диплом - копия

Рис.4.2. Принципиальная схема модернизированной системы впрыска в компенсатор объема 4 блока НВ АЭС

4.1.3. Теплогидравлический расчет модернизированной системы впрыска

вКО

4.1.3.1.Общие положения

В представленной дипломной работе приводится теплогидравлический расчет для реакторной установки В-179 4 блока Нововоронежской АЭС с модернизированной системой впрыска в компенсатор объема.

Целью данного расчета является определение основных характеристик модернизированной системы впрыска, необходимых для выполнения системой проектных функций в рассмотренных режимах нормальной эксплуатации.

Рассмотрены также некоторые аспекты надежности и прочности оборудования.

В расчете определены:

коэффициент гидравлического сопротивления дроссельных шайб на байпасах Ду15 клапанов впрыска, исходя из условия обеспечения требуемого расхода постоянного впрыска теплоносителя из первого контура в КО (0,4 1,5

т/ч) при шести работающих ГЦН и номинальных параметрах РУ;

величина расхода впрыска теплоносителя из первого контура в КО через любую из двух линий впрыска при различном количестве работающих ГЦН.

Указанная величина расхода должна быть не более 80т/ч;

расход постоянного впрыска в КО при различном количестве работающих ГЦН (6,5, 4 и 3);

мощность электронагревателей КО, необходимая для компенсации постоянного впрыска теплоносителя в КО и компенсации тепловых потерь в окружающую среду с оборудования и трубопроводов системы КО при шести работающих ГЦН и номинальных параметрах РУ. Требуемая мощность электронагревателей не должна превышать 180 кВт;

расход впрыска в КО по линии расхолаживания при открытии регулирующего клапана на 20, 50, 80, 100% полного открытия (при отключенных

двух линиях впрыска) при работе шести работающих ГЦН и номинальных параметрах РУ;

зависимость изменения концентрации борной кислоты в КО от времени при работе системы впрыска и соответствующих изменениях концентрации борной кислоты в первом контуре при создании пусковой и стояночной концентрации борной кислоты в плановых режимах, соответственно, пуска и расхолаживания;

зависимости давления в КО от времени при работе системы впрыска в КО в течении 60 с. при параметрах «горячего» состояния РУ (температура теплоносителя в первом контуре 265 С, давление теплоносителя в первом контуре 12,26 МПа) и различном количестве работающих ГЦН (6,5,4 и 3);

параметры теплоносителя в КО, расход впрыска в КО и скорость расхолаживания КО в плановом режиме расхолаживания КО совместно с первым контуром (скорость расхолаживания 30 С/ч) при выполнении требований со стороны РУ и КО по изменению температуры и давления;

вероятность отказа системы впрыска до и после модернизации;

4.1.3.2.Исходные данные для теплогидравлического расчета системы впрыска в КО

Трассировка и геометрические размеры трубопроводов впрыска теплоносителя из первого контура в КО представлены в приложении 1 на рис. П1.1. Трассировка и геометрические размеры «дыхательных» трубопроводов №1 и 2, соединяющих КО с «горячей» ниткой петли №1 ГЦТ, представлены в приложении 1 на рис. П1.2 и рис. П1.3.

В штуцерах впрыска на «холодной» нитке петли №1 ГЦТ установлены ограничительные вставки, предназначенные для ограничения течи из ГЦТ до эквивалентной Ду 32 мм при разрыве трубопровода впрыска.

Технические характеристики оборудования и систем первого контура представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Характеристики оборудования и систем первого контура

количестве работающих циркуляционных петель приняты в соответствии с [1]

представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Номинальные параметры реакторной установки

В теплогидравлическом расчете приняты следующие значения КГС

элементов системы впрыска в КО (приведенные к скорости в трубопроводе) [2]:

Теплоизоляция КО, трубопроводов впрыска и «дыхательных» трубопроводов выполнена матами из базальтового супертонкого волокна в ткани КТ-11. Маты покрыты алюминиевым листом толщиной 0,8 мм.

Толщина матов:

покрытие КО и «дыхательных» трубопроводов – 80 мм;

покрытие трубопроводов впрыска – 40 мм.

Требования со стороны реакторной установки к проведению плановых режимов разогрева и расхолаживания следующие:

1) скорость разогрева и расхолаживания реактора:

–не более 10 С/ч при температуре теплоносителя менее 190 С;

–не более 20 С/ч при температуре теплоносителя более 190 С;

ПГ, КО – не более 30 С/ч;

2) давление в первом контуре должно поддерживаться в пределах:

максимально допустимое – в соответствии с рис. П1.4. (приложение 1);

минимально допустимое – обеспечивающее запас до вскипания теплоносителя не менее 10 С;

3)скорость повышения и сброса давления в первом контуре не должна превышать 2,94 МПа (30кгс/см2) в мин;

4)разность между температурой воды в КО и температурой впрыскиваемой воды не более 100 С;

5)разность между температурой воды в КО и средней температурой теплоносителя первого контура не более 80 С;

6)в зависимости от температуры теплоносителя первого контура количество ГЦН в работе должно быть:

не более пяти при температуре теплоносителя ниже 200 С;

не более четырех при температуре ниже 150 С;

не более трех при температуре ниже 100 С.

Создание стояночной концентрации борной кислоты (0,012 кг Н3ВО3 на 1 кг воды) и пусковой концентрации (0,009 Н3ВО3 кг на 1 кг воды) в первом контуре производится при температуре 260 С.

4.1.3.3. Методика расчета Расходы теплоносителя по тракту впрыска (по линиям впрыска и линии

расхолаживания) обеспечивается перепадом давления (Р1 Р2). Этот перепад имеет значение, зависящее от количества работающих ГЦН.

Величина расхода теплоносителя по линии впрыска определятся из условия равенства гидравлического сопротивления тракта впрыска располагаемому напору с учетом весов столбов жидкости и описывается следующим уравнением:

Гидравлическое сопротивление участков тракта впрыска определяется из следующих уравнений, записанных в общем виде:

рис. П1.5.

Рассмотрим трубопровод впрыска в КО из '' холодной'' нитки №1

(рис. П1.1. в приложении 1).

Величина впр определяется количеством плавных поворотов на 90 (11шт.), КГС ограничительной вставки ов и разбрызгивающего устройства в КО

равен пл. п. =1,012. разбр=9,72.

Длина трубопроводов впрыска от ''холодной'' нитки до КО lвпр.=48 м.

Коэффициент гидравлического трения определен по формуле:

Гидравлическое сопротивление ''гребенки'' впрыска определяется количеством открытых линий впрыска и степенью открытия регулятора на линии расхолаживания (рис. П1.5. в приложении 1).

Величина гр определяется количеством плавных поворотов на 90и КГС регулятора расхолаживания рр Ду 80 и клапана впрыска Ду 100 ( =4,9) и

запорной арматуры Ду 80 ( =5,37) и Ду 100 ( = 4,9).

Размеры гребенки впрыска указаны на рис. П1.6. (приложение 1).

Таблица 4.3. Результаты расчета гребенки впрыска

Гидравлическое сопротивление дыхательных трубопроводов, соединяющих КО с ''горячей'' ниткой ГЦК определяется следующей системой уравнений:

КГС дроссельной шайбы линии постоянного впрыска (трубопровод диаметром Ду 15) при шести работающих ГЦН (клапаны впрыска на линиях впрыска и регулирующий клапан на линии расхолаживания закрыты)

определяется из решения системы уравнений, состоящей из уравнения (4.1) и

следующих уравнений:

где 1, 2 – КГС линий 1 и 2 постоянного впрыска (сумма местных сопротивлений

исопротивлений трения)

Всоответствии с расчетной схемой тракта впрыска в КО (рис. П1.5. в

приложении 1) Р1 есть давление в ''холодной'' нитке ГЦТ в месте присоединения

трубопровода впрыска, а Р2 есть давление в ''горячей'' нитке ГЦТ в месте

присоединения дыхательных трубопроводов.Р1, Р2 определяются следующими уравнениями:

Р1=РI+ Раз+ Рвх р- Рхол;

Р2=РI- Рвых р- Ргор;

Т. о. Р1-Р2= Раз+( Рвх р- Рвых р)+( Рхол - Ргор),

где Раз– потери давления на активной зоне, включая потери давления в опускном кольцевом канале между корпусом и шахтой реактора и потери при движении

теплоносителя через днище шахты реактора, т. е. Раз есть перепад на АЗ,

который замеряется штатными системами контроля реактора( датчики давления в реакторе ВВЭР–440 расположены перед выходными/входными патрубками Ду

500);

( Рвх р- Рвых р)=0, считая потери во входном и выходном патрубках Ду 500

одинаковыми( вх р=0,8, вых р=0,79); ( Рхол - Ргор)=0, считая потери по длине от входного патрубка реактора до

трубопровода впрыска и от выходного патрубка до дыхательных трубопроводов одинаковыми(Lхол= 3 м, Lгор=5 м).

Р1-Р2= Раз Расходы по линиям постоянного впрыска при работе различного количества

подключенных ГЦН (6, 5, 4 и 3) определяются из решения системы уравнений

(4.1)–(4.7). (Р1 Р2) имеет значение, зависящее от количества работающих ГЦН,

так как изменяется величина Раз. Значения Раз определено в расчете [2] и

представлены в таблице 4.4.:

Таблица 4.4. Потери давления на реакторе при работе различного количества ГЦН, МПа