УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой Эксплуатации и ФЗ ЯЭУ А.В.Кирияченко
«__»____________2012 г.
Лекция №1
Тема: Вводная лекция
по дисциплине «Водный режим контуров АЭС »
План лекции :
Введение 5 мин.
Значение ВХР контуров ЯЭУ для безопасной 20 мин.
и эффективной эксплуатации АЭС.
Цели и задачи дисциплины. 10 мин.
Основные понятия физики и химии воды. 20 мин.
Виды и показатели качества воды. 30 мин.
Выводы по лекции. 5 мин.
Задание на самостоятельное изучение материала – 2 час.
Изучить и законспектировать основные показатели качества воды. Литература №1 с.139-145
В результате изучения материала лекции студенты должны:
а) знать - основные задачи рациональной организации ВХР контуров АЭС;
основные цели дисциплины и ее содержание;
основные физические показатели воды;
основные понятия химии воды;
виды и показатели качества воды.
б) уметь - показать влияние организации ВХР контуров АЭС на ее
эффективность, надежность, безопасность и экономичность;
- классифицировать воду по назначению и источнику получения.
в) быть ознакомленными с основными путями попадания и образования примесей в контурных водах.
Литература:
1. М. И. Хоршева. Водоподготовка, спецхимочистка и химический контроль на АЭС. Севастополь 2000 г. с.7-23,132-145
2. Т. X. Маргулова, О. И. Мартынова. Водные режимы тепловых и атомных электростанций. Москва. В\Ш 1987 г. с.12-34
1. Значение вхр контуров яэу для безопасной и эффективной эксплуатации аэс.
Такие основные вопросы, как эффективность, надежность, безопасность и экономичность работы ЯЭУ во многом зависят от рационального решения химико-технологических задач контуров, от правильной организации ВХР контуров, физико-химического контроля качества воды и пара.
Физико-химия внутриконтурных процессов ЯЭУ характеризуется рядом принципиальных специфических особенностей, обусловленных одновременным воздействием на вещества высоких давлений и температур, мощных радиационных полей и сильнодействующих гидродинамических факторов. Все эти факторы в совокупности не имеют места ни в одной другой системе и полностью не могут быть воспроизведены в лабораторных или стендовых условиях, и часто практические решения в ядерной энергетике принимаются на основе систематизации, обобщения и анализа эксплуатационных данных действующих ЯЭУ.
К физико-химическим процессам в водном и водно-паровом трактах относятся:
- коррозия конструкционных материалов,
- преобразование естественных примесей, приносимых в цикл извне,
- распределение примесей и продуктов коррозии между водой и образующими из нее паром,
- выпадение твердых соеденений на поверхностях трактов,
- взаимодействие естественных примесей и продуктов коррозии с различными добавками , корректирующими водный режим и др.
Необходимо всегда иметь в виду тесную связь и влияние теплофизических параметров на протекание физико-химических процессов. На АЭС к таким физико-химическим процессам относятся также специфические процессы радиолиза воды.
Первые же годы эксплуатации ЯЭУ вскрыли новые химико-технологические задачи, которые не имели аналогов в уже существующих производствах, - это химическая "отмывка" радиоактивных коррозионных отложений с внутренних поверхностей 1 контура (дезактивация) при обязательном условии сохранности конструкционного материала, переработка и локализация радиоактивных отходов, целенаправленное управление внутриконтурного массопереноса в целях предотвращения оксидных отложений на теплопередающих поверхностях и уменьшения радиоактивного загрезнения вне активной зоны.
Типы реакторов и тепловые схемы работающих и строящихся АЭС весьма разнообразны. Хотя и схемы и конструкционные решения в ЯЭУ могут довольно сильно меняться, условия работы пароводяной части установки, а соответственно водный режим сравнительно мало зависят от конструкции реактора или типа замедлителя.
С самого начала развития атомной энергетики достаточно большое внимание уделялось водному режиму 1 контура, для которого характерна работа не только реактора, но и всего остального тепломеханического оборудования в радиационно-активных условиях. Эти условия вне активной зоны в основном определяются концентрацией примесей в воде, которая проходя через активную зону реактора активируется и далее переносит активность по всему остальному контуру. Эти примеси могут попадать в контур извне с добавочной водой, с корректирующими добавками, а также образовываться в самом контуре при неизбежном процессе коррозии конструкционных материалов, образовываться в активной зоне реактора в результате радиационно-химических процессов, и, наконец, проникать в активную зону через неплотности оболочек ТВЭЛ. Отложения загрязнений на отдельных элементах оборудования снижает их надежность и экономичность, повышает радиационную активность оборудования, а следовательно, определяют меньшую его доступность при эксплуатации и ремонте.
Особенно опасны отложения на ТВЭЛах, которые в отличие от отложений вне активной зоны, вызывающих лишь снижение экономичности, могут привести к термическому разрушению ТВЭЛа, и в конечном счете, к аварийной ситуации.
В отличие от водного режима 1 контура водному режиму 2 контура АЭС до последнего времени уделялось меньше внимания. Основной причиной, по- видимому, являлось то, что 2 контур, неработающий теоретически в радиационно-активных условиях, просто рассматривался, как обычный ПГ среднего давления. При этом не было принято во внимание наличие на АЭС парогенерирующих труб из аустенитной нержавеющей стали, склонной к хлоридному растрескиванию под напряжением. Это вынудило резко ограничить допустимую концентрацию хлорид-ионов в воде не только 1 контура, но и 2 контура.
Требования, предъявляемые к чистоте теплоносителя, очень высокие. Высокое качество теплоносителя может быть обеспечено лишь в том случае, если примеси будут систематически удаляться из контуров путем очистки. Поддержание концентраций всех примесей на максимально допустимом уровне наиболее надежными, экономичными и эффективными технологическими методами - первая основная задача рациональной организации водного режима контуров АЭС.
Второй важнейшей задачей правильной организации водного режима является ограничение скорости коррозии всех конструкционных материалов контуров путем создания оптимальных условий взаимодействия между средой и металлом. Допустимая при этом скорость равномерной коррозии ограничивается не столько сроком работоспособности оборудования, сколько допустимой интенсивностью загрязнения среды продуктами коррозии, только для язвенной коррозии и, в особенности, для коррозионного растрескивания металла под напряжением допустимая интенсивность процесса определяется условиями обеспечения требуемой длительности работы оборудования.
Поддержание надежного ВХР в соответствии с установленными нормами качества воды, пара, конденсата и стоков АЭС является весьма сложной химико-технологической задачей.
Оптимизация водного режима контуров АЭС должна проводиться исходя из задач повышения их безопасности, надежности, готовности и увеличения длительности их межперегрузочного и межремонтного циклов.