Balakovskaya - Основное оборудование РО
.pdfАтомная Электростан.ция СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
Основное оборудование реакторного отделения. Введение. |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская |
|
|
|
|
|
|
|
|
11
Современный энергоблок ВВЭР-1000 представляет собой сложны й инженерный комплекс, безопасная и надежная эксплуатация которого требует от персонала АЭС наличия глубоких и обширных знан ий. Учитывая это с самого начала создания службы подготовки п ерсонала инструкторам СПП была поставлена задача создания таких у чебных материалов, которые в простой и доступной форме содержали бы сведения о принципах работы, устройстве и эксплуатации оборудования АЭС.
Плодом практически двухлетней работы стало пособие “Осн овное оборудование реакторного отделения”, которое является п ервым из предполагаемых к выпуску пособий, которые будут охватыва ть все оборудование реакторной установки.
Представленный в данном учебном пособии материал являет ся учебно-информационным и предназначен для расширения объ ема знаний инженерно-технического персонала Балаковской АЭ С. В нем содержатся краткие технические описания основного обор удования РЦ, а также сделана попытка включить в пособие информацию относительно инженерных решений, которые были использов аны при конструировании основного оборудования реакторной уста новки. Стиль изложения материала в данном пособии предполагает его изучение как в форме самоподготовки, так и при плановом об учении в СПП.
Учитывая что согласно данных инженерной психологии при восприятии человеком информации 90% этого потока проходит через зрение, то при рассмотрении конструкций оборудован ия в этом пособии старались максимально использовать различные графические материалы. Для этих целей было разработано и включено в данное пособие 125 различных иллюстраций, поддерживающих текстовую часть материала.
Знания и навыки являются важнейшей составной частью любо й культуры, в том числе и культуры безопасности. Очевидно, чт о необходимые знания и умения оператор может приобрести то лько путем глубокого изучения проектных материалов, подражан ия образцам и из практики (индивидуальной и отраслевой). Демонстрируя подходы и инженерные решения, которые были использованы при конструировании основного оборудовани я реакторной установки, авторы этого пособия ставили своей задачей выделить из них принципиальные, важные и поучительные сто роны.
Желаем удачи в деле повышения и расширения своего уровня знаний.
С уважением, Коллектив Службы подготовки персонала
Компоновка здания реакторного отделения
ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА |
Основное оборудование реакторного отделения. Компоновка здания |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
13
Цели обучения
По окончании изучения данного материала обучаемые смогу т: Сформулировать основное требование, предъявляемое к компоновке сооружений АЭС.
Объяснить назначение зданий и сооружений, расположенных на площадке Балаковской АЭС.
Сформулировать назначение гермооболочки и обстройки РО . Описать конструкцию гермооболочки РО.
Назвать значение максимального проектного давления, кот орое согласно расчету образуется внутри гермооболочки при МП А и нормируемую при этом утечку.
Описать компоновку оборудования РУ в гермооболочке. Описать географию расположения оборудования РЦ в обстройке РО.
Объяснить, каким образом реализована сейсмостойкость оборудования РУ.
Описать действие оборудования, совместно с гермооболочк ой выполняющего функцию локализующей системы безопасности .
Описать общие принципы компоновки здания РО и географию расположения в нем оборудования реакторного цеха.
ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА |
Основное оборудование реакторного отделения. Компоновка здания |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Общие требования к |
14 |
|
|
компоновке здания |
|
|
|
ÀÝÑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид промплощадки Балаковской АЭС из здания АБК
Специфической особенностью технологического процесса н а АЭС является образовании радиоактивных продуктов деления, находящихся, в основном, в ядерном топливе. Сразу после выг рузки одна отработавшая ТВС реактора ВВЭР-1000 содержит, в среднем , 0,3 миллиона кюри р/а веществ, которые выделяют энергию 100 кВт.
Однако высокая температура плавления (2900 0С) и химическая стабильность двуокиси урана предотвращают выход продук тов деления за исключением крайних аварийных условий. Хотя в процессе деления в топливе образуются большие количеств а радиоактивности, топливные таблетки диоксида урана удер живают более 98 % этой радиоактивности.
Таким образом в аварийных ситуациях ядерные энергетичес кие установки представляют определенную потенциальную опас ность для персонала и населения. Поэтому в настоящее время на всех реакторах используются технические устройства безопасн ости, назначение которых - предотвращение серьезных аварий и уменьшение их последствий.
Понятие безопасности атомной станции можно определить к ак ее свойство предотвращать возникновение ядерной аварии пр и эксплуатации или в случае аварии ограничивать радиацион ное воздействие на персонал, население и окружающую среду.
В настоящее время во всем мире безопасность атомных станц ий основывается на концепции глубинной защиты. Такая концеп ция предусматривает создание ряда последовательных физичес ких барьеров на пути распространения радиоактивных веществ в окружающую среду.
Соответственно компоновка сооружений АЭС, связанных с эксплуатацией оборудования радиоактивного контура, дол жна исключать возможность вредного влияния на персонал, обслуживающий АЭС, окружающую среду и население, проживаю щее в районе размещения электростанции.
На Балаковской АЭС используются двухконтурные реакторн ые установки c водой под давлением типа ВВЭР-1000 унифицированного проекта В-320. Конструкция такой установк и принципиально отличается от реакторной установки Черно быльской АЭС и является одной из наиболее распространенных в мире.
Все эксплуатируемые в России в настоящее время энергобло ки АЭС были построены в период с 60-х по 80-е годы на основе действовавшей в то время нормативно-технической докумен тации. По времени разработки проектов все действующие энергобл оки бывшего СССР можно разделить на 3 поколения. Блоки N01-4 Балаковской АЭС относятся к наиболее совершенному треть ему поколению.
По своему техническому уровню и уровню безопасности энергоблоки Балаковской АЭС отвечают современным требо ваниям и в основном соответствуют западным проектам АЭС с PWR.
Компоновка сооружений Балаковской АЭС на генеральном пл ане была определена в первую очередь конструктивными решени ями и взаимным расположением основных зданий АЭС:
реакторного отделения, машинного зала, спецкорпуса.
Для каждого энергоблока сооружен отдельный главный корп ус, в котором размещаются реактор и турбоагрегат со всеми вспомогательными системами и оборудованием.
Каждый энергоблок Балаковской АЭС включает в себя следую щее основное оборудование:
водо-водяной корпусной реактор типа ВВЭР-1000; турбоустановку типа К-1000-60/1500; генератор типа ТВВ-1000
ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА |
Основное оборудование реакторного отделения. Компоновка здания |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
1-реактор
2-турбогенератор
Проект генплана АЭС с четырьмя унифицированными блоками ВВЭР-1000
2
1
Основные показатели по промплощадке для 4 блоков ВВЭР-1000 унифицированного проекта В-320 (без учета ОРУ) примерно составляют: площадь в ограде 68 га, площадь застройки 23 га, плотность застройки 34%, протяженность железнодорожных пу тей 7,4 км, площадь автодорог и площадок 49,2 тыс.м2, протяженность ограды 3,6 км.
1-реакторное отделение |
7-административный корпус |
2-машинный зал |
8-столовая |
3-спецкорпус |
9-азотно-кислородная станция |
4-корпус переработки РАО |
10-пуско-резервная котельная |
5-объединенный вспомогательный корпус |
11-аварийные дизель-генераторы |
6-лабораторно-бытовой корпус |
12-блочная насосная станция |
В коридоре шириной 55 метров между торцами главных корпусо в (со стороны машзалов) и подводящим каналом охлаждающей во ды размещаются технологические эстакады, железнодорожные пути, автомобильные дороги. В РО предусмотрены железнодорожны е въезды, примыкающие к железнодорожному пути между реакторными отделениями и спецкорпусом.
Спецкорпус с ремонтными мастерскими зоны строгого режим а и санитарно-бытовым блоком принят общим на четыре блока. Он расположен вдоль торцов главным корпусов со стороны РО на расстоянии 100 м.
ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА |
Основное оборудование реакторного отделения. Компоновка здания |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Состав главного корпуса АЭС с унифицированным ВВЭР-1000
1-реакторное отделение
2-машинный зал
3-деаэраторная этажерка
4-этажерка электротехнических устройств
Этот разрыв вызван расположением железнодорожных путей , 16 автомобильных дорог, технологической эстакады, каналов трубопроводов технического водоснабжения ответственны х потребителей и других инженерных сетей.
Спецкорпус соединен с РО переходными мостами, совмещенны ми с трубопроводными эстакадами. К главному корпусу каждого энергоблока примыкает площадка открытой установки трансформаторов с выходами путей перекатки на сквозной железнодорожный путь.
Между реакторными отделениями (они отстоят одно от друго го на 92 метра) размещаются аварийные дизель-генераторные станции с подземными баками топлива (100 м3 на каждую ячейку РДЭС). На четыре блока принят один объединенный вспомогательный к орпус (ОВК).
Для целей технического водоснабжения Балаковской АЭС бы ло создано водохранилище путем отсечения намывными дамбам и части Саратовского водохранилища. Площадь водохранилищ а- охладителя АЭС - 24,1 км2.
Из водохранилища-охладителя вода по открытому подводяще му каналу поступает к блочным насосным станциям, расположен ным на берегу этого канала.
Для каждого энергоблока АЭС предусмотрена своя БНС с установкой в ней трех насосов циркуляционной воды и двух насосов воды неответственных потребителей.
Для технического водоснабжения ответственных потребите лей реакторного отделения используется специальная оборотн ая система. Она включает в себя брызгальные бассейны и насосные станц ии техводы ответственных потребителей, по три на каждый энер гоблок с установкой в каждой двух насосов.
Главный корпус АЭС по унифицированному проекту В-320 включа ет в себя следующие здания и сооружения: реакторное отделени е, машинный зал, деаэраторную этажерку и примыкающую к машза лу этажерку электротехнических устройств.
Реакторное отделение, в свою очередь, состоит из герметич ной части - гермооболочки и негерметичной части - обстройки.
План главного корпуса блока АЭС с ВВЭР-1000 по унифицированному проекту В-320 показан на рисунках.
1
2
3 |
|
4 |
ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА |
Основное оборудование реакторного отделения. Компоновка здания |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
17
Фундамент и обстройка РО
Разрез реакторного отделения АЭС с ВВЭР-1000 унифицированного проекта
Основание под блоки Балаковской АЭС было выполнено путем замещения слабых грунтов щебеночной подушкой. Для этого котлованы под главные корпуса были выполнены (для 1-го блок а котлован вскрыт в августе 1980 г.) глубиной 17 метров и произвед ена отсыпка щебня и его уплотнение.
Для отсыпки применен щебень из доломитизированных извес тняков березовского месторождения. Укладка щебня велась слоями по 30-35 см с последующим уплотнением груженным автотранспортом и скреперами. Толщина слоя щебня 4,25 метра.
На подготовленном основании были сооружены фундаментны е плиты реакторных отделений размером 67 х 67 метров толщиной 2,4 м из монолитного железобетона (бетон класса В20). Под плитой прокладывался гидроизоляционный слой из профилированно го полиэтилена. Гидроизоляция также устраивалась по периме тру здания РО с отметки низа фундаментной плиты до нулевой от метки. Надо отметить, что фундаменты всех примыкающих сооружени й или зданий заглублены меньше, чем фундамент РО.
Фундаментная часть обстройки РО запроектирована в виде железобетонной коробчатой конструкции, опирающейся на фундаментную плиту с нижней отметкой - 6,6 м. Фундаментная ча сть разделена внутренними диафрагмами стен и перекрытий. Тол щина их принята исходя из условий прочности на эксплуатационн ые и сейсмические нагрузки. Обстройка реакторного отделения асимметрично окружает оболочку и представляет собой в пл ане квадрат размером 66х66 метров.
Обстройка РО по конструктивной схеме представляет собой многоэтажную коробчатую конструкцию, отрезанную антисейсмическим швом от защитной герметичной оболочки . Передача горизонтальных сейсмических нагрузок и нагруз ок от ударной волны в этой конструкции осуществляется через ди ски перекрытий на стены, расположенные по направлению действ ия внешних усилий. Совместно с дисками перекрытий на восприя тие внешних усилий рассчитаны внутренние стены.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
|
2 |
|
4 |
|
|
|
||
1 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
9
8
I-гермооболочка РО |
1-реактор |
6-перегрузочная машина |
II-обстройка РО |
2-парогенератор |
7-вентиляционная труба блока |
|
3-ÃÖÍ |
8-фундаментная плита здания РО |
|
4-компенсатор давления |
9-опорная плита днища гермооболочки |
|
5-полярный кран |
|
ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА |
Основное оборудование реакторного отделения. Компоновка здания |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
18
Конструкции стен помещений обстройки выполнялись из армоопалубочных блок-ячеек, представляющих собой железобетонные плоские плиты-скорлупы толщиной 80 мм, объединенные при помощи металлических связей в пространственную конструкцию.
Блок-ячейки подавались на строительную площадку полност ью собранными, со всеми закладными деталями, с облицованной лицевой поверхностью. После сборки стен производилось их бетонирование.
В обстройке, в основном, размещены системы, оборудование и конструкции, обеспечивающие работу основного оборудова ния в гермооболочке, безопасность энергоблока, плановый и авар ийный останов реактора, а также отвод остаточных тепловыделени й.
Вентиляционная труба размещена на обстройке и опирается на железобетонный оголовок, являющийся продолжением вентиляционного короба.
Труба по условиям антикоррозионной стойкости, а также с учетом невозможности ее ремонта должна выполняться из листовой нержавеющей стали толщиной 5 мм в несущей решетчатой металлической башне из углеродистой стали. Диаметр трубы постоянен по высоте. Отметка верха трубы 100 м (относительна я).
Металлические вентиляционные трубы блоков Балаковской АЭС выполнены двойными: внутренняя диаметром 1,6 метра, а внешня я диаметром 3 метра. Внутренняя труба диаметром 1,6 м использу ется в нормальном режиме работы блока, когда удаляется 104600 м3/час воздуха.
Основная венттруба диаметром 3 м используется в режиме ремонтных работ, когда удаляется 280000 м3/час воздуха. Такая схема, когда в основной трубе размещается труба меньшего диаметра, используемая для удаления небольших объемов наиболее агрессивного воздуха, позволяет увеличить скорость выбр оса загрязненного воздуха и снизить требование к антикорроз ионной защите основной трубы.
В основу компоновки обстройки в соответствии с СП АЭС пол ожен главный гигиенический принцип - деление всех производств енных помещений на зоны в зависимости от технологических проце ссов, размещаемого оборудования и возможной степени загрязне ний помещений радиоактивными веществами. В соответствии с эт им принципом все помещения обстройки делятся на зоны свобод ного и строгого режима.
В зоне СВОБОДНОГО РЕЖИМА
размещены системы и оборудование, которые в процессе рабо ты не имеют контакта с радиоактивной водой 1 контура. К ним относ ятся системы надежного электроснабжения, БЩУ и РЩУ, системы приточной вентиляции, аварийные питательные насосы с бак ами запаса обессоленной воды, предохранительные клапаны парогенераторов, отсечная арматура паропроводов и питат ельной воды.
В зоне СТРОГОГО РЕЖИМА
обстройки размещены системы и оборудование, которые имею т (или могут иметь) контакт с радиоактивной водой 1 контура и в пр оцессе эксплуатации могут выделять р/а вещества.
К ним относятся следующие системы:
система аварийно-планового расхолаживания и спринклерная система;
система расхолаживания бассейна выдержки TG; система промконтура TF;
система оргпротечек TY;
система продувки-подпитки 1 контура TK;
системы контроля и поддержания ВХР 1 контура (TE, TB) система продувки парогенераторов RY;
маслосистема ГЦН, спецканализация и другие вспомогатель ные системы 1 контура; вытяжные вентиляционные вентцентры с системами очистки сбросов от р/а веществ.
ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА |
Основное оборудование реакторного отделения. Компоновка здания |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Планы РО на отметках 0.0 и 6.0
Планы РО на отметках 19.3 и 28.8
19
|
|
|
1-санитарный шлюз |
14-помещения продувки ПГ |
|
2-помещение дозконтрля |
15-помещения насосов ТХ10-30Д01 |
|
3-помещение бака ТА20В01 |
16-маслосистемы ГЦН |
|
4-помещение т/о промконтура |
17-помещения насосов TF |
|
5-помещение баков ТВ30В01,02 |
18-помещение загрузки СВО-2 |
|
6-помещение фильтров СВО-2 |
19-транспортный люк |
|
7-транспортный коридор |
20-помещение камер ИК |
|
8-гермошлюз |
21-помещение баковTQ10-30В01 |
|
9-помещение баков ТВ10В01,02 |
22-помещения трубопроводов СБ |
|
10-резервные помещения |
23-помещения КИП I контура |
|
11-помещения вентсистем |
24-ÁÙÓ |
|
12-помещение насосов ТК |
25-помещение трубопроводов ТК |
|
13-помещения систем безопасности |
26-помещения УКТС БЩУ |
|
|
|
27-помещения баков ТХ10-30В01 |
|
|
|
28-помещения вентиляторов |
36,38-помещения вентсистем |
29-помещение РУСН I, II и III СБ |
37-мотажный зал |
30-помещение панелей СУЗ |
39-приточный вентцентр |
31-помещения вентсистем |
40,41-трубопроводный коридор |
32-áîêñ ÃÖÍ |
42-помещения трубопроводов пара и |
33-бассейн выдержки и перегрузки |
ïèò.âîäû |
34-áîêñ ÊÄ ÓÐ10Â01 |
43-áîêñ ÏÃ |
35-шахта реактора |
|
ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА |
реакторного отделения |
|
Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростан.ция СЛУЖБА |
Основное оборудование реакторного отделения. Компоновка здания |
|
Министерство Российской федерации по атомной энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
20
Конструкция герметичной оболочки РО
|
|
Защитная оболочка как конструкция, обеспечивающая безоп асность |
|
|
|
окружающей среды, впервые была применена в 1953 году для |
|
|
|
реактора Ноллзской лаборатории атомной энергетики в США . Она |
|
|
|
является самой крупной защитной оболочкой до настоящего времени, |
|
|
|
ее объем составляет 170 тыс. м3. С тех пор защитные оболочки |
|
|
|
получили широкое распространение в практике строительс тва АЭС с |
|
|
|
различными типами реакторов. В настоящее время в мире пос троено |
|
|
|
более 140 защитных оболочек различных типов. |
|
|
|
Защитные оболочки строятся, чтобы удержать среду с высоки м |
|
|
|
давлением и температурой, которая выходит из разорвавшег ося |
|
|
Схема возведения оболочки и |
крупного трубопровода 1 контура при аварии. В проектах защ итных |
|
|
оболочек также учитывается возможность нанесения ударо в |
||
|
расположения каналообразователей |
||
|
летящими предметами, возникающими при авариях. |
||
|
|
||
|
|
|
|
|
1-армокаркас |
|
|
|
2-опалубка |
|
|
|
3-полиэтиленовый каналообразователь цилиндра |
|
|
|
4-полиэтиленовый каналообразователь купола |
|
|
|
|
|
|