리 작업 중에는 작업 프로젝트 또는 기술 지도에 제공된 작업 순서를 따라야 하며 파이프라인의 나머지 또는 새로 설치된 구성 요소 및 요소의 안정성을 보장하고 해체된 부품의 추락.
고정 지지대를 해체하거나 결함 탐지기의 결론에 따라 용접 이음부를 다시 용접하거나 파이프라인의 요소를 교체할 때 파이프라인을 절단하기 전에 수리된 영역의 양쪽에 가장 가까운 두 개의 행거에 있는 스프링을 나사산으로 고정해야 합니다. 용접된 관계. 파이프라인이 하역(또는 고정 지지대가 해체되는) 장소에서 양쪽으로 1m 이내의 거리에 임시 지지대(브레이싱)를 설치해야 합니다. 이러한 지지대는 용접 중에 필요한 축을 따라 파이프라인의 변위를 보장하고 파이프라인을 설계 위치에 고정해야 합니다. 이 끝부분을 인접한 파이프라인, 지지대 또는 행거에 부착하는 것은 허용되지 않습니다.
수리된 부분의 양쪽에는 파이프에 코어를 만들어야 하며 코어 지점 사이의 거리를 보고서에 기록해야 합니다. 파이프라인 복원 시 코어 포인트 간 거리 편차가 10mm를 초과하지 않도록 냉간 연신을 수행해야 합니다.
파이프라인의 일부 또는 요소를 해체한 후 나머지 파이프의 자유 끝을 플러그로 막아야 합니다.
여러 지점에서 파이프라인을 절단하는 경우 각 경우에 작업을 수행해야 합니다.
클로징 조인트를 용접한 후 배관을 절단할 때마다 보고서를 작성하여 코드북에 입력해야 합니다.
파이프라인 절단이나 지지대 부품 교체와 관련된 수리 작업을 완료한 후에는 파이프라인의 경사를 확인해야 합니다.
결함이 있는 스프링을 교체할 경우 적절한 허용 하중에 따라 교체 스프링을 선택하고 사전 보정한 후 차가운 상태에 대해 계산된 높이로 압축해야 합니다. 서스펜션 블록을 설치하고 고정 타이를 제거한 후 스프링 높이를 확인하고 필요한 경우 조정하십시오. 커플러를 용접할 때 스프링 코일이 전기 아크와 접촉하는 것이 용납되지 않으며, 절단할 때 버너 불꽃과 접촉하여 스프링이 손상될 수 있습니다.
손상 또는 설계 하중 미준수로 인해 지지대의 스프링을 교체하는 경우 다음을 수행해야 합니다.
플레이트를 스프링 블록 아래에 놓습니다(교체 블록의 높이가 교체된 블록보다 낮은 경우).
지지대를 분해하고 높이를 줄입니다(교체 블록의 높이가 교체 블록보다 높은 경우).
스프링 지지대에서 스프링 높이를 변경할 때 조정 가능한 블록을 제거하고 교정 장치에서 높이를 변경한 후 지지대에 설치해야 합니다.
스프링 높이 조정 작업을 완료한 후 조정 후 스프링 높이를 작업 양식에 기록해야 하며(부록 6 참조), 차가운 상태의 파이프라인 위치를 변위 표시기에 지정해야 합니다.
수리 중에 발생하고 설계 조직과 합의한 파이프라인 설계의 모든 변경 사항은 이 파이프라인의 여권이나 코드북에 반영되어야 합니다. 손상된 파이프라인 부품이나 수명이 다한 부품을 교체하는 경우 새 부품의 해당 특성을 코드북에 기록해야 합니다.
수리 및 조정 작업이 완료된 후에는 수리 일지에 해당 내용을 기재하고 시운전 증명서를 작성하여 코드북에 입력해야 합니다.
파이프라인 테스트
시운전
수리 작업 후 파이프라인 충전은 파이프라인의 증기-공기 단계를 제거하기 위한 기술적 조치를 제공하는 승인된 계획에 따라 수행됩니다. 일반적으로 이 작업은 탄성 분리 장치를 사용하여 수행됩니다.
대기 조건에서 탈기된 응축수로 수리 작업을 수행한 후 파이프라인을 가동하는 것이 좋습니다.
안정적인 응축수로 파이프라인을 채우는 것은 파이프라인 내부의 초기 압력에서 수행될 수 있습니다. 파이프라인이 불안정한 응축수 또는 액화 탄화수소 가스로 채워져 있는 경우 파이프라인의 가스, 물 또는 안정적인 제품의 압력을 펌핑된 제품의 증기압 이상으로 높이고 기계적 분리기를 파이프라인에 도입한 후 이 작업을 수행해야 합니다. 관로.
불안정한 제품을 사용하여 파이프라인에서 물을 옮겨야 하는 경우 수화물 형성을 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다(분리기, 수화물 형성 억제제 사용 등).
기계식 분리기가 없는 경우 펌핑된 제품을 채우기 전에 안정적인 응축수로 파이프라인을 부분적으로 채우는 것이 좋습니다.
퍼지(플러싱) 및 제품 파이프라인의 후속 테스트 중에 사용되고 분리기를 사용하여 제품에 의해 대체된 가스 또는 물은 퍼지 파이프를 통해 파이프라인에서 배출됩니다.
이 경우, 환경 오염의 위험을 줄이고 제품 손실을 줄이기 위해 퍼지 파이프에서 나오는 흐름의 제품 함량에 대한 제어가 구성되어야 합니다.
가스가 제거된 응축수를 파이프라인에 채운 후 압력은 최소 허용 작동 압력 이상으로 상승합니다. 이는 가스 제거 압력, 마찰로 인한 압력 손실량, 제품 구성, 경로 프로필 및 온도에 따라 결정됩니다. 파이프라인의 "가장 뜨거운 지점".
파이프라인 단면 끝의 밸브를 닫은 상태에서 응축수를 펌핑하면 파이프라인의 압력이 높아집니다.
응축수 제품 파이프라인 시작 부분의 압력이 최소 허용치 이상으로 증가하면 불안정한 응축수 펌핑을 시작할 수 있습니다.
작동 중 파이프라인의 최소 허용 작동 압력 유지는 소비자 바로 앞에 설치된 "업스트림" 압력 조절기를 통해 보장됩니다.
RBMK-1000 원자로의 단점:
다수의 우수한 자격을 갖춘 인력이 필요한 다수의 파이프라인 및 다양한 보조 하위 시스템
채널을 통한 냉각수 흐름 중단과 관련된 사고로 이어질 수 있는 채널별 흐름 제어의 필요성
VVER에 비해 운영 인력에 대한 부하가 더 높으며, 이는 코어의 크기가 크고 채널의 지속적인 연료 보급과 관련됩니다.
반응성의 양의 증기 계수. 원자로가 작동하는 동안 물은 노심을 통해 펌핑되어 냉각제로 사용됩니다. 원자로 내부에서는 끓어 부분적으로 증기로 변합니다. 원자로는 양의 증기 반응 계수를 가지고 있습니다. 즉, 증기가 많을수록 핵 반응으로 인해 방출되는 전력이 더 커집니다. 실험 중 동력장치가 작동하는 저전력에서는 양의 증기계수의 효과가 반응도에 영향을 미치는 다른 현상에 의해 보상되지 않았으며, 원자로는 양의 전력 반응도 계수를 나타냈다.
이는 긍정적인 피드백이 있었다는 것을 의미합니다. 전력 증가로 인해 코어의 프로세스가 발생하여 전력이 훨씬 더 증가했습니다. 이로 인해 원자로는 불안정하고 위험해졌습니다. 또한 저전력에서 긍정적인 피드백이 발생할 수 있다는 사실을 운영자에게 알리지 않았습니다. "최종 효과"
더욱 위험한 것은 제어봉 설계의 오류였습니다. 핵반응의 힘을 제어하기 위해 중성자를 흡수하는 물질이 포함된 막대가 코어에 도입됩니다. 막대가 코어에서 제거되면 물이 채널에 남아 중성자를 흡수합니다. 이 물의 바람직하지 않은 영향을 제거하기 위해 비흡수성 재료(흑연)로 만들어진 디스플레이서를 로드 아래 RBMK에 배치했습니다.
그러나 막대를 완전히 올리면 디스플레이서 아래에 1.5m 높이의 물기둥이 남게 됩니다. 막대가 위쪽 위치에서 이동하면 흡수체가 영역의 위쪽 부분으로 들어가 음의 반응성을 도입하고, 채널의 아래쪽 부분에서는 흑연 치환기가 물을 대체하여 양의 반응성을 도입합니다. 사고 당시 중성자 장은 코어 중앙에 딥이 있었고 상부와 하부에는 두 개의 최대치가 있었습니다.
이러한 장 분포를 통해 막대에 의해 도입된 전체 반응성은 이동의 처음 3초 동안 양수였습니다. 이는 소위 "최종 효과"로, 원자로를 즉시 정지시키는 대신 처음 몇 초 동안 비상 보호 기능이 활성화되어 출력이 증가하는 것입니다. (RBMK의 최종 효과는 원자로의 반응도가 예상되는 감소 대신에 단기적으로 증가하는 현상으로, 제어 및 보호 시스템(CPS) 막대를 아래로 내릴 때 RBMK-1000 원자로에서 관찰됩니다. 가장 높은(또는 그에 가까운) 위치.이 효과는 로드 설계가 좋지 않아 발생했습니다.