1.2. Опис технологічної та машинно-апаратурної схеми технологічного процесу, алгоритм його функціонування

Об’єктом контролю вибраний деаератор підживлення (ДП) системи продування-підживлення 1-го контуру двоконтурної схеми АЕС.

Технологічна схема реакторного відділення (перший контур) включає в себе реактор типу ВВЕР-1000 (водо-водяний енергетичний реактор), головні циркуляційні петлі та ряд зв’язаних між собою систем. В кожну із петель (яких чотири) входить: головний циркуляційний трубопровід 990х70 (ГЦТ), головний циркуляційний насос ГЦН-195М, парогенератор ПГВ-1000.

Реактор типу ВВЕР-1000 корпусного типу, на теплових нейтронах з паливом з двоокису урану (UO₂) малого збагачення, активна зона якого, з внутрішньо-корпусними пристроями, розміщена в товстостінному металевому корпусі. Разом з механічною системою регулювання використовується борне рідинне регулювання і вигоряючі поглиначі. При здійснені цепної реакції ділення урану в об’ємі паливних таблеток ТВЕЛ (тепло виділяючого елемента) рівномірно виділяється тепло, яке передається воді першого контуру.

ГЦН-195М – вертикальний, центробіжний, одноступінчатий насос з блоком торцевого ущільнення вала, консольним робочим колесом, осьовим підведенням теплоносія, що перекачується та виносним електродвигуном. ГЦН забезпечує циркуляцію теплоносія через реактор.

Парогенератор типу ПГВ-1000 – горизонтальний, однокорпусний, з зануреною в воду другого контуру трубчатою поверхнею теплообміну і встроєними паросепараційними пристроями. Парогератор здійснює передачу тепла від теплоносія першого контуру воді другого контуру.

ГЦТ забезпечує з’єднання основного обладнання першого контуру з реактором і здійснює циркуляцію теплоносія від реактора до парогенератора й через ГЦН знову до реактора.

До однієї з циркуляційних петель першого контуру приєднаний компенсатор тиску, для створення і підтримки в першому контурі тиску води в даному інтервалі (при температурному розширенні), а також для обмеження відхилень тиску в аварійних і перехідних режимах.

Крім перерахованого головного обладнання до системи нормальної експлуатації входить ряд допоміжних систем, серед яких, при нормальній роботі РУ (реакторної установки), перше місце займає система продування–підживлення (яка згідно проектних даних має латинську абревіатуру ТК).

1.3. Опис технологічної схеми.

Продування першого контуру.

Підтримка певної чистоти теплоносія 1-го контуру вимагає безперервного виведення домішок, тому що за рахунок корозії конструкційних матеріалів обладнання 1-го контуру їхнє нагромадження відбувається безупинно.

Виведення домішок з 1-го контуру здійснюється шляхом організації продування частини теплоносія 1-го контуру і його очищення на іонообмінних фільтрах установки СВО‑2.

Підгрупа продування включає систему трубопроводів продування, регенеративний теплообмінник ТК80W01, доохолоджувач ТК80W02, регулятори витрати й тиску продувальної води TKC01,02 з регулювальними клапанами TK81S02 і TK82S02.

Теплоносій першого контуру надходить у систему ТК із ”холодних” ниток 2‑ї і 3‑ї петель ГЦТ, із трубопроводу подачі теплоносія на СВО‑1 на напорі ГЦН через обмежувальні вставки TK82,83H01, виконані у формі сопла Лаваля, по загальному колекторі Ду100 до регенеративного теплообмінника TК80W01.

Теплоносій протікає через міжтрубний простір регенеративного теплообмінника ТК80W01, де він передає тепло потоку підживлення, що проходить по трубах теплообмінника.

Потім теплоносій входить у доохолоджувач ТК80W02, де відбувається його остаточне охолодження водою промконтура до 25÷45 °С із за умови термостійкості аніоніту фільтрів установки СВО‑2.

Регулювальні клапани TK81,82S02, розташовані за доохолоджувачем, підтримують задану витрату продування (при включеному регуляторі витрати продування TKC01) або заданий тиск у першому контурі (при включеному регуляторі підтримки тиску TKC02) і одночасно знижують тиск теплоносія продування до величини не більше 20 кгс/см² (1,96 МПа).

Зниження параметрів теплоносія продування необхідне, щоб запобігти ушкодженню обладнання системи СВО‑2.

Теплоносій проходить через ПВА (пневмовідсічну арматуру) розташовану усередині гермооболонки, через проходку гермооболонки, виходить із проходки й проходить через дві ПВА, розташовані поза гермооболонкою.

По трубопроводі Ду100 теплоносій подається на фільтри установки очищення продувальної води 1‑го контуру СВО‑2 для очищення від іонних домішок.

Зазвичай потік продування проходить через один катіонітовий і один аніонітовий фільтри однієї ланки СВО‑2.

Після очищення на іонообмінних фільтрах системи СВО‑2 теплоносій направляється по трубопроводі Ду100 у трубний простір регенеративного теплообмінника TK11W01 і далі в деаератор ТК10В01. При роботі деаератора в паровому (гарячому) режимі продувальна вода підігрівається в регенеративному теплообміннику ТК11W01 за рахунок відбору тепла у виведеного із цього деаератора дегазованого потоку. У цей же трубопровід до регенеративного теплообмінника врізаний трубопровід Ду50 для зливу напірних протікань з ущільнень ГЦН.

Якщо тиску теплоносія в першому контурі недостатньо для проходження потоку через систему СВО‑2, то потік продування може бути спрямований у систему організованих протікань TY через трубопровід з арматурами TK80S05,S07.

Крім того передбачена байпасна лінія СВО‑2 з арматурами TE00S01 для організації потоку продування крім СВО-2 у деаератор TK10B01. Ця лінія використовується в основному при водообміні з великою витратою теплоносія.

Підживлення першого контуру.

Дегазований теплоносій після деаератора TK10B01 (або TK70B01) надходить через регенеративний теплообмінник TK11W01 (або ТК70W02 для TK70B01) і доохолоджувач підживлення, TK12W01 на всмоктування підживлюючих агрегатів TK21,22,23D01,02. (Доохолоджувач TK12W01 вводиться в роботу у випадку, коли охолоджуючої потужності регенеративного теплообмінника ТК11W01 недостатньо).

Три паралельних відцентрових підживлюючих насосних агрегати (один із яких знаходиться в роботі, другий ‑ в резерві, третій ‑ у резерві або в ремонті) забезпечують подачу теплоносія з витратою від 10 м³/год. до 60 м³/год. в перший контур і на ущільнення ГЦН.

Кожний підживлюючий насосний агрегат складається з бустерного насоса ТК21(22,23)D01, і основного відцентрового підживлюючого насоса ТК21(22,23)D02.

При нормальних умовах експлуатації один підживлюючий насосний агрегат забезпечує подавання необхідної кількості підживлюючої води в перший контур і на ущільнення ГЦН.

Якщо потужності працюючого підживлюючого агрегату недостатньо для створення необхідної витрати, у роботу вводиться резервний підживлюючий агрегат.

Витрата підживлення регулюється автоматично регулятором YPС02 (штатний), який, впливаючи на регулювальний клапан TK31(32)S02, забезпечує підтримку рівня в КТ відповідно до максимальної середньої температури 1-го контуру, а регулятор гідромуфти TKC21(22,23) підтримує заданий перепад тиску між напором працюючого підживлюючого насоса й першим контуром рівним 24 ÷ 30 кгс/см² (2,35 ÷ 2,94 МПа).

Гідромуфта регулює швидкість обертання основного відцентрового підживлюючого насоса для узгодження напору й продуктивності.

При збільшенні (зменшенні) витрати в напірній магістралі підживлення внаслідок відкриття (закриття) регулювального клапана TK31(32)S02, регулятор ТКС21(22,23) підвищує (знижує) число обертів гідромуфти й, зміщає вгору (вниз) витратну характеристику підживлюючого насоса для підтримки постійного, заданого перепаду тиску між напором підживлюючого агрегату й першим контуром.

Якщо потужності працюючого підживлюючого агрегату недостатньо для створення необхідної витрати, в роботу вводиться резервний підживлюючий агрегат.

У стаціонарних умовах витрата підживлення першого контуру й подавання замикаючої води на ущільнення ГЦН рівняється витраті продування і витраті зворотньої лінії замикаючої води (напірних протікань).

З напору працюючого підживлюючого агрегату потік підживлюючої води направляється в напірний колектор підживлення Ду100.

З напірного колектора частина води (близько 8 м³/год.) відводиться по трубопроводу Ду50 до ущільнень ГЦН.

Основний потік підживлення проходить через вузол регулювальних клапанів ТК31,32S02, які управляються автоматичними регуляторами, що підтримують рівень у компенсаторі тиску відповідно до заданого алгоритму.

Потім потік підживлення подається через дві ПВА, розташовані поза гермооболонкою, через проходку гермооболонки, через ПВА, розташовану всередині гермооболонки до регенеративного теплообмінника TK80W01, де протікаючи по трубному просторі підігрівається потоком продування, що проходить через міжтрубний простір.

Для захисту регенеративного теплообмінника від переобпресування передбачена лінія із дросельною шайбою TK40E03, що з'єднує трубопроводи продування й підживлення в невідсічній від РТО (регенеративного теплообмінника) частині.

Підігрітий у регенеративному теплообміннику теплоносій підживлення проходить через дві паралельних лінії з электроприводними клапанами TK40S06,S07 і подається по окремих трубопроводах Ду50 через обмежувальні вставки TK45H01¸04 у кожну із чотирьох холодних петель першого контуру.

Борне регулювання.

Борне регулювання використовується для компенсації повільних змін реактивності таких, як вигоряння палива, шлакування й отруєння ксеноном у режимі зниження навантаження.

Борне регулювання є важливим засобом керування реактором. Система ТК надає можливість для зміни концентрації борної кислоти в першому контурі.

Концентрація борної кислоти в підживлюючому потоці постійно контролюється на напірному колекторі підживлюючого насосного агрегату.

Система ТК забезпечує швидкість зміни концентрації борної кислоти не менш 20 % за годину при зменшенні концентрації й не менш 3 г/кг за годину при збільшенні концентрації.

Водообмін з введенням бору.

Введення бору - це процес підвищення концентрації бору в першому контурі. Введення борної кислоти в перший контур може проходити з різною швидкістю. Подача борної кислоти з низькими витратами компенсує повільні ефекти реактивності, викликані розотруєням активної зони. Введення борної кислоти з більшими витратами використовується для створення стояночної концентрації борної кислоти в першому контурі.

Для швидкого збільшення концентрації борної кислоти в першому контурі при нормальних процесах підживлення й продування концентрат борної кислоти подається в всмоктувальну лінію підживлюючих агрегатів з баків зберігання борної кислоти ТВ10В01 або ТВ10В02 спеціальними насосами борного концентрату ТВ10D02(D03,D04).

Використання системи борного регулювання разом з механічними органами регулювання дає можливість поліпшити рівномірність енерговиділення по об'єму активної зони реактора й підвищити маневреність блоку.

При введенні бору, теплоносій з деаератора ТК10В01 скидається в баки "брудного" конденсату ТВ30В01 або ТВ30В02 через регулювальний клапан ТК20S04. Рівень у деаераторі ТК10В01 у цьому випадку підтримується регулятором рівня ТКС20.

При необхідності створити витрату концентрату борної кислоти від 7 м³/год. до 10 м³/год. відкривається один клапан на лінії подачі борної кислоти ТВ10S24 і включається один насос борного концентрату ТВ10D02(03,04).

При необхідності витрати до 60 м³/год. додатково відкриваються клапани на лінії подачі ТВ10S25 і ТВ10S26 і включаються два-три насоси борної кислоти.

Після завершення введення бору система ТК перемикається в нормальний режим підживлення-продування.

Аварійне введення бору.

При надходженні сигналу АЗ (аварійного захисту) розчин борної кислоти з концентрацією 40 г/кг подається на всмоктування підживлюючого агрегату насосами борного концентрату ТВ10D02(D03,D04) з витратою до 60 м³/год. Витрата подачі розчину борної кислоти визначається оператором відкриттям відповідних арматур на напірній «гребінці» насосів ТВ10D02(D03,D04).

Водообмін з виведенням бору.

Виведення борної кислоти з першого контуру може здійснюватися з різною швидкістю. Швидкість виведення борної кислоти визначається оператором відповідно до інструкцій по експлуатації РУ.

Водообмін здійснюється переведеням деаератора продування ТК10В01 на скидання в баки "брудного" конденсату ТВ30В01,(02) через регулювальний клапан ТК20S04 і подачі "чистого" конденсату з ДБР (деаератора борного регулювання) ТК70В01 на всмоктування підживлюючого агрегату.

Після завершення водообміну система ТК перемикається в нормальний режим підживлення-продування.

Повільний водообмін може здійснюватись додаванням дистиляту в деаератор ТК10В01 через клапан ТК13S02.

Взаємозв'язки системи продування-підживлення з іншими системами.

Система продування - підживлення має гідравлічні зв'язки з наступними системами:

• системою оргпротікань (TY);

• системою дистиляту (TN);

• системою борного концентрату й борвмісних вод (TB10, TB30);

• системою хімреагентів (TB20);

• системою допалюваня гідрогену (TS10);

• системою пробвідбору (TV);

• системою спецканалізації (TZ);

• системою гідровипробувань першого контуру (UE).

У систему оргпротікань зливаються протікання через трубопроводи ревізії вузлів відсікання трубопроводів високого тиску від низького.

Так само передбачена лінія виводу теплоносія в бак оргпротікань із засувками TK80S05,S07.

Насосами системи TY зібрані протікання повертаються в деаератор TK10B01.

Із системою дистиляту система продування-підживлення зв'язана через ДБР TK70B01, що з'єднаний трубопроводом Ду150 і засувками TK70S10,S11,S14 з усмоктувальним колектором підживлюючих насосів. Ця лінія використовується при проведенні розімкнутих водообмінах.

Крім того, з напірного колектора насосів дистиляту передбачений трубопровід Ду32 із засувками TK13S01,03,04 і регулювальним клапаном TK13S02, врізаним у трубопровід продування перед ДП TK10B01. Ця лінія використовується для подачі в систему продування - підживлення дистиляту для компенсації вигоряння палива, компенсації неорганізованих протікань першого контуру, коректування положення регулюючої групи ОР СУЗ.

У баки системи борвмісних вод TB30B01,B02 заведений перелив і дренаж ДП TK10B01. У ці ж баки організований вивід теплоносія через трубопровід із засувкою TK20S03 і регулювальним клапаном TK20S04.

Від напірного колектора насосів борвмісних вод TB30D01,D02,D03 організований трубопровід Ду50 із засувками TK14S01,S03 регулювальним клапаном TK14S02, врізаний у трубопровід продування перед ДП TK10B01. Ця лінія використовується для компенсації неорганізованих протікань першого контуру, коректування положення регулюючої групи ОР СУЗ, подачі в деаератор розчину борної кислоти при першому заповненні й при підтримці номінального обсягу першого контуру в перехідних режимах.

У всмоктувальний колектор підживлюючих насосів врізається трубопровід з вентилем TK20S35 від напірного колектора насосів хімреагентів низького тиску. Напірний трубопровід насоса хімреагентів високого тиску врізаний у напірний колектор підживлюючих насосів.

У всмоктувальний колектор підживлюючих насосів врізається напірний колектор насосів борного концентрату.

У колектор підживлення за вузлом регулювальних клапанів TK31,32S02 врізаний напірний трубопровід насоса гідровипробувань першого контуру UE10D01.

Дренажі й воздушники системи продування-підживлення заведені в трапи системи спецканалізації.

Гази, що виділилися в деаераторі, направляються в систему допалюваня гідрогену.

Для контролю водно-хімічного режиму системи продування-підживлення остання забезпечена трубопроводами відбору проб.