диплом - копия

Тепловые потери в окружающую среду от поверхности определяются из следующего уравнения:

где Ri – термическое сопротивление отдельных элементов теплопередающей поверхности;

Fi – наружная поверхность отдельных элементов;

tповi – температура внутренней поверхности отдельных элементов, которая принимается равной температуре охлаждающейся среды.

Термическое сопротивление цилиндрической поверхности с отношением

Термическое сопротивление цилиндрической поверхности определяется из следующего уравнения:

Коэффициент теплоотдачи от поверхности теплоизоляции к окружающей среде определяется в общем случае из уравнения:

Конвективный коэффициент теплоотдачи определяется из следующих уравнений:

– для плоских стенок

– для цилиндрических стенок

где wо.с. – скорость окружающей среды (воздуха) принята равной 2 м/с.

Коэффициент теплоотдачи излучением определяется из уравнения:

где с – коэффициент излучения принимаем равным 0,35 Вт/(м2 К4) .

Ожидаемая температура поверхности изоляции не должна превышать

100 С, при этом величина л не будет превышать 0.5 Вт/(м2 К) и ей можно пренебречь.

Мощность электронагревателей, необходимая для поддержания номинальных параметров КО при постоянном впрыске, определяется из следующего уравнения:

где i и iвх – соответственно энтальпия насыщения воды в КО и энтальпия теплоносителя постоянного впрыска на входе в КО.

В режимах пуска и останова реактора концентрация борной кислоты в теплоносителе первого контура и КО, соответственно, уменьшается до пусковой и увеличивается до стояночной.

Зависимость изменения концентрации борной кислоты в КО при изменении концентрации борной кислоты в первом контуре определяется из системы уравнений:

где сподп.- концентрация борной кислоты в подпиточной воде, кг/кг;

Gвпр., Gподп. – расходы впрыска в КО и подпитки первого контура , кг/с. Масса теплоносителя в первом контуре m\т1=162,6 т;

Масса теплоносителя в КО mтко=14,3 т.

При пуске блока происходит вывод борной кислоты, т.е. сподп=0 г/кг и система уравнений приобретает вид:

Система уравнений (4.20) - (4.21) является системой дифференциальных уравнений второй степени с постоянными коэффициентами. Решение этой

Таблица 4.6. Результаты расчета суммарного расхода впрыска в КО по линии

расхолаживания и линии впрыска.

Результаты расчетов расхода впрыска в зависимости от степени открытия регулирующего клапана приведены на рис. П1.7. в приложении 1.

Из таблицы 4.5, 4.6. рис. П1.7 видно, что расход впрыска при изменении открытия регулирующего клапана от 50% до 100% изменяется всего на 7,1% при работе одной линии расхолаживания и на 2,4% при совместной работе линии расхолаживания и линии впрыска. При рассмотрении функционирования модернизированной системы впрыска, для оптимизации ее работы, ограничим степень открытия регулирующего клапана 50%, так как дальнейшее его открытие не эффективно.

В таблице 4.7. представлены результаты гидравлического расчета трубопровода впрыска и «дыхательных» трубопроводов. Все КГС приведены к скорости в трубопроводе диаметром 90 мм. Также в таблице 4.7. представлены результаты гидравлического расчета определения КГС дроссельной шайбы на байпасах Ду15 клапанов впрыска и приведены значения расхода постоянного впрыска в КО при различном количестве работающих ГЦН. Все КГС, за исключением оговоренных в таблице, приведены к скорости в трубопроводе диаметром 90 мм.

Результаты, представленные в таблице 4.7. также показаны на рис. П1.8. (приложение 1).

Из таблицы 4.7. и рис. П1.8. следует, что по одной линии впрыска обеспечивается расход впрыска теплоносителя в КО равный 43,9 т/ч. Указанные значения не превышают значения 80 т/ч (ограничение по расходу впрыска).

КГС дроссельной шайбы, установленный на байпасах клапанов впрыска для обеспечения постоянного расхода впрыска 0,4 – 0,5 т/ч при работе РУ на

номинальных параметрах и шести работающих ГЦН (клапаны впрыска на основных ветвях «гребенки» и регулирующий клапан на линии расхолаживания закрыты).

Из гидравлического расчета следует, что для обеспечения постоянного расхода впрыска теплоносителя 0,4 – 0,5 т/ч, КГС дроссельной шайбы,

приведенный к скорости в трубопроводе диаметром 13мм, равен 1740.

Таблица 4.7. Результаты гидравлического расчета трубопровода

впрыска и «дыхательных» трубопроводов.

Продолжение таблицы 4.7.

В режиме работы постоянного впрыска теплоносителя первого контура в КО при шести работающих ГЦН определялась мощность электронагревателей КО, необходимая для компенсации тепловых потерь в окружающую среду от трубопроводов впрыска и от КО, подогрева впрыскиваемого теплоносителя до температуры насыщения. Данные расчета приведены в Таблица 4.8.

Таблица 4.8. Расчет теплоизоляции системы впрыска

Указанная мощность составляет 88,4 кВт и не превышает допустимую,

которая не должна превышать суммарную мощность рабочих ТЭНов (180 кВт)

На рис. П1.9. (приложение 1) представлены зависимости концентрации борной кислоты в первом контуре и КО от времени при создании стояночной концентрации борной кислоты в плановом режиме расхолаживания блока. Расход впрыска равен 16,65 т/ч. Указанный расход определен из условия поддержания параметров «горячего» состояния (температура теплоносителя в первом контуре

265 С, давление теплоносителя в первом контуре 12,26 МПа) за счет работы всех групп электронагревателей КО.

Из зависимостей, представленных на рис. П1.9, видно, что через 5,4 часа с момента подачи в первый контур воды с концентрацией 40г/кг прекращается ее подача в первый контур, при этом концентрация борной кислоты равна:

впервом контуре – 12,16 г/кг;

вКО – 10,33 г/кг.

Дальнейшее выравнивание концентрации борной кислоты в первом контуре и КО производится за счет впрыска в КО теплоносителя из первого контура и через 3,2 часа концентрации борной кислоты в КО и первом контуре практически равны – 12 г/кг.

На рис П1.10. (приложение 1) представлены зависимости концентрации борной кислоты от времени в теплоносителе первого контура и КО при создании пусковой концентрации борной кислоты в плановом режиме разогрева. Расход впрыска равен 15,55 т/ч. Указанный расход определен из условия поддержания параметров РУ перед пуском (температура теплоносителя в первом контуре

260 С, давление теплоносителя в первом контуре 12,26 МПа) за счет работы всех групп электронагревателей КО.

Из зависимостей, представленных на рис П1.10. (приложение 1), видно, что через 4,4 часа с момента подачи в первый контур воды с нулевой концентрацией борной кислоты, концентрация борной кислоты равна:

втеплоносителе первого контура 8,94 г/кг;

вКО 9,56 г/кг.

Дальнейшее выравнивание концентрации борной кислоты в первом контуре и КО производится за счет впрыска и через 3,0 ч концентрация борной кислоты в первом контуре и КО практически равны – 9 г/кг.

Зависимость давления в КО от времени при работе системы впрыска в КО в течение 60с 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) представлена на рис. П1.11. (приложение 1)

Изменение параметров теплоносителя в КО и скорости расхолаживания в КО в плановом режиме расхолаживания РУ (скорость расхолаживания первого контура 30 С/ч) от времени приведена на рис. П1.12- П1.14. (приложение 1)

При параметрах «горячего» состояния концентрация борной кислоты в теплоносителе первого контура и КО доводится до 12 г/кг в течение 8,5 часов (в

работе шесть ГЦН). При этом расход впрыска в КО по линии расхолаживания определятся из условия поддержания этих параметров посредством подключения всех групп электронагревателей КО и составляет 16,65 т/ч. При расхолаживании до температуры теплоносителя в первом контуре (при работе шести ГЦН) 200 С

расход впрыска также составляет 16,65 т/ч. После достижения температуры теплоносителя в первом контуре 200 С отключается один ГЦН (работа на пяти ГЦН). При этом скорость расхолаживания в КО не превышает 30 С/ч при расходе впрыска по линии расхолаживания 18,4 т/ч. После достижения температуры теплоносителя в первом контуре 150 С отключается еще один ГЦН (работа на четырех ГЦН) и производится подготовка к водо-водяному режиму расхолаживания в течение 3,5 часов, при этом температура теплоносителя в первом контуре постоянна и равна 150 С. Скорость расхолаживания в КО не превышает 30 С/ч при расходе впрыска по линии расхолаживания 19,1 т/ч. Через

0,3 часа с момента начала подготовки к водо-водяному режиму расхолаживания температура теплоносителя в КО достигает 210 С и производится замена в КО паровой подушки на азотную при давлении 2 МПа. После окончания подготовки к водо-водяному режиму расхолаживания открывается КВ1 на линии впрыска, при этом расход впрыска составляет 33,2 т/ч. После достижения температуры теплоносителя 100 С отключается еще один ГЦН (работа на трех ГЦН), расход впрыска составляет 26,4 – 28,1 т/ч (таблица 4.7.). Таким образом, для обеспечения скорости расхолаживания до 30 С/ч при работе трех ГЦН необходимо использовать линии впрыска (таблица 4.7.).

4.1.4. Оценка влияния выполненной модернизации на надежность

системы впрыска в компенсатор объема

ОПБ–88/97 определяет набор основных функций безопасности: