БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Энергетический

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ АЭС

Составители:

ст. преп. Зеленин Д.С.

ассистент Денисов С.М.

Рассмотрено и утверждено

на заседании Совета энергетического факультета «25» мая 2017 г.,

протокол № 9

Перечень материалов

1.Теоретический раздел:

«Наладка и эксплуатация оборудования АЭС» - курс лекций;

2.Практический раздел:

Инструкция по эксплуатации БЗОК и БРУ-А (схема 5.3.П.ГЗ) № 5.3. БЗОК, БРУ-А. ИЭ;

Инструкция по эксплуатации системы деаэрирования питательной воды ТЦ-5 блока НВ АЭС (схема 5.3.ВП.ГЗ) № 5.3.ВПД.ИЭ;

Инструкция по эксплуатации оборудования и систем пароэжекторной машины 16Э.ТО (схема № 5.3.ПЭМ.ГЗ) №5.3.ПЭМ.ИЭ;

3.Контроль знаний:

«Наладка и эксплуатация оборудования АЭС» - перечень вопросов, выносимых на зачет;

4.Вспомогательный раздел:

«Наладка и эксплуатация оборудования АЭС» - типовая учебная программа для учреждения высшего образования.

Пояснительная записка

Учебная программа по учебной дисциплине «Наладка и эксплуатация АЭС» разработана для специальности 1-43 01 08 «Паротурбинные установки атомных электрических станций».

Целью изучения учебной дисциплины является подготовка специалистов по вопросам эксплуатации и наладки основного и вспомогательного оборудования атомных электрических станций (АЭС).

Основными задачами преподавания учебной дисциплины являются получение студентами знаний по теории переменных режимов работы АЭС, необходимых для инженерной деятельности, связанной с эксплуатацией тепловых электростанций, оптимизацией режимов работы энергетического оборудования, снижением топливных затрат.

Учебная дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении таких дисциплин как: «Атомные электрические станции», «Режимы работы ТМО АЭС», «Турбины АЭС», «Вспомогательное оборудование АЭС», «Парогенераторы АЭС», «Ядерные энергетические реакторы». Изучение этой дисциплины формирует у студентов комплекс знаний и понимание конструкции оборудования АЭС, технологических схем, а также основ эксплуатации энергетического оборудования АЭС.

Знание курса «Наладка и эксплуатация АЭС» поможет студентам при прохождении преддипломной практики, подготовке к государственному экзамену, написании и защите дипломного проекта.

1. Теоретический раздел

Раздел 1. Условия работы АЭС в энергосистемах

1.1 Энергетические системы

Тепловые, атомные, гидравлические и другие электростанции в своей совокупности вместе с разветвлённой электрической сетью образуют особую отрасль промышленности – энергетику, составной частью которой является электрическая энергия. В некоторых случаях энергетические установки электростанций имеют многоцелевой характер. Так, теплоэлектроцентралями помимо электрической энергии отпускается также теплота требуемого потенциала, используемая для теплоснабжения населенных пунктов или для промышленных нужд. Энерготехнологическими установками тепловых электростанций за счет газификации твердых топлив производится газообразное топливо или другие химические продукты, применяемые в различных областях народного хозяйства. В реакторах энергоблоков АЭС нарабатывается вторичное ядерное горючее.

По территориальному принципу электрические станции, устройства, потребляющие электрическую энергию, и соединяющая их электрическая сеть объединяются в районные энергосистемы, связанные между собой межсистемными линиями электропередачи. Районные энергосистемы определенного региона образуют его объединенную энергосистему. К числу объединенных энергосистем относятся системы Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала, Северного Кавказа, Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока. Совокупность этих энергосистем образует Единую энергетическую систему страны. Суммарную мощность входящих в нее электростанций превышает 200 млн кВт, что составляет почти 95% мощностей всех электростанций станы. Единая энергетическая система России связана межсистемными линиями электропередачи с энергосистемами других стран. Оперативное руководство электростанциями объединенными диспетчерским управлением (ОДУ), а Единой энергетической системы страны – Центральным диспетчерским управлением (ЦДУ). Оперативное подчинение АЭС диспетчерским управлениями определяется специальной инструкцией.

Межсистемные связи соединяют между собой отдельные районные энергосистемы, среди которых можно выделить передающие, приемные и транзитные. Выработка электроэнергии в передающей (избыточной) энергосистеме превышает местное потребление. Избыточная энергия систем по межсистемным связям передается другим энергосистемам. В приемной (дефицитной) энергосистеме местная выработка электроэнергии меньше ее потребления. Недостающее количество электроэнергии поступает из других систем. Наиболее распространенная группа энергосистем – транзитные

энергосистемы, которые одновременно получают электроэнергию от одних систем и передают ее другим. По отношению к энергосистемам, из которых транзитная система получает электроэнергию, она является приемной, а по отношению к системам, которым она отдает энергию, - передающей. Для некоторых из таких систем (например, район Северного Казахстана) проходящие через них или параллельно им потоки энергии соизмеримы с большой местной выработкой электроэнергии. В Европейской части страны к передающим относится, в частности, энергосистема Северо-Запада, а к приемным – энергосистемы Центра и Юга. Большинство энергосистем восточных районов относится к передающим.

Следует, конечно, иметь в виду, что приведенная выше классификация энергосистем не является абсолютной. Некоторые из энергосистем, являющиеся приемными в дневные часы, ночью становятся вынужденно передающими. Это обусловлено неблагоприятными характеристиками установленного на их электростанциях оборудования, мощность которого изза имеющихся ограничений не удается снизить в той мере, в какой уменьшается в ночные часы потребления электроэнергии.

1.2 Графики электрических нагрузок

Неравномерность электрических нагрузок. До настоящего времени не решена задача создания достаточно емких электрических аккумуляторов, которые были бы способны накапливать энергию, вырабатываемую тепловой или атомной электростанцией, например, за несколько часов ее работы, хотя поиски в этом направлении ведутся интенсивно. Поэтому в современных условиях производство электрической энергии в каждый момент времени должно соответствовать ее потреблению. Потребление же электроэнергии существенно меняется во времени.

В суточном графике электрическим нагрузок в энергосистеме (рисунок 1.1) можно выделить базовую, полупиковую и пиковую области. В пределах базовой области, ограниченной сверху ординатой, соответствующей минимальной суточной (ночной) нагрузке, потребляемая мощность ̅ не меняется в течении суток. Пиковые области, соответствующие утреннему и вечернему пикам нагрузки длительностью по 3-4 ч, ограничены снизу ординатой, соответствующей минимальной дневной нагрузке. Между ними располагается полупиковая область протяженностью 16-18 ч.

Основными показателями, характеризующими графики электрических нагрузок, являются коэффициент неравномерности

сут = ,

Представляющий собой отношение минимальной суточной нагрузки

к максимальной , и коэффициент заполнения

з = ∫ ,

0

где P – текущая нагрузка, соответствующая произвольному моменту времени t; τ – продолжительность суток.

Рисунок 1.1 - Суточный график нагрузки энергосистем (τ – часа суток)

Коэффициент заполнения представляет собой отношение площади под кривой графика нагрузок к площади под ординатой, соответствующей максимальной суточной нагрузке. Последняя из этих площадей характеризует электроэнергии, которая была бы выработана при максимальной загрузке оборудования в течении суток. Площадь под кривой фактического графика нагрузок характеризуется действительно выработанное количество электроэнергии.

График нагрузок выходных дней существенно отличаются от аналогичных графиков рабочих дней (рисунок 1.2). Также можно проследить сезонные изменения графиков электрических нагрузок.

Рисунок 1.2 - Суточные графики нагрузок энергосистемы повышенной неравномерности

1 - Рабочий день декабря; 2 – рабочий день июля; 3 – выходной день декабря; 4 – выходной день июля; τ – часы суток.

Коэффициенты неравномерности графиков электрических нагрузок по отдельным энергосистемам существенно различаются. При среднем значении этого коэффициента по Единой энергетической системе страны около 78% в 1985 г. для энергосистем Сибири, Урала и Казахстана с большой долей промышленности непрерывного производства (металлургическая, химическая и пр.) характерны весьма плотные графики нагрузок со значениями сут, приближающимися к 86-90%; наиболее неравномерны графики нагрузок Центра и особенно Северо-Запада, где сут меньше 70%, а в отдельных районных энергосистемах еще ниже. Доля остропиковой нагрузки составляет 7-10% максимальной мощности, продолжительность ее 3-4 ч в сутки (до 1000 ч в год). В выходные дни остропиковая нагрузка значительно меньше, чем в рабочие. Основная часть переменной области графиков – полупиковая

нагрузка, достигающая в отдельных энергосистемах 25-30% максимальной при продолжительности 16-18 ч в сутки. В последние годы специально принятыми мерами по ограничению энергопотребления а энергосистемах с повышенной неравномерностью удалось приостановить рост неравномерности и даже в некоторой мере снизить ее. Однако и после этого неравномерность нагрузок остается весьма высокой.

Распределение нагрузок между электростанциями и энергетическими агрегатами. Практически в любой момент времени в энергосистеме, насчитывающей очень большое число составных элементов, включается или выключается тот или иной потребитель, генератор или линия электропередач. Это непрерывно нарушает баланс между выработкой электроэнергии и ее потребителем, т.е. энергосистема как объект управления, по существу, не имеет установившегося режима. Основная задача управления энергосистемой состоит в том, чтобы приводить суммарную выработку электроэнергии в соответствие с непрерывно меняющимся потреблением.

Как правило, в энергосистемах находится в эксплуатации большое число не однотипных агрегатов с различными энергетическими характеристиками. Для любого значения суммарной мощности, потребляемой в энергосистеме, существует единственное распределение нагрузок, обеспечивающее наивысшую экономичность выработки электроэнергии по энергосистеме в целом при безусловном сохранении надежности оборудования. Отступления от этого оптимального распределения нагрузок могут привести к значительному снижению экономичности. Поэтому в конечном счете задача управления энергосистемой сводится к оптимальному распределению суммарной мощности между электростанциями, а на них – между отдельными агрегатами. Эта задача решается в несколько этапов. Отделы, занимающиеся оперативным планированием режимов работы энергосистемы, на основе изучение статистических материалов по потреблению электроэнергии за прошедший период, планов работы различных предприятий, потребляющих электрическую энергию, а также фактических данных по состоянию находящегося в работе энергооборудования разрабатывают на каждые предстоящие сутки график предполагаемого изменения во времени нагрузки, потребляемой в энергосистеме. Для покрытия нагрузок, определяемых этим графиком, разрабатываются плановые графики работы электростанции, выдаваемые последним в виде планового задания.

Заданная мощность для каждой электростанции устанавливается службой оперативного диспетчерского управления энергосистемы или управляющей вычислительной машиной автоматизированной системы оперативного диспетчерского управления. Общестанционная мощность