Лекция № 3, 4

по дисциплине «Водно-химические режимы и химический контроль на АЭС»

учебная дисциплина

Тема: Водно-химические режимы второго контура двухконтурных АЭС

Цель: Рассмотреть водно-химические режимы второго контура.

ПЛАН:

1. Общие положения и принципы организации ВХР-2.

2. Гидразинно-аммиачный ВХР-2.

3. ВХР-2 с применением органических аминов.

4. Показатели качества рабочей среды второго контура.

5. Средства поддержания ВХР-2.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Хоршева М.И. Водоподготовка, спецхимочистка и химический контроль на АЭС. Севастополь. СИЯЭиП. 2000 г.

2. Т.Х. Маргулова, О.Н. Мартынова. Водные режимы тепловых и атомных электростанций. М. Высшая школа. 1987 г.

3. ГНД 95.01.06.02.002-04 «Водно-химический режим второго контура атомных электростанций с реакторами типа ВВЭР. Технические требования к качеству рабочей среды. Коррекционная обработка гидразин-гидратом, морфолином, гидроокисью лития»

1. Общие положения и принципы организации ВХР-2

С самого начала создания, а также в первый период эксплуатации атомных станций с ВВЭР, второй контур (парогенерирующий) рассматривался как контур обычной тепловой электростанции среднего давления. Поэтому к организации и нормированию водно-химического режима второго контура предъявлялись довольно скромные требования. При этом даже не считалось необходимым обессоливание турбинного конденсата.

Первыми о проблемах, возникающих во втором контуре, заявили американские специалисты. На ряде станций в США было зафиксировано межкристаллитное щелочное растрескивание труб парогенератора, изготовленных из инконеля-600. Первым делом, естественно, проверили сам конструкционный материал. Испытания не показали никаких отклонений, т.е. повреждения никак не были связаны с качеством материала для трубок парогенератора или конструкцией ПГ. И только тогда было заявлено, что причиной повреждений является плохое качество воды во II контуре, от которого не застрахован ни один конструкционный материал.

Этот пример еще раз говорит о том, что в такой сложной системе, как АЭС, нет участков, к которым можно было бы относиться недостаточно серьезно и внимательно. Безопасная и экономичная эксплуатация АЭС возможна только при совместном рассмотрении вопросов выбора материалов, разработки конструкции оборудования и организации водно-химического режима.

Основной особенностью второго контура ВВЭР является нали­чие фазового перехода рабочего тела из воды в пар в парогенераторе, и обратно из пара в воду в конденсаторе. Исходя из этого, имеет смысл условно разделить второй контур на два тракта:

• конденсатно-питательный, где рабочее тело находится в виде воды;

• паровой тракт, где рабочее тело находится в виде пара.

К основным элементам контура относятся (рис):

• парогенератор;

• паротурбинная установка (цилиндры высокого и низкого давления, сепараторы-пароперегреватели и др.);

• конденсационная установка;

• конденсатно-питательный тракт (конденсатные насосы, конденсатоочистка, деаэрационная установка, по­догреватели высокого и низкого давления).

Назначение водно-химического режима сводится к двум довольно важным и объемным целям:

1. Обеспечение надежной и бесперебойной работы действующего оборудования.

2. Обеспечение экономичности эксплуатации.

При достижении этих целей следует учитывать, что при использовании в качестве теплоносителя воды в контуре неизбежно возникнет ряд проблем.

Основные проблемы во втором контуре – образование отложений и коррозия конструкционных материалов.

Образование отложений в пароводяном тракте оказывает отрицательное влияние на работу, как основного, так и вспомогательного оборудования.

Все отложения характеризуются гораздо меньшими, по сравнению с металлами, коэффициентами теплопроводности (0,055,0 ккал/м·ч·⁰С против 40100 ккал/ м·ч·⁰С).

При загрязнении отдельных теплопередающих поверхностей отложениями снижаются коэффициенты теплопередачи, увеличивается шероховатость стенок, уменьшаются проходные сечения и, как следствие, увеличиваются потери на трение.

Все это при относительно невысоких температурах рабочей среды (ПНД, ПВД, конденсатор) сказывается лишь на экономических показателях работы оборудования.

При высоких же температурах рабочей среды (пароперегреватели, парогенераторы) наряду с ухудшением показателей экономичности образование отложений снижает и надежность работы оборудования. Коррозионные повреждения металла со стороны рабочей среды приводят к утончению теплопередающих трубок и, в конечном итоге, к их разрыву.

На останов, расхолаживание, удаление поврежденного участка, замену его новым и повторный пуск парогенератора требуется значительное время. Чем больше единичная мощность агрегата, тем больший экономический ущерб наносит его внеплановый останов.

Чтобы предотвратить аварийные остановы парогенераторов по указанным причинам, очевидно, нужно создавать условия, препятствующие как образованию отложений, так и коррозии металла.

Исходя из выше сказанного, можно сформулировать основные задачи в организации водно-химического режима второго контура.