2.4. Предохранительный клапан пг

Главный предохранительный клапан в паре с импульсным клапаном предназначены для автоматического понижения давления пара в паропроводе за счёт выпуска в атмосферу его избыточного количества в случае повышения давления по отношению к установленным параметрам. Расход пара через клапан при давлении 80 кгс/см² составляет 810 т/ч.

Импульсный предохранительный клапан парогенератора.

Импульсный клапан (тип 586-20-ЭМФ) состоит из корпуса 1, крышки 2, штока (шпинделя) 3, тарелки 4 с конусной уплотнительной поверхностью, фильтрующего устройства 5, предназначенного для улавливания твёрдых частиц (окалин, песка, сварочного грата и др.), груза 6, рычага 7, электромагнитов 8, 9.

В нормальном режиме работы импульсный клапан находится в закрытом состоянии. Рычажно-грузовая система, состоящая из груза 6 и рычага 7, прижимает тарелку к корпусу клапана.

Электромагнит "закрыто" 9, обеспечивающий закрытие импульсного клапана, включён и тяговым усилием дополнительно к рычажно-грузовой системе тоже прижимает тарелку к уплотнительной поверхности корпуса, обеспечивая тем самым герметичность затвора клапана.

Электромагнит "открыто" 8, обеспечивающий открытие клапана, обесточен.

1 - корпус; 2 - крышка; 3 - тарелка; 4 - седло; 5 - поршень; 6 - пружина; 7 - рубашка поршня; 8 - грундбукса; 9 - сальниковые камеры; 10 - опорная лапа; 11 - штанга.

Главный предохранительный клапан парогенератора.

Главный предохранительный клапан (тип 969-250/300-0) состоит из корпуса 1, крышки 2, тарелки 3, седла 4, поршня 5, пружины 6, рубашки поршня 7, грундбуксы 8, сальниковых камер 9.

Корпус 1 имеет два входных и один выхлопной патрубки.

Для защиты трубопровода от воздействия реактивных усилий, возникающих при срабатывании клапана, к корпусу приварены опорные лапы 10, при помощи которых клапан крепится к жёсткой металлической конструкции.

При нормальном рабочем режиме паропровода главный предохранительный клапан находится в закрытом состоянии, то есть тарелка 3 давлением среды прижимается к седлу 4.

Герметичность соединения корпуса с крышкой 2 обеспечивается сальниковым самоуплотняющимся узлом.

Для увеличения усилия прижатия тарелки при отсутствии давления или при пусковых режимах между крышкой 2 и грундбуксой 8 установлена пружина 6.

По оси главного предохранительного клапана проходит штанга 11 с внутренним отверстием, приваренная к выхлопному патрубку, имеющему отверстие для подвода среды от импульсного клапана.

На штанге установлен поршень 5. В тарелке установлена рубашка поршня 7. Поршень и рубашка поршня уплотнены сальниковой набивкой.

16. Газовый контур рбмк-1000. Назначение, состав, принцип работы.

Газовый контур РБМК – 1000 предназначен для:

Газовый контур РБМК является системой, обеспечивающей нормальную работу реактора на любом уровне мощности и предназначен для:

• предотвращения выгорания графитовой кладки реактора, что достигается путем заполнения всего объема реакторного пространства (РП) азотом или азотно-гелиевой смесью;

• интенсивного теплоотвода от графитовой кладки к стенкам технологических каналов, что достигается высоким коэффициентом теплопередачи азота или азотно-гелиевой смеси в РП;

• контроля за целостностью технологических и специальных каналов (СУЗ, КОО), что обеспечивается работой системы КЦТК;

• локализации аварий, связанных с разгерметизацией технологических и специальных каналов и выбросом пароводяной смеси в кладку реактора;

• очистки азотно-гелиевой смеси от примесей, что достигается работой УОГ;

• азотной продувки внутренних полостей металлоконструкций, окружающих реакторное пространство.

Классификация систем газового контура по назначению и влиянию на безопасность в соответствии с ОПБ-99:

1. Газовый контур в целом, установка очистки гелия, системы КЦТК, дренажей реактора, подвода и отвода азота к металлоконструкциям реактора, технологическая часть относится к системе нормальной эксплуатации важными для безопасности АЭС;

2. Система защиты от превышения давления в РП – защитная система безопасности;

3. Система приема парогазовых сбросов по РП в бассейн-барбатер – локализующая система безопасности.

Режимы работы газового контура.

Технологическая схема ГК обеспечивает следующие режимы продувки РП:

1. Азотно-гелиевой смесью по замкнутому контуру циркуляции.

2. Азотом по разомкнутой схеме с выбросом газа в УПАК (установку подавления активности), вентрубу.

Режим азотно-гелиевой смесью РП является основным режимом и может применяться на всех уровнях мощности реактора.

Режим азотной продувки применяется:

• при выходе из строя УОГ;

• при плановом останове реактора;

• после окончания ППР (сушке кладки);

• при плановом подъеме мощности реактора (до уровня, при котором температура графита не превышает 730С);

• при длительной работе реактора на мощности, при которой температура графита не превышает 730С.

Предотвращение окисления и выгорания графитовой кладки.

При замедлении нейтронов в графите, происходит разогрев графита реактора. Графит вступает в реакцию окисления с кислородом:

2С + О₂ = 2СО

С + О₂ = СО₂

причем скорость окисления графита возрастает с его температурой.

Необходимо два условия, предотвращения окисления и выгорания графита:

1. отсутствие кислорода;

2. температура графита не должна превышать 730С.

для этого заполняют реакторное пространство, образованное металлоконструкциями: сверху сх «Е», снизу сх «ОР», по периметру сх «КЖ» азотной или азотно-гелиевой смесью.

Рисунок 1 Предотвращение окисления и выгорания графитовой кладки реактора

Обеспечение более эффективного отвода тепла от графита к технологическим каналам.

В графите (активная зона, отражатель) выделяется 5%-7% всей энергии реактора. Азотно-гелиевая смесь (азотная) прокачивается вдоль канала по зазорам в графитовых кольцах, заполняют пустоты между стенкой канала ТК, СУЗ, КОО и графитовым блоком служит для интенсификации теплоотвода от графитового блока к стенке (ТК, СУЗ, КОО).

Степень теплоотдачи зависит от концентрации азота и гелия. Т.к. коэффициент теплопередачи у гелия значительно выше, чем у графита, поэтому для увеличения интенсивности теплоотвода используется гелий.

Рисунок 2 Обеспечение более эффективного отвода от графита к технологическим каналам

Рисунок 3 Азотной продувки внутренних полостей металлоконструкций, окружающих реакторное пространство

Азот поступает в пять замкнутых и не связанных между собой полостей металлоконструкций: схему "Е", схему "ОР", верхнее межкомпенсаторное пространство (ВМКП), межреакторное пространство (МРП), нижнее межкомпенсаторное пространство

( НМКП ).

С целью предотвращения утечек N₂ и азотно-гелиевой смеси из реакторного пространства при возможных нарушениях герметичности металлоконструкций окружающих РП, через внутренние полости металлоконструкций организована постоянная вентиляция азота с давлением, превышающим давление в РП на 50—100 мм вод.ст.. Для предотвращения повышения давления в полостях МК на трубопроводе подачи установлен гидрозатвор высотой 600 мм.

Технические данные системы: чистота N₂ — не хуже 99,98%; расход N через все МК-50—200 м3/ч', давление азота на линии подачи - до 300 мм вод.ст.

Система контроля целостности технологического канала

Система КЦТК является частью технологической схемы газового контура и предназначена для:

• Группового контроля влажности газа, прокачиваемую через графитовую кладку реактора;

• Определение дефектного канала на работающем реакторе по температуре;

• Предотвращение распространения влаги из зоны негерметичного канала;

• Сушки кладки (локальной).

Рисунок 4 Контроля качества технологических и специальных каналов (КЦТК)

Для нормальной работы системы КЦТК должны быть обеспечены следующие условия:

• температура в помещениях КЦТК 40С;

• относительная влажность  95%.

Прокачиваемая среда в режиме:

Циркуляции – азотно-гелиевая смесь;

Продувки – азот.

Концентрация азотно-гелиевой смеси:

Гелия – 0-90%;

Азота – 100-10%.

Режимы работы системы КЦТК:

• режим вентиляции (основной);

• режим усиленного отсоса.

Рисунок 5 Состав системы КЦТК

Состав системы:

• импульсные трубки 10 – 2044 шт;

• термопары КЦТК – 2044 шт;

• барабаны КЦТК – 6 шт;

• групповые клапаны – 26 шт;

• датчики влажности – 26 шт;

• НТУ КЦТК

• коллектор влажности – 1 шт;

• коллектор вентиляции – 1шт;

• коллектор усиленного отсоса – 1шт.

Работа системы КЦТК.

С точки зрения возможности обнаружения текущего канала необходимо рассмотреть следующие режимы реактора:

• Номинальный;

• Переходный (пуск, останов);

• Остановленный реактор.

1. Работа реактора в номинальном режиме, с точки зрения тепловой остановки, характеризуется тем, что температура теплоносителя в технологических каналах на выходе равна 285С, таким образом, температура в надреакторном помещении (под сх»Е») будет 284С в то время, как графитовая кладка будет прогрета до 650-730С.

Графитовая кладка реактора с пронизывающими ее каналами условно разделена на 26 зон, каждая из которых содержит до 81 канала. Импульсные трубки от трактов каналов зоны подводятся к соответствующей этой зоне групповому клапану. Групповой клапан обозначен тем же номером, что и соответствующая ему зона. Для герметизации проходки импульсных трубок из надреакторного помещения предусмотрены барабаны КЦТК. В каждой импульсной трубке в местах прохода их к групповому клапану предусмотрены пеналы для установки термопар. Термопары контролируют температуру газа, прошедшего по трактам каналов через кладку реактора и поступающего по импульсным трубкам в групповой клапан.

Рисунок 6 Расположение коллекторов системы КЦТК

Выходные патрубки клапана трубами соединяются с коллекторами вентиляции и усиленного отсоса.

В помещении системы КЦТК установлены 3 шкафа, в которых размещены датчики влажности. В центральном – 12 датчиков, в боковых шкафах по 7. Всего датчиков 26,по числу групповых клапанов. Каждому групповому клапану соответствует свой датчик влажности, который номеруется номером соответствующей зоны. Отбор газа на датчик влажности осуществляется по импульсным трубкам 14х2мм.

Все импульсные трубки датчиков влажности соединены со сборным коллектором влажности, который подключается к газодувкам. Работа системы КЦТК основана на измерении параметров газа (температуры, относительной влажности) при прокачивание его через графитовую кладку и импульсные трубки. Общий контроль влажности графитовой кладки производится по влагомеру "Волна". Определение зоны увлажнения кладки производится путем контроля относительной влажности.

При превышении относительной влажности более 70% образуется сигнал, который поступает в систему "Скала" и отображается на мнемосхеме в виде светового сигнала на БЩУ (ИУБ). Индивидуальный контроль производится поканальным замером температуры газа, прокачиваемого по зазорам между каналами и графитовой кладкой. С увеличением количества водяных паров в прокачиваемом газе повышается его температура, которая фиксируется термопарами, установленными в каналах импульсных трубок перед подсоединением их к групповым клапанам.

В этих условиях при повреждении технологического канала в первый момент течь теплоносителя (воды) в трактах сопровождается мгновенным испарением, образование парогазовой смеси и возникновению импульса давления в виде ударной волны распространяющейся во все стороны, но преимущественно, вдоль тракта канала. Этот процесс будет зависеть от расположения места прорыва канала по высоте, пористости графитовой кладки и плотности соединения графитовых блоков. Парогазовая смесь поднимается по тракту канала до точки отбора в систему КЦТК. Термостатируясь в импульсных трубках, находящихся под схемой «Е», парогазовая смесь перед входом в барабан будет иметь температуру 285С. В помещениях КЦТК за счет теплоотдачи происходит полная или частичная (в зависимости от величины течи) конденсация пара. Движущийся поток в импульсных трубках становиться двухфазовым и в отличии от сухого пара, не успевает остыть за время прохождения его через монтажное помещение КЦТК, а датчики температуры в этих трубках грунтового клапана, зафиксируют превышение температуры по отношению к окружающим.

С увеличением повреждения канала растет количество конденсата в импульсной трубке и увеличивается величина температурного канала. Так 1г влаги на 1 м³ газа увеличивает температуру на 10С и повышает относительную влажность до 70%.

В случае повреждения каналов на мнемотабло ВИУРа появляются температурные сигналы не только от поврежденного канала, но и от соседних с ним каналов, ввиду того, что при повреждении какого-либо канала происходит перетечка пара в соседние тракты каналов.

2. В переходных режимах работы реактора могут иметь место случаи, когда система не будет реагировать при прорыве канала. Это получится тогда, когда температура теплоносителя и температура самого канала менее 100С (температура графитовой кладки может быть и больше 100С). В результате повреждения канала произойдет не испарение теплоносителя, а охлаждение кладки окружающей место аварии. В этом случае, вода, попавшая в тракт канала, будет сливаться вниз, перекрывая проходное сечение тракта и отсекая возможность прохождения газа вверх, в систему КЦТК. Система КЦТК не будет «чувствовать» аварии.

3. Аналогичной картина будет наблюдаться на «холодном» реакторе, когда не только температура теплоносителя в канале, но температура графитовой кладки будет меньше 100С.

В зависимости от условий работы реактора и состояния его кладки система КЦТК может работать в двух режимах.

1. режим общего контроля;

2. режим сушки кладки.

В режиме общего контроля ведется поканальный контроль температуры прокачиваемого через реактор газа и групповой контроль влажности графитовой кладки.

В данном случае все групповые клапана находятся в положении «вентиляции». В отсеке «вентиляции» поток газа разделяется на два потока: больший поступает в коллектор, по которому следует к конденсаторам ГК; меньший поток по трубе 142 проходит через сигнализатор влажности СВ-1 на всас газодувок или ПРВС, которые возвращают газ в общий коллектор.

1. Режим сушки кладки реактора.

При получении сигнала о повышении температуры газа, поступающего от одного из каналов зоны, или от датчика влажности СВ-1 о повышении относительной влажности газа в одном или нескольких зонах кладки эти зоны могут быть подключены к коллектору усиленного отсоса. Зона кладки с повышенной влажностью подключается к коллектору усиленного отсоса постановкой группового клапана в положении «усиленный отсос» с одновременным включением одного или двух водокольцевых компрессоров НТУ КЦТК. Управление групповыми клапанами производится с панели БЩУ ВИУРом.

Одновременно к коллектору усиленного отсоса допускается подключение не более четырех зон кладки реактора. Расход газа через одну импульсную трубку в режиме «усиленного отсоса» возрастает от 0,15-0,17 м³/час до 1-2 м³/час. Колебание значений расхода при усиленном отсосе зависит от числа одновременно переведенных в этот режим групповых клапанов и одновременно включенных в работу водокольцевых компрессоров.

При подключении зоны кладки к коллектору усиленного отсоса газ поступающий по импульсным трубкам из трактов каналов смешивается в сборнике группового клапана и поступает в коллектор усиленного отсоса на всас водокольцевых компрессоров.

В водокольцевом компрессоре газ сжимается до 0,5 кг/см, смешивается с водой, подаваемой в корпус водокольцевого компрессора вихревым насосом с расходом 0,48м³/час, и поступает в газоотделительный бачок, где разделяется на газ и воду. Выходящий газ из газоотделительного бачка поступает в общий коллектор, где смешивается с газом, поступающим из зоны кладки, подключенных к коллектору вентиляции.