Balakovskaya - Системы безопасности РО

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

72

она должна допускать возможность опробования (поканально) при работе блока на мощности и при этом не терять своих функциональных свойств; она должна обеспечивать в аварийной ситуации подачу

борного раствора в первый контур не позднее чем через 35 - 40 секунд с момента достижения давления в первом контуре 90 кгс/см2 от насоса аварийного ввода бора высокого давления;

она должна иметь тpехканальную стpуктуpу, т.е. соответствовать стpуктуpе остальных систем безопасности .

В соответствии с требованиями единичного отказа и не обнаруженного отказа система аварийного ввода бора выпо лнена из трех идентичных каналов, каждый из которых может выполнят ь назначение всей системы. Таким образом, степень резервиро вания равна двум. Такая степень резервирования достаточна для выполнения функций системы при сочетаниях повреждений, определенных в ОПБ, поэтому отказ в одном канале не привод ит к потере функциональных свойств системы.

Система аварийного ввода бора является защитной системо й безопасности и относится к 1 категории сейсмостойкости. Пространственное разделение каналов с установкой стен и перекрытий, огнестойкостью не менее 1,5 часа, и наличие сист емы АУПТ кабельных помещений позволяет сохранять работоспо собность системы при пожаре в одном из каналов. Все оборудование и трубопроводы выполнены по 1 категории сейсмостойкости и рассчитаны на МРЗ, что обесп ечивает

выполнение системой своих функций при МРЗ.

Краткое описание подсистемы TQ13(23,33)

1 - бак аварийного запаса раствора борной кислоты TQ13B01

2 - мехфильтр TQ13N01

3 - насос TQ13Д01

4 - гермооболочка

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

73

Всасывающие, напорные трубопроводы и трубопроводы рециркуляции насосов аварийного ввода бора выполнены из стали 08Х18Н10Т.

На всасывающих трубопровода установлены предохранитель ные клапаны TQ13(23,33)S02, защищающие эти трубопроводы от недопустимого повышения давления. Давление срабатывани я клапанов - 5,5 кгс/см2.

На напорных трубопроводах внутри гермозоны установлены по два быстродействующих вентиля (на блоке N0 4 - только один), далее по ходу установлено 4 обратных клапана (на блоке N0 4 - только два), объединенных попарно-параллельно, каждая пара обратных клапанов имеет байпас, выполненный из трубопровода Ду15 с дроссельной шайбой и двумя ручными вентилями.

Назначение байпаса:

проведение контроля плотности пары обратных клапанов; прогрев напорного трубопровода до температуры гидроиспытаний.

Для отвода возможных протечек через обратные клапана из п олости между быстродействующими вентилями выполнен дренаж в си стему оргпротечек, снабженный дроссельной шайбой TQ13(23,33)E03 и электроприводным вентилем TQ13(23,33)S09.

На напорном трубопроводе насоса TQ13(23,33)D01 установлена дроссельная шайба TQ13(23,33)E02 для обеспечения надежной работы насоса при снижении давления в первом контуре ниже 40 кгс/см2. Указанная шайба обеспечивает работу насоса в рабочей части характеристики при любых противодавлениях в 1 конту ре, вплоть до 1 кгс/см2, что позволяет использовать насос в аварийных ситуациях и при давлениях менее 15 кгс/см2.

Имеется линия рециркуляции с арматурой TQ13(23,33)S05,06 на бак TQ13(23,33)B01, обеспечивающая опробование насоса и его работу в режиме ступенчатого пуска и аварийных ситуациях, когда от сутствуют технологические условия на подачу борного раствора в 1 ко нтур. Арматура на линии рециркуляции управляется автоматичес ки по технологическому параметру (расходу насоса), обеспечива я работу насоса в рабочей части характеристики.

Обратные клапаны, баки аварийного запаса бора и оперативн ая арматура находятся в герметичной части защитной оболочк и, остальное оборудование системы располагается в негерме тичной части.

Напорные трубопроводы насосов TQ13(23,33)D01 объединяются с трубопроводами от TQ14(24,34)D01 соответственно и врезаются:

от TQ13D01 - в холодную нитку петли N01;

от TQ23D01 - в холодную нитку петли N04;

от TQ33D01 - в холодную нитку петли N03.

Врезка напорных трубопроводов аварийного ввода бора Dy150 вс ех трех СБ в холодные нитки петель выполнена с установкой су жающих устройств TQ13,23,33H01, ограничивающих утечку из первого контура в случае разрыва указанных напорных трубопроводов.

Каналы аварийного ввода бора TQ13(23,33) обеспечивают подачу в реактор раствора борной кислоты в начале концентрацией 40 гр/кг из баков TQ13(23,33)B01 объемом 15 м3, а после их опорожнения - раствора бора с концентрацией 16 гр/кг из бака-приямка герметичной оболочки ГА-201 объемом 680 м3.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

74

Описание оборудования группы аварийного ввода бора высокого давления

Насосный агрегат аварийного ввода бора TQ13(23,33)D01

1 - электродвигатель

2 - зубчатая муфта

3 - насос

4 - фундамент

5 - анкерный болт

Для обеспечения безопасности эксплуатации и облегчения сборки и разборки насоса применена двухкорпусная конструктивная схема, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционны ми секционными насосами. Насос изготавливается из материал ов, допускающих его работу на воде с добавками борной кислоты , едкого кали и механических примесей.

Насос - центробежный, восьмиступенчатый, горизонтальный, двухкорпусной, с секционным внутренним корпусом. Насос изготавливается в сейсмостойком исполнении.

Базовыми деталями являются кованый цилиндрический нару жный корпус со входным и напорным патрубками, направленными вертикально вверх, и напорная крышка, которые центрируютс я между собой на заточке. Корпус насоса опирается на плиту четырьмя лапами, расположенными в горизонтальной плоскости, прохо дящей ниже оси насоса. На заточках напорной крышки и наружного корпуса центрируется внутренний корпус.

Проточная часть насоса состоит из подвода, рабочих колес, посаженных на вал по плотной посадке, направляющих аппара тов, запрессованных в секции. Стыки высокого давления между наружным и внутренним корпусами, наружным корпусом и напорной крышкой уплотняются обжатыми металлическим прокладками. Герметичность стыков секций обеспечиваетс я за счет металлического контакта уплотняющих поясков. Дополните льно в стыках секций установлены уплотнительные резиновые кол ьца.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

Характеристика насоса ЦН 150-110 при n=2970 об/мин.

76

Внутренний корпус фиксируется в наружном корпусе от проворачивания цилиндрическим штифтом. Напорная крышка притягивается к наружному корпусу шпильками. К напорной к рышке прикреплена подушка гидропяты.

Рабочие колеса совместно с направляющими аппаратами и секциями, стянутыми шпильками, образуют внутренний корпу с, который устанавливается в наружный корпус. Между рабочим и колесами и секциями расположены щелевые уплотнения.

Конструкция насосов ЦН 150-110 предусматривает в качестве концевых уплотнений ротора установку взаимозаменяемых одинарных торцевых или сальниковых уплотнений. В качеств е концевых уплотнений вала первоначально на блоке N01 использовались сальниковые уплотнения, однако в настоящ ее время на насосных агрегатах TQ13(23,33)D01 всех блоков Бал.АЭС установлены одинарные торцевые уплотнения. Допустимая п ротечка через уплотнение - до 30 см3/÷àñ.

Разгрузочное устройство - гидравлическая пята, расположе нная в напорной крышке насоса. Осевое усилие ротора воспринимае тся подушкой гидропяты и разгрузочным диском. Гидравлическа я пята является самоpегулиpующим устройством: зазоp между гидроп ятой и корпусом автоматически устанавливается за счет осевых смещений pотоpа таким, что pазность сил давления по обе стоpоны диска pа вна усилию на pотоpе насоса.

Не разрешается работа насоса при увеличении температуры в камере гидропяты более 70 0Ñ.

Особенность установки насосов TQ13(23,33)D01 состоит в том, что линия отвода воды с гидропяты выполнена напрямую на всас насоса, вследствие этого заводом-изготовителем данных насосов категорически запрещена их работа в безрасходном режиме.

Поскольку за счет трения к камере гидропяты жидкость дополнительно подогревается на 10-20 0С, то разрешается перекачивание среды с температурой не более 60 0Ñ.

Опоры ротора - гидродинамические подшипники скольжения с кольцевой смазкой, которые крепятся к статору насоса шпильками и штифтуются. Смазка подшипников осуществляется маслом турбинным Т-22 (Тп-22, Тп-22С). В картер каждого подшипника заливается по 2 литра указанного масла. Контроль температуры вкладышей подшипников производится при помощи термометров сопротивления. При нормальной эксплуатации допускается работа насоса с температурой подшипников не более 80 0Ñ.

Для ограничения осевых сдвигов ротора в сторону нагнетания используется упорный

шарикоподшипник, кроме того в заднем подшипнике установл ен концевой упор ротора с визуальным указателем осевого сдв ига. При нормальной работе насоса указатель сдвига находится против риски на корпусе подшипника.

Лапами, расположенными в горизонтальной плоскости, насос опирается на плиту. Крепление лап к плите подвижное, допус кающее температурные расширения корпуса.

Направление вращения ротора насоса со стороны электродв игателя - левое. Максимально-допустимая температура подшипников н асоса и эл.двигателя - 70 градусов.

Насос не имеет собственных защит, требующих его автоматич еского отключения. Для передачи усилия от электродвигателя к нас осу предусмотрена зубчатая муфта. Муфта воспринимает переме щение вала и тепловое расширение.

Электродвигатели насосов ТQ13,23,33D01 подключаются к секциям надежного питания. В аварийных ситуациях, связанных с вкл ючением программы ступенчатого пуска, эти секции запитываются от работающих дизель - генераторов.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

78

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E01

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E01, расположенные на трубопроводах рециркуляции от TQ13,23,33D01 в баки TQ13,23,33B01, служат для оптимизации гидравлического сопротивления трубопровод ов рециркуляции.

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E01 рассчитаны на рабочее давление 110 кгс/см2, перепад на шайбе - 110 кгс/см2, расчетный расход - 30 м3/÷àñ.

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E02

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E02, расположенные на напорных трубопроводах от TQ13,23,33D01, служат для обеспечения надежной работы насоса при снижении давления в первом контуре ниже 40 кгс/см2.

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E02 рассчитаны на рабочее давление 110 кгс/см2, перепад на шайбе - 5,5 кгс/см2, размер отверстия в шайбе - 39,9 мм, расчетный расход - 105 м3/÷àñ.

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E03

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E03, расположенные на трубопроводах отвода возможных протечек через обратные клапана из поло сти между быстродействующими вентилями в систему оргпротеч ек, служат для защиты системы оргпротечек (в первую очередь Т ОПа TY10W01)от недопустимого увеличения давления в случае сильног о пропуска.

Дроссельные шайбы TQ13,23,33E03 рассчитаны на рабочее давление 135 кгс/см2, перепад на шайбе - 134 кгс/см2, расчетный расход - 0,4 м3/÷àñ.

Сужающие устройства TQ13,23,33H01

Сужающие устройства TQ13,23,33H01, расположенные в месте врезки напорных трубопроводов от TQ13(23,33)D01 в 1 контур, служат для ограничения утечки из 1 контура в случае разрыва указанны х трубопроводов.

Сужающие устройства TQ13,23,33H01 рассчитаны на рабочее давление 160 кгс/см2, перепад на сужающем устройстве - 5,5 кгс/см2, расчетный расход - 235 м3/÷àñ.

Эксплуатация, контроль и управление группами аварийного ввода бора

В соответствии с “Перечнем ядерно-опасных работ на реакто рных установках Балаковской АЭС” 1.1ОПР-ОЯБ, работы по выводу (вв оду) в ремонт (из ремонта) каналов TQ13,23,33, их испытания с подачей борного раствора в реактор, заполнение или дозаполнение б аков аварийного запаса РБК TQ13-33B01, переключения, связанные с возможностью нарушения готовности к работе систем безоп асности, или связанные с возможностью “переопрессовки” (повышени я давления более 35 кгс/см2) корпуса реактора в “холодном” состоянии при температуре металла корпуса ниже критичес кой температуры хрупкости в каналах TQ13,23,33 являются ядерноопасными.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

79

При давлении в 1 контуре ниже 35 кгс/см2 и средней температуре теплоносителя 1 контура ниже критической температуры хру пкости металла корпуса реактора (100îС) или при работе активной части САОЗ в режиме планового расхолаживания первого контура д олжны быть закрыты TQ13,23,33S07,08 и разобраны их электросхемы.

При работе э/блока система аварийного ввода бора должна находится в дежурстве, т.е состоянии полной готовности к выполнению своих функций в случае возникновения аварии. П ри этом должны быть приняты организационные мероприятия исключающие ошибочное закрытие арматуры TQ13(23,33)S01 на всасе насосов TQ13(23,33)D01.

Соответственно действия оперативного персонала по обсл уживанию системы аварийного ввода бора, находящейся в дежурстве, заключаются в ее регулярном внешнем осмотре, отслеживани и контролируемых параметров с БЩУ и регламентной проверке работоспособности в соответствии с графиком.

Перед выводом реактора на МКУ должны быть работоспособны все три канала системы аварийного ввода бора.

При работе реакторной установки на мощности допускается вывод в ремонт одного канала на срок не более трех суток с момента появления дефекта по согласованной заявке и письменному разрешению ГИС при условии подтверждения работоспособн ости двух других каналов.

При неисправности двух и более каналов РУ должна быть переведена в “холодное” состояние.

Согласно РТР существует следующее требование по расходн ой эффективности подсистемы аварийного ввода бора TQ13-33:

расход TQ13(23,33)D01 при P1K 15-90 êãñ/ñì2 должен быть не менее 130 м3/÷àñ, ïðè P1K 100 êãñ/ñì2 не менее 100 м3/÷àñ.

Управление и контроль системы аварийного ввода бора выпо лнены идентично технологической части проекта в трехканально м исполнении с территориальным, электрическим и информаци онным разделением каналов. При этом средства автоматизации изготовлены в сейсмостойком исполнении.

Подсистема автоматического управления обеспечивает реа лизацию защит и блокировок, необходимых для работы системы во все х предусмотренных проектом режимах. Основными параметрам и, характеризующими нормальное функционирование группы аварийного ввода бора, являются давление на напоре насосо в аварийного ввода бора TQ13-33D01, а также обеспечиваемые ими расходы раствора борной кислоты. Для измеpения указанных параметров и вывода инфоpмации на РМОТ и на сpедства УКТС используются измерительные преобразователи давления ти па “Сапфир22”.

При аварии основным видом управления для насосов TQ13(23,33)D01 является автоматическое управление по командам защит САОЗ, реализуемое через аппаратуру ступенчатого пуска, воздействующего на комплекс технических сpедств. Включен ие подсистемы аварийного ввода бора TQ13-33 автоматически происходит по cледующим сигналам:

обесточению, т.е. снижению напряжения менее 0,25 Uíîì на II ступени ПСП;

разрывной защите 1 контура ts10, когда разность между

t насыщения теплоносителя 1 контура и t в горячих петлях менее 10 0С; разрывной защите 1 контура Рãî > 1,3 êãñ/ñì2, когда давление в

гермооболочке более 1,3 кгс/см2;

разрывной защите 2 контура ts75, при уменьшении давления в паропроводе до 50 кгс/см2 и увеличении разности температур насыщения 1 и 2 контуров до 75 0Ñ.

При срабатывании любой из этих защит автоматически включ ается насос TQ13(23,33)D01, открывается напорная арматура TQ13(23,33)S07, и если давление в 1 контуре из-за течи упадет ниже 110 кгс/см2, то начнется поступление воды от насосов в первый контур. Име ющаяся на блоках 1-3 вторая арматура TQ13(23,33)S08 на напорной линии от насосов в первый контур согласно алгоритмов ТЗиБ всегд а открыта (блокировки TQS31,41,51 для 1,2,3 СБ соответственно).

При работе защит САОЗ или программы ступенчатого пуска

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА Технологические системы реакторного отделения ВВЭР-1000 с РУ В-320. Часть 1. Системы безопасностиГруппы. аварийного ввода бора TQ13,23,33

Указатель осевого сдвига ротора насоса ЦН 150-110

80

налагается запрет на дистанционное отключение насоса вв ода бора TQ13(23,33)D01; запрет автоматически снимается при достижении любого из следующих параметров:

уровень в баке аварийного запаса борной кислоты менее L < 25 см;

температура подшипников э.дв. более 85 0С; температура в камере гидропяты более 70 0С; температура подшипников насоса более 85 0С; активность техводы более 5·10-10 Ки/л; давление на всасе менее 0,51 кгс/см2 давление в первом контуре менее 18 кгс/см2.

При этом в случае исчерпания запаса раствора борной кисло ты в баках TQ13(23,33)B01 предусмотрена работа насосов аварийного ввода бора TQ13(23,33)D01 из ГА-201 с открытием TQ13(23,33)S26.

Для исключения “зависания” давления в 1 контуре при работ е насосов TQ13(23,33)D01 на плотный первый контур предусмотрено снятие запрета на закрытие арматуры на напорной линии по повышению уровня в КД до 8000 мм. При повышении уровня в КД оператор может закрыть арматуру на напоре, арматура на ли нии рециркуляции при этом автоматически открывается. При сни жении уровня в КД до 3500 мм арматура на напоре автоматически открывается, а на линии рециркуляции - закрывается.

Кроме автоматического управления предусмотрено индивид уальное управление насосами и арматурой непосредственно с БЩУ и Р ЩУ по схеме, исключающей ложные срабатывания при пожарах, че рез блоки БПУ в шкафах связи.

При включении насоса TQ13(23,33)D01 открытие арматуры VF12(22,32)S07 на подаче техводы на охлаждение агрегата также происходит автоматически, поэтому оно не требует присутс твия оператора по месту.

В связи с тем, что эксплуатация насосов TQ13(23,33)D01 в безрасходном режиме запрещается, то в поддержку этого был и разработаны следующие блокировки для автоматического управлению рециркуляцией насоса:

через 10 секунд после включения насоса TQ13(23,33)D01 открываются TQ13(23,33)S05,06;

при увеличении расхода на напоре насоса TQ13(23,33)D01 выше 30 м3/час вводится запрет на открытие TQ13(23,33)S05,06;

при увеличении расхода на напоре насоса TQ13(23,33) D01 выше 80 м3/час вводится закрытие TQ13(23,33) S05,06;

Осмотр подсистемы аварийного ввода бора высокого давлен ия TQ13-33 по месту установки оборудования должен производится ежесменно, с контролем:

соответствия положения арматуры указанному в ИЭ, особенн о открытого положения TQ13(23,33)S01;

уровней масла в подшипниках электродвигателя и насоса TQ13(23,33)D01;

отсутствия протечек через разъемы и уплотнения насосных агрегатов TQ13(23,33)D01;

положения ротора TQ13(23,33)D01 по рискам визуального указателя осевого сдвига.

Величина осевого сдвига определяется со стороны, противо положной двигателю по указателю. У исправного насоса при его работ е риска на корпусе Щ должна располагаться между средней и правой рисками Ю и Я на валу насоса, при стоянке - между рисками Э и Ю .

В ходе комплексных испытаний групп аварийного ввода бора на Балаковской АЭС подтверждено, что расходная характерист ика насосов TQ13(23,33)D01 при работе на уплотненный первый контур равна 137 м3/час при давлении в 1 контуре 90 кгс/см2 с увеличением расхода до 239 м3/час при снижении давления до 20 кгс/см2, что удовлетворяет требованию проекта. Время запаздывания поступления воды в реактор с момента включения насосов та кже удовлетворяет требованию проекта и равно для насосов (бе з учета разворота дизеля):

для TQ13D01 составило 3 секунды;

для TQ23D01 составило 8 секунд;

для TQ33D01 составило 9 секунд.