Balakovskaya - Вспомогательные системы РО

В вечных колонная одновременно с адсорбцией происходит 182 естественный распад радионуклидов, задержанных в сорбен те. При объеме адсорбера 20 м3 время задержки криптона составляет 3,5 суток, ксенона более 42 суток (периоды полураспада криптон а-85 и ксенона-133 составляют соответственно 44 часа и 5,29 суток).

Радиоактивный йод также достаточно хорошо сорбируется н а активированном угле при комнатной температуре. Хуже сорб ируется

йод, находящийся в виде соединений, например, метилйодид С ÍJ.

3

Коэффициент очистки для него при комнатной температуре составляет около 50 и увеличивается с понижением температ уры. При температуре минус 180 0С (температура жидкого азота) йод сорбируется полностью, однако поддержание такой темпера туры технически очень сложно и в системе СГО не производится.

Свойства активированного угля как адсорбента определяю тся характером его пористой структуры, так как основным работ ающим звеном при адсорбции газов угольным адсорбером являются микропоры, а размеры и количество микропор в угле зависят от способа приготовления, так как угли отличаются друг от др уга плотностью, объемом пор, размерами гранул и поэтому имеют разные коэффициенты адсорбции.

По результатам исследований для применения в системах оч истки технологических сдувок АЭС рекомендуют применять торфя ной уголь серно-калиевой активации типа СКТ-3, отличающийся наиболе е высокими значениями коэффициента адсорбции (отношения объемной активности на входе-выходе колонны).

При работе системы спецгазоочистки воздух из самоочищаю щихся фильтров TS21-23N01 выходит влажным. Однако адсорбционные колонны с активированным углем боятся повышенной влажно сти, так как при поглощении влаги происходит существенное снижен ие его адсорбционных свойств по отношению к инертным газам. Так коэффициент адсорбции криптона и ксенона на увлажненном угле существенно ниже, чем на сухом. Также накопление влаги при водит к слипанию частиц адсорбента.

Для осушки воздуха обычно устанавливаются либо сорбцион ные фильтры, улавливающие влагу, либо повышают температуру во здуха на 5-10 0С. В системе СГО TS20 для поглощения излишней влаги перед фильтрами-адсорберами установлены цеолитовые фил ьтры TS21-23N02,03. В системах очистки технологических сдувок АЭС для осушки газа рекомендуют применять цеолит марки NaA, обладающий высокой влагоемкостью и очень слабой адсорбционной способностью по отношению к Kr è Xe.

В связи с тем, что работающий цеолитовый фильтр по мере поглощения влаги из воздуха насыщается ею и эффективност ь его падает, периодически включается предусмотренный в систе ме резервный фильтр. Затем насыщенный влагой фильтр регенерируются продувкой цеолита нагретым до 400-450 0С воздухом. Поскольку цеолит марки NaA, практически не сорбирует йод, ксенон и криптон, поэтому в процессе регенерации в вен ттрубу выбрасывается незначительное количество радиоактивных изотопов.

Активированный уголь фильтров-адсорберов адсорбирует значительное количество воздуха. Поэтому при изменении д авления газа в системе наблюдается переходные процессы, обусловл енные адсорбцией или десорбцией воздуха. Чтобы обеспечить работоспособность системы в любом режиме, всас газодувок оборудован автоматической системой поддержания постоян ного разряжения в фильтров-адсорберов (установлены регулирую щие клапаны TS21-23S13).

Арматура и оборудование СГО запитаны от секций 2 категори и надежного питания, которые в случае обесточения получают энергоснабжение от дизель-генератора. Однако при обесточ ении секции надежного питания любой СБ автоматического включ ения газодувок TS21-23D01,02 не происходит. Они могут быть включены, в случае необходимости, с КУ БЩУ при наличии запаса по мощно сти дизеля после окончания запуска всех механизмов СБ по прог рамме ПСП.

Принятые в проекте принципы построения системы спецгазо очистки обеспечивают устойчивую работу каждой линии очистки газ ов технологических сдувок в пределах проектных режимов раб оты энергоблока.

183

Описание оборудования системы спецгазоочистки

Самоочищающийся фильтр TS21(22,23)N01

Самоочищающийся фильтр (СОФ) предназначен для очистки технологических сдувок от аэрозолей и воды. Расположены cамоочищающиеся фильтры в пом.А-417/1,2,3 негерметичной части РО. Фильтр состоит из цилиндрического корпуса сверхним и нижним днищами. Очищаемый газ подается в фильтр по трубе. Для очис тки используется слой стекловолокна диаметром 11 мкм по ГОСТ 517 4-49, которая загружается в корпус фильтра поле его гидроиспыт аний.

Конструкция фильтра Создание необходимой плотности набивки стекловолокна (150 кг/м3) самоочищающегося осуществляется сжатием стекловолокна между двумя конус ными

дисками путем вращения рукоятки.

1 - корпус

2 - крышка

3 - рукоятка

4 - опора

Âпроцессе работы фильтра капли влаги (аэрозоли) укрупняю тся и, благодаря конической форме пакетов, стекают по стекловол окну к стенкам, а затем - в нижний корпус, служащий конденсатосбор ником.

Âцентре нижнего корпуса имеется штуцер для отвода конден сата в бак-гидрозатвор TS21(22,23)B01. В нижней части обечайки корпуса врезан штуцер dy50 для отвода газа на цеолитовые фильтры.

184

Техническая характеристика СОФ

Теплообменники TS21,22,23W01,02 и TS31,32,33W01

Теплообменники TS21,22,23W01,02 предназначены для охлаждения

Конструкция теплообменников подаваемой на очистку в систему СГО парогазовой смеси до TS21,22,23W01 и TS31,32,33W01 температуры 40 0С, приемлемой по условиям эксплуатации

оборудования системы и достижения оптимальной степени о чистки.

Теплообменники TS31,32,33W01 предназначены для охлаждения выходящего после регенерации ЦФ воздуха до температуры менее 50 0С по условиям работоспособности газодувок TS21-23D01,02.

Все девять теплообменников - кожухотрубного типа и выполнены конструктивно одинаковыми. Расположены они на отметке 13.2 негерметичной части РО в помещениях А-417/1,2,3.

1 - корпус

2 - змеевик

3 - обечайка

4 - решетка

5 - опора

186

Техническая характеристика ЦФ

Фильтр - адсорбер TS21(22,23)N04-07

Фильтр-адсорбер (ФА) является основной составной частью с истемы СГО и предназначен для очистки газовой смеси от радиоакти вных загрязнений. Фильтр-адсорбер представляет собой сборку и з четырех фильтровальных колонн. Колонны устанавливаются вертика льно и соединяются последовательно. Расположены колонны в пом.А -419/ 1,2,3 негерметичной части РО. Каждая колонна представляет со бой сосуд с эллиптическими крышками, изготовленный из углеро дистой стали марки ВСТ3сп5 с грунтовокой и окраской, стойкой к дезактивирующим растворам.

Сорбент - торфяной уголь серно-калиевой активации типа СК Т-3, отличающийся наиболее высокими значениями коэффициента адсорбции.

Активированный уголь засыпается через загрузочные люки на сетку, закрепленную на перфорированном листе. Лючки фильтра пос ле загрузки герметизируются. По потоку газа фильтр-адсорбер выполнен двухходовым. Объем адсорбента и геометрические размеры фильтра-адсорбера выбраны из условий: количества очищаемых газов, температуры адсорбции, минимальной скор ости газа на полное сечение аппарата, концентрации радиоактив ных изотопов.

Техническая характеристика ФА

1 - ротор ведущий

2 - ротор ведомый

3 - корпус

4 - кожух

5 - шестерня ведущая

6 - шестерня ведомая

7 - полумуфта

8 - уплотнение

9 - асбестовая набивка

10 - крышка подшипника

11 - роликоподшипник

Конструкция газодувки СГО

187

Газодувки TS21,22,23D01,D02

Газодувки предназначены для прокачивания газа через сис тему спецгазоочистки TS20 и поставляются в сборе с электродвигат елями на общей фундаментной плите. Валы газодувки и электродвиг ателя соединены упругой втулочно-кольцевой муфтой, которая зак рывается кожухом из листовой стали. Газодувки системы спецгазоочи стки TS20 унифицированы c газодувками системы дожигания водорода и отличаются между собой только эл.двигателями. Газодувки с истемы СГО TS21-23D01,02 имеют более слабый эл.двигатель с меньшей скоростью вращения, что обеспечивает производительност ь по перекачиваемому газу 86 нм3/час (вместо 200 нм3/÷àñ ó TS10).

Газодувки системы СГО расположены на отметке 19.2 негермети чной части РО в помещениях А-626/1,2,3.

Газодувка представляет собой ротационную машину объемн ого действия типа РУТС. Корпус газодувки сварной, выполнен из нержавеющей стали и состоит из цилиндра и 2-х патрубков с фланцами. На фланцах имеются отверстия под штуцера для измерения давления. В нормальных расточках вращаются два ротора одинакового профиля с небольшими зазорами между собой и корпусом, герметизирующиеся при помощи фторпластовых уплотнений. Наличие зазоров между самими роторами, ротора ми и корпусом газодувки исключают необходимость подачи смаз ки внутрь корпуса.

Вращение роторов синхронизируются парой стальных косоз убых цилиндрических шестерен. При вращении роторов газ механи чески переносится роторами со стороны всасывания на сторону на гнетания.

Проточная часть газодувки отделена от подшипниковых узл ов промежуточными полостями и уплотнения четырьмя бесконтактными кольцевыми уплотнениями, которые состоя т из набора стальных и графитопластовых колец. Конструкция га зодувки предусматривает продувку азотом уплотнений для исключе ния утечки перекачиваемого газа, однако в системе СГО подача продувочного азота не предусмотрена. По данным заводаизготовителя при отсутствии продувки утечка рабочего га за через концевое уплотнение вала должна быть не более 0,1 гр/с, при эт ом

утечка паров смазки в проточную часть составляет величин у порядка 0,1 мг на 1 кг газа.

Концевое уплотнение на валу ведущего ротора выполнено в в иде трущегося сальника с асбестовой набивкой и поднимается д вумя цилиндрическими пружинами. Система смазки шестерен циркуляционно-барботажная. Для смазки шестерен и радиаль ных подшипников используется масло индустриальное типа И-50А или И-20А. Объем заправки масла - 4 литра. Для смазки радиальноупорных подшипников используется смазка ВНИИ НП-242.

189

Эксплуатация системы СГО TS20

В соответствии со схемой распределения газовых сдувок од на нитка СГО TS21(22,23) должна всегда работать на очистку газов через TS21(22,23)S02. В основном эти сдувки составляет разбавленная азотом газовая смесь с баков ТВ30В01,02 и TY20B01. Циркуляция газовой смеси в этой нитке осуществляется работой газоду вки TS21(22,23)D02. Согласно инструкции 19Э-РЦ нитка СГО, работающая через TS21(22,23)S02, называется вспомогательной рабочей.

Так как при нормальной эксплуатации энергоблока система TS10 постоянно находится в работе, тем поставляя в систему СГО требующую очистки газовую смесь, то дополнительно к вспомогательной рабочей должна функционировать еще одн а нитка СГО. Согласно инструкции по эксплуатации нитка СГО, работ ающая через TS21(22,23)S01 называется основной рабочей. В связи с тем, что в системе дожигания водорода TS10 (являющейся основным поставщиком р/а сдувок в основной рабочей нитке) работает газодувка, то в проекте был принят режим работы основной р абочей линии без включения в нее газодувок TS21(22,23)D01,02 (по байпасу TS21(22,23)S12). В поддержку этого режима проектом предусмотрена блокировка, которых при открытии TS21(22,23)S01 автоматически открывает байпас TS21(22,23)S12.

Таким образом при нормальной работе блока одна нитка СГО работает в качестве основной рабочей, другая - вспомогате льной рабочей, третья находится в регенерации или резерве. Газо вые сдувки, подаваемые на очистку в любую нитку, охлаждаются в теплообменнике TS21(22,23)W01,02 до температуры 20-30 0Ñ.

Охлажденная газовая смесь поступает в самоочищающийся ф ильтр TS21(22,23)N01 для “грубой” осушки и очистки от аэрозолей. Сконденсировавшаяся в TS21(22,23)W01,02 и TS21(22,23)N01 влага по дренажным трубам отводится в бак-гидрозатвор и далее в спецканализацию. Затем газовая смесь поступает в рабочий цеолитовый фильтр TS21(22,23)N02,03, в котором происходит ее “тонкая” осушка за счет адсорбции влаги на цеолите. Выдел ившееся в процессе поглощения цеолитом влаги тепло (до 900 ккал/кг вл аги) отводится охлаждающей водой группы “А”, подаваемой в руба шку и змеевик фильтра.

Далее сухой охлажденный газ поступает в основной элемент установки - фильтр-адсорбер TS21(22,23)N04-07. В адсорбере газ подвергается очистке от радиоактивных изотопов йода и ИР Г (ксенона, криптона). Согласно пункту 3.2.20.3.3 ТОБ нормальное функционирование системы СГО характеризуется снижением концентрации ИРГ на 2. . . .2,5 порядка:

-при объемной активности входящих газов 5-50 Ku/нм3 значение объемной активности выходящих газов 0,05-0,5 Ku/нм3.

В номинальном режиме для достижения наилучшей степени оч истки расход очищаемого газа не должен превышать 12 нм3/час. После тонкой очистки на активированном угле газ поступает в вен ттрубу с помощью газодувки. Металлические вентиляционные трубы б локов Балаковской АЭС выполнены двойными: внутренняя диаметро м 1,6 метра, а внешняя диаметром 3 метра. Внутренняя труба диамет ром 1,6 м используется в нормальном режиме работы блока, когда удаляется 104600 м3/час воздуха. По проекту выброс из системы спецгазоочистки СГО должен выполняться во внутреннюю тр убу. Радиационный контроль осуществляется до и после фильтро в- адсорберов, а также в венттрубе.

При работе газодувки TS21(22,23)D01 регулирование расхода газа через вспомогательную рабочую нитку производится клапа нами TS21(22,23)S13 таким образом, чтобы на всасе газодувок постоянно поддерживалось давление -0,1 кгс/см2. При нормальном режиме работу РУ, как правило, система СГО работает с постоянным р асходом.

Как уже указывалось, эффективность очистки зависит от вре мени задержки активированным углем адсорбированных изотопов в