Якубенко Технологические процессы производства тепловой 2013

Рис. 2.7. План главного корпуса ТЭЦ 550 МВт с расположением золоуловителей и дымовых труб на крыше главного корпуса и бункерного отделения (обозначения см. на рис. 2.6)

С той же целью приближения охлаждающей воды к конденсаторам турбин l на крышах водозаборных сооружений o установлены две мачты высоковольтных линий передачи электрической нагрузки от главных трансформаторов r до ОРУ.

Типичная для России компоновка ГК современной мощной ГРЭС [8] приведена на рис. 2.8 и 2.9.

Главный корпус газо-мазутной ГРЭС с двумя блоками по 1200 МВт выполнен сложнее по пятипролетной схеме с поперечной компоновкой турбогенераторов. Каркас здания выполнен из металлических конструкций, что обусловлено большими нагрузками на колонны КО от подвесного типа установленных котлов.

41

42

Рис. 2.8. Поперечный разрез главного корпуса ГРЭС с блоками 1200 МВт:

1 – прямоточный котлоагрегат; 2 – турбина; 3 – конденсатор; 4 – генератор; 5 – возбудитель; 6 – турбина питательного насоса; 7 – питательный насос; 8 – деаэраторный бак; 9 – деаэраторная колонка; 10, 11 – ПНД смешивающего типа; 12 – дымовая труба; 13 – дутьевой вентилятор; 14 – регенеративный вращающийся воздухоподогреватель

Рис. 2.9. План главного корпуса ГРЭС с блоками 1200 МВт (обозначения см. на рис. 2.8)

Котлы подвешиваются к хребтовым балкам, установленным с шагом 6 м вверху КО. Над хребтовыми балками расположены подкрановые пути для двух мостовых кранов грузоподъемностью 100 т.

43

Для более глубокого изучения компоновок главных корпусов ГРЭС и ТЭЦ можно рекомендовать материалы, изложенные в ра-

ботах [5, 6, 12, 23].

2.3. Компоновка главных корпусов на АЭС с реакторами РБМК

Энергоблоки одноконтурных АЭС с реакторами РБМК–1000 (1500) МВт компонуются в главных корпусах попарно [7]. Они имеют общие ТО, ДЭ, помещения специальной водоочистки и газоочистки, общую вентиляционную трубу высотою 100 м и раздельные помещения для реакторов, их систем безопасности и БЩУ

(рис. 2.10).

Каждый реактор размещен в своем РО в бетонной шахте, внутри которой смонтированы металлические конструкции и герметичные пол и стены, образующие герметичную полость – так называемое реакторное пространство. Это пространство удерживает на своих металлоконструкциях в атмосфере азотно-гелиевой смеси графитовую кладку, герметичные (примерно 1700 штук) пароводяные каналы с распределенной по ним активной зоной и каналы СУЗ. Верхняя часть РО, расположенная выше отметки 35,5 м, называется центральным залом, в котором размещены РЗМ и мостовой кран 50/10 тс, а по двум из стен центрального зала развешаны инструменты и захваты для работы РЗМ и крана со свежим ядерным топливом (рис. 2.11).

Четыре барабан-сепаратора 12 размещены изолированно от центрального зала в двух герметичных боксах. Расположение ДЭ, электротехнических помещений и БЩУ совмещено друг над другом.

Все помещения главного корпуса АЭС любых типов подразделяются по основному гигиеническому принципу на помещения свободного режима посещения и помещения возможного радиационного загрязнения. Принадлежность всех помещений к одной или другой частям определяется вероятностным анализом их безопасности при проектировании с учетом нормальных условий эксплуатации и любых проектных аварий.

44

45

Рис.2.10. Поперечный разрез ГК АЭС с реакторами РБМК-1000:

1 – конденсатные насосы; 2 – мостовой кран 125/20 тс; 3 – сепараторы-пароперегреватели; 4 – турбина 500 МВт; 5 – конденса-тор; 6 – охладитель дренажей; 7 – ПНД; 8 – деаэратор; 9 – мостовой кран 50/10 тс; 10, 11 – ГЦН; 12 – барабан-сепараторы; 13 – мостовой кран 50/10 т с дистанционным управлением; 14 – РЗМ; 15 – реактор; 16 – опора реактора; 17 – бассейн-барботер; 18 – трубопроводный коридор; 19 – БЩУ; 20, 21– электрические помещения; 22, 23 – помещения вентиляционных установок.

Рис. 2.11. Вид центрального зала реактора РБМК-1000 с моста разгрузочно-загрузочной машины (в центре на стене – развешаны инструменты и захваты для работы РЗМ и крана при перегрузках; справа вверху подвешены кассеты со свежим ядерным топливом)

Так как АЭС с реакторами РБМК являются одноконтурными, то пар, поступающий на турбины от барабанов-сепараторов, находящихся в РО, является также радиоактивным, а следовательно, все помещения ТО и ДЭ относятся к помещениям возможного радиационного загрязнения.

На каждом блоке установлено вдоль ТО по две турбины мощностью по 500 (750) МВт, с четырьмя СПП и пятью ступенями регенеративных ПНД. Особенностью тепловой схемы энергоблока с реактором РБМК является отсутствие ПВД в целях исключения возможности выноса из них железистых окислов и накопления последних внутри барабанов-сепараторов с последующей угрозой выноса этих отложений в технологические паропроизводящие каналы реактора.

Пролет ТО составляет 51 м, а его длина для двух блоков (четырех турбин) достигает 400 м.

46

47

Рис. 2.12. План реакторного и центрального блоков РО ГК АЭС с двумя реккторами ВВЭР-440:

1 – вентиляционный центр; 2 – общая биологическая защита ПГВ; 3 трубопроводная шахта; 4 – ПГВ; 5 – ГЦН; 6 – ГЗЗ; 7, 17 – ЭЭТУ; 8, 9 – помещения ТТО; 10 – ремонтная мастерская; 11 – транспортный проем; 12 – контейнер; 13 – УСТ; 14, 15 – хранилища; 16 – бассейн кратковременной выдержки отработавшего топлива.

2.4. Компоновка главных корпусов на АЭС с реакторами ВВЭР

ГК на АЭС с реакторами ВВЭР-440 рассчитаны каждый на два энергоблока [7] и имеют общие ТО, ДЭ и РО. РО энергоблока с реакторами ВВЭР-440 (рис. 2.12) состоит из трех блоков: двух реакторных, расположенных по краям ГК, и центрального (общего) блока вспомогательных устройств и оборудования для обращения с ядерным топливом. В центре каждого реакторного блока в цилиндрической бетонной шахте расположены реакторы, вокруг шахты в двух герметичных полукольцевых боксах размещены по шесть ПГВ, ГЦН, трубопроводы первого контура и отсекающая петли циркуляции главная запорная арматура.

Биологической защитой от излучения из шахты реактора служит стальная крышка верхнего блока реактора и установленный над шахтой реактора железобетонный колпак в виде полусферы

(рис. 2.13).

В общем центральном блоке размещается УСТ, бассейн выдержки, контейнеры и хранилища для отработавшего топлива. На крыше здания РО над центральным блоком установлена общая вентиляционная труба высотой 100 м. Пол центрального зала во всех блоках выполнен на одном уровне, и по нему проложены рельсовые пути машины для перегрузки ядерного топлива.

Рис. 2.13. Вид центрального зала реактора ВВЭР-440 (на переднем плане – сферический колпак, герметизирующий реакторное пространство в боксе бетонной шахты реактора)

48

Аналогично компоновке ТО АЭС с РБМК-1000 вдоль ТО АЭС с ВВЭР-440 расположены четыре турбины К-220 с подвальными конденсаторами, четырьмя СПП и ПНД, а также с тремя ступенями регенеративного нагрева питательной воды в ПВД. Для сокращения длины трубопроводов пара и питательной воды каждая пара турбин развернуты цилиндрами высокого давления друг к другу и приближены к центрам реакторных блоков. Деаэраторная этажерка расположена между РО и ТО, через которую на уровне 9–12 м проходят паропроводы и трубопроводы питательной воды, а сами деаэраторы установлены на отметке 21 м. По такой компоновке к концу ХХ века сооружены и эксплуатируются 26 энергоблоков с реакторами ВВЭР-440 в России, Украине, Болгарии, Венгрии, Чехии, Словакии и Финляндии.

Для еще большего повышения безопасности реакторного оборудования ВВЭР-440 на последних зарубежных АЭС, сооруженных по российскому проекту, реактор, горизонтальные ПГВ, ГЦН и главные циркуляционные трубопроводы стали заключать в цилиндрические герметичные оболочки (ГО) и необходимость побоксовой компоновки оборудования отпала. Для цилиндрической ГО под куполом был спроектирован специальный мостовой кран, перемещающийся по круговому рельсу и наводящийся на объекты в полярных координатах.

Переход к реакторам ВВЭР более высокой мощности шел в основном по пути повышения эффективности использования пространства внутри ГО и сокращения числа петель циркуляции радиоактивного теплоносителя. Опытным образцом подобного четырехпетлевого энергоблока послужил блок № 5 Нововоронежской АЭС. Затем в начале 1980-х годов была сооружена малая серия АЭС с ВВЭР-1000 (два блока на Калининской АЭС и два блока на Южно-Украинской АЭС). Каждый ГК малой серии состоял из двух РО с герметичными оболочками и общих ТО, ДЭ, ЭЭТУ, УСТ, СВО и вентиляционной трубы.

По сравнению с блоками РБМК-1000 особенностью компоновки ТО ВВЭР-1000 малой серии являлось наличие на блоке одного мощного турбогенератора с длиной вращающегося валопровода около 90 м.

В дальнейшем были разработаны два новых типа усовершенствованных турбоагрегатов со значительно укороченными валопро-

49

водами (Харьковского турбогенераторного завода – длиной 72 м и Ленинградского металлического завода – длиной 64 м), которые и вошли в проект унифицированных АЭС с реакторами ВВЭР-1000 (В-320). Кроме новых турбогенераторов, в унифицированном проекте В-320 исключены главные запорные задвижки, недостаточно надежно отключавшие при работе блока циркуляционные петли теплоносителя первого контура. В каждом блоке (рис. 2.14) есть отдельный ГК со своей вентиляционной трубой.

СВО, ХЖРО и ХТРО всех имеющихся на площадке блоков, УСТ, СББ и блок мастерских зоны возможного загрязнения сооружаются в отдельном здании специального корпуса, который также имеет свою вентиляционную трубу высотой 100 м. В моноблочных ГК унифицированного проекта В-320 убрали ДЭ и ЭЭТУ из совмещенной этажерки между РО и ТО и установили сбоку ТО, что приблизило паровпуск продольно расположенной турбины на 12 м к парогенераторам и повысило КПД блока. ТО и ДЭ размещены в здании каркасного типа размерами 121,5х57 м и высотой 42 м.

РО состоит из герметичной части, называемой гермооболочкой (ГО), и двух негерметичных частей: обстройки и фундаментной части (подробнее см. в п. 3.1). Центральный зал каждого реакторного отделения начинается с отметки 36,9 м и завершается сферическим герметичным сводом на высоте 67,5 м. По полу центрального зала над бетонной шахтой реактора, бассейнами перегрузки и выдержки перемещается роботизированный комплекс, выполняющий все операции с ядерным топливом. На отметке 45 м в ГО установлены по кругу консольные балки, на которых размещается круговой рельс, а по рельсу движется мостовой кран грузоподъемностью 400 т (рис. 2.15), наводящийся на любую точку пола центрального зала в полярных координатах.

По проекту В-320 сооружено и эксплуатируются 20 энергоблоков в России, Украине, Болгарии, Чехии, еще 4 подобных энергоблока находятся в состоянии монтажа. К концу 1990-х годов унифицированный проект В-320 с реакторами ВВЭР-1000 подвергся дальнейшей модернизации с целью еще большего повышения надежности оборудования. По новым проектам сооружаются в настоящее время два энергоблока в России (В-392Б) и пять энергоблоков за рубежом: в Иране (В-446), Китае (В-428) и Индии (В- 412).

50