Главные циркуляционные насосы

Главные циркуляционные насосы (ГЦН) типа ГЦН-195М предназначены для создания принудительной циркуляции теплоносителя в первом контуре РУ. Циркуляция теплоносителя обеспечивает отвод тепла от активной зоны реактора и передачу теплоты в парогенераторах теплоносителю второго контура. ГЦН несут дополнительную функцию обеспечения циркуляции теплоносителя на выбеге при различных авариях с обесточиванием, что позволяет осуществлять плавный выход на режим естественной циркуляции, который обеспечивает надежное охлаждение активной зоны реактора.

Нормальное функционирование ГЦН основывается на режиме длительной параллельной работы в контуре четырех ГЦН при нормальных параметрах теплоносителя. Допускается длительная эксплуатация ГЦН в составе первого контура при отключении одного, двух и трех работающих ГЦН.

На каждом энергоблоке с реактором ВВЭР-1000 установлено четыре ГЦН, каждый из которых совместно с главными циркуляционными трубопроводами Ду 850 и парогенераторами составляют петлю главного циркуляционного контура. ГЦН размещаются в ГО, установлены на «холодных» нитках циркуляционного трубопровода первого контура и подают охлажденный в парогенераторах теплоноситель в реактор.

На рисунке 6.1.3 показано расположение ГЦН в петле.

Рисунок 6.1.3 – Расположение ГЦН в петле

ГЦН-195М - вертикальный, центробежный, одноступенчатый насос с блоком торцового уплотнения вала, консольным рабочим колесом, осевым подводом перекачиваемого теплоносителя, выносным электродвигателем.

Отличительной особенностью ГЦН такого типа является наличие механического (торцевого) уплотнения вращающегося вала, что обеспечивает значительное преимущество по сравнению с герметичными насосами.

Все насосы вертикального исполнения, имеют герметичный силовой корпус («улитку») для подвода и отвода перекачиваемого теплоносителя.

Структурная схема ГЦН включает в себя: приводной электродвигатель, подшипниковые опоры с системой смазки, уплотнение вращающегося вала с системой подачи запирающей воды и охлаждения, проточную часть.

На рисунке 6.1.4 представлен общий вид ГЦН-195М.

1 – «улитка» насоса, 2 – биологическая защита, 3 – перекрывающее биологическое кольцо, 4 – нижняя проставка, 5 – торсионная муфта, 6 – электродвигатель, 7 – маховик, 8 – верхняя проставка, 9 – кронштейн, 10 – шаровая опора, 11 – выемная часть.

Рисунок 6.1.4 – Общий вид главного циркуляционного насоса

Системы, обеспечивающие работу гцн

На рисунках 6.1.5 – 6.1.8 показаны принципиальные схемы обвязки ГЦН энергоблоков 1-4.

К системам, обеспечивающим работу ГЦН относятся: система автономного контура; система уплотняющей воды; система промконтура; система технической воды; система дистиллята; системы маслоснабжения.

Система автономного контура предназначена для охлаждения и смазки нижнего радиального подшипника ГЦН.

Вспомогательное колесо (насос вспомогательного контура), установленное на валу ГЦН, обеспечивает прокачку воды по автономному контуру (полость теплового экрана ГЦН: теплообменник автономного контура, охлаждаемый водой промконтура, - нижний радиальный подшипник ГЦН, в результате чего охлаждённая вода смазывает и охлаждает подшипник и снова проходит в полость теплового экрана.

В случае обесточивания ВЦЭН или прекращения подачи воды промконтура возможна подача в автономный контур запирающей воды от системы подпитки-продувки первого контура.

Система уплотняющей воды служит для подачи воды в узел уплотнения ГЦН с перепадом на 5-8 кгс/см² большим, чем давление на напоре ГЦН.

Уплотняющая вода подается насосом системы подпитки на блок уплотнения через гидроциклон грубой очистки, бак-накопитель, теплообменник уплотняющей воды, гидроциклон тонкой очистки и регулируется регулирующим клапаном.

Трубопровод отвода организованных протечек уплотняющей воды выполнен в виде гидрозатвора высотой 15 м и снабжён открытым воздушником для срыва сифона. Гидрозатвор служит для подпора слива уплотняющей воды. Граничная арматура на отводе организованных протечек уплотняющей воды.

В случае нарушения подачи уплотняющей воды системой подпитки-продувки в блок уплотнения в качестве уплотняющей подаётся вода из напорного трубопровода СВО-1 (вода первого контура), которая проходит через накопитель, холодильник, гидроциклон тонкой очистки и поступает в блок уплотнения.

Разделительная ступень уплотнения в этом случае работает так же, как и в нормальном режиме. Так как такой режим работы системы уплотняющей воды связан с дополнительным притоком тепла, длительность его не должна быть более 30 минут.

Система промконтура служит для отвода тепла от ГЦН и создания теплового барьера, препятствующего распространению теплового потока по валу.

Водой промконтура охлаждаются:

1. холодильник уплотняющей воды (для энергоблоков 3, 4 (расход воды не менее 40 м³/ч);

2. холодильник автономного контура (для блока 3,4 (расход воды не менее 40 м³/ч);

3. корпус узла уплотнения ГЦН (расход воды не менее 3 м³/ч);

4. электромагнит (расход воды ~1 м³/ч).

Система технической воды группы «В» служит для охлаждения:

1. воздухоохладителя электродвигателей ГЦН-195М;

2. маслоохладителей (могут также охлаждаться системой технической воды ответственных потребителей ).

Для отмыва отложений кристаллического бора, образующегося вследствие протечек борированной уплотняющей воды на концевых ступенях уплотнений ГЦН, служит система дистиллята, вода из которой подается в камеру, расположенную за концевой ступенью уплотнения. Слив отмывочной воды и безнапорных протечек уплотняющей воды производится в трап системы спецканализации. На энергоблоке 4 предусмотрена дополнительно система подачи дистиллята на отмывку концевых ступеней уплотнения ГЦН - TH, которая при нормальной эксплуатации находится в резерве. Слив отмывочной воды и безнапорных протечек уплотняющей воды производится в трубопровод системы ТН.

Системы маслоснабжения предназначены для смазки и охлаждения главных опорно-упорных подшипников, верхних и нижних подшипников электродвигателей турбинным маслом (Тп-22С).

Для аварийного слива масла с ГЦН в случае закрытия локализующей арматуры на сливе ГЦН предусмотрены баки, расположенные в ГО. Для слива масла с примесями, накапливающегося в поддонах ГЦН (в основном при проведении ремонтных работ и при протечках через соединения трубопроводов масла) в кольцевом коридоре ГО на отметке 19,2 расположены баки слива масла из поддонов ГЦН.

Рисунок 6.1.5 – Принципиальная технологическая схема обвязки ГЦН для энергоблока 1

Рисунок 6.1.6 – Принципиальная технологическая схема обвязки ГЦН для энергоблока 2

Рисунок 6.1.7 – Принципиальная технологическая схема обвязки ГЦН для энергоблока 3

Рисунок 6.1.8 – Принципиальная технологическая схема обвязки ГЦН для энергоблока 4

Технические данные главных циркуляционных насосов ГЦН-195М приведены в табл. 6.1.6.

Таблица 6.1.6 – Характеристика ГЦН

Наименование показателей	Величина
Производительность, м3/ч	20000
Температура теплоносителя, С	300
Давление на всасе, кгс/см2	156
Расчетное давление на плотность, кгс/см2	180
Расчётная температура, °С	350
Напор, кгс/см2	6,750,25
Скорость вращения, об/мин	1000
Потребляемая мощность при работе на горячей воде, кВт	5300
Потребляемая мощность при работе на холодной воде, кВт	7000
Давление на всасе сверх упругости паров (на всех режимах работы АЭС), кгс/см2, не менее	10
Направление вращения вала ГЦН-195, если смотреть сверху	Против часовой стрелки
Организованные протечки уплотняющей воды после основных ступеней уплотнения (на всех режимах работы АЭС), м3/ч, не более	1,2
Суммарный свободный слив уплотняющей воды и воды отмывки бора после концевой ступени уплотнения (на всех режимах работы АЭС), м3/ч, не более из них уплотняющей воды, м3/ч	0,10-0,25 0,05
Протечки уплотняющей воды в первый контур (на всех режимах работы АЭС), м3/ч, не более	0,75
Общая подача уплотняющей воды на уплотнение при любом повышении давления (на всех режимах работы АЭС), м3/ч, не более	2,0
Превышение давления уплотняющей воды над давлением в линии нагнетателя ГЦН, кгс/см2	5-8
Температура уплотняющей воды, С, не более	70
Избыточное давление на линии отвода уплотняющей воды, кгс/см2	0,5-2,5
Количество механических примесей в уплотняющей воде, г/л	0,03
Размер частиц механических примесей в уплотняющей воде (на всех режимах работы АЭС), мкм, не более	100
Подача масла на смазку ГЦН, м3/ч в том числе на электродвигатель, м3/ч	26,5-28,5 5-6
Температура масла на входе в упорный подшипник, °С Оптимальная температура, °С	20-46 32-36
Давление масла в полости упорного подшипника, кгс/см2	0,60-1,25
Гидравлическое сопротивление промконтура, кгс/см2, не более Расход воды промежуточного контура, не менее, м3/ч	2,5 40
Температура воды промконтура на входе, С, не более Давление воды в промконтуре, кгс/см2, не более	40 6
Суммарный расход технической воды на ГЦН, м3/ч, не менее, в том числе: 1) на электродвигатель, м3/ч; 2) на маслоохладитель, м3/ч	480,0 70,04 100,02
Температура технической воды на входе С, не более	33
Гидравлическое сопротивление контура технической воды, не более, кгс/см2, в том числе: 1) электродвигателя, кгс/см2; 2) маслоохладителя, кгс/см2	6 0,5 1,5
Давление в системе технической воды АЭС, кгс/см2, не более	6
Расход дистиллята на отмывку концевой ступени от отложений бора, м3/ч	0,1-0,2
Давление дистиллята на отмывку концевой ступени уплотнения, в пределах, кгс/см2	2-6
Температура дистиллята перед узлом уплотнения, С	15-60
Номинальное напряжение постоянного тока для питания электромагнита разгрузки упорного подшипника ГЦН, В	220
Мощность, потребляемая электромагнитом, кВт	3