2. Задачи решаемые вхр  контура при различных состояниях эб.

а) При работе ЭБ на энергетическом уровне мощности на ВХР  контура возможны следующие задачи:

• осуществление химконтроля за качеством рабочих сред в системах  контура;

• корректировка качества воды КПТ вводом раствора гидразин-гидрата

( морфолином, гидроокисью лития в случае необходимости)

• контроль и регулирование расхода непрерывной продувки ПГ и организация периодической продувки каждого ПГ;

• выявление и устранение причин, вызывающих отклонение качества рабочих сред  контура от нормируемых значений;

б) При останове ЭБ и в период ППР

• проведение гидразинной (морфолиновой) обработки питательного тракта и ПГ (остановочная пассивация);

• выполнение мероприятий по консервации оборудования.

в) При пуске ЭБ после останова на ППР

• расконсервация оборудования;

• предпусковая водная отмывка КПТ;

• пусковая пассивация КПТ и ПГ;

• приведение качества рабочей среды  контура к нормируемым значениям.

. Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины ,, Средства обеспечения ВХР контуров АЭС “ является изучение элементов, состава, назначения и основ эксплуатации средств обеспечения воднохимического режима контуров АЭС.

Дисциплина ,,Средства обеспечения ВХР контуров АЭС ” является одной из специальных дисциплин для подготовки специалистов по направлению ,,Атомная энергетика”. Изучение дисциплины основывается на знаниях полученных слушателями при изучении таких дисциплин как:

Химия, Физика, Материаловедение, Турбины АЭС, Водные режимы контуров АЭС и др.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

а) знать:

• назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации систем очистки т/н  контура;

- основы технического обслуживания систем очистки т/н  контура;

• назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации системы реагентного хозяйства и ,, чистого ” конденсата реакторной установки;

• требования к качеству растворов реагентов вводимых в  контур;

• технологию приготовления растворов реагентов вводимых в  контур;

• методику расчета количества химических реагентов для приготовления растворов вводимых в  контур;

• назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации систем очистки рабочего тела  контура;

• основы технического обслуживания систем очистки рабочего тела  контура;

• назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации гидразино-аммиачной установки;

• назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации системы продувки ПГ;

• назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации установки СВО-5;

• технологию химической отмывки ПГ;

• технологию восстановления работоспособности ФСД БОУ и фильтров СВО-5.

б) уметь:

• производить расчет необходимого количества реагентов вводимых в контура ЯЭУ;

• вводить в работу и выводить из действия фильтры систем очистки контурных вод;

• производить расчет остаточной обменной емкости фильтров;

• производить расчет необходимого количества реагентов для регенерации фильтров;

• производить расчет количества реагентов для приготовления растворов.

Всего на дисциплину отводится 27 часов, из них 18 под руководством преподавателя и 9 часов на самостоятельную работу. Под руководством преподавателя проводятся следующие виды занятий:

Лекции – 10 часов;

Практические занятия – 6 часов;

Контрольная работа – 2 часа.

Итоговым контролем по этой дисциплине является зачет.

. Состав и назначение средств обеспечения ВХР контуров АЭС.

3.1 Средства обеспечения ВХР  контура.

1. Система продувки-подпитки  контура предназначена для:

• заполнения и дозаполнения  контура;

• поддержания материального баланса т/н  контура;

• гидравлических испытаний  контура;

• расхолаживания КД при неработающих ГЦН;

• заполнения, периодической подпитки ГЕ САОЗ;

• подачи воды в систему уплотнений валов ГЦН;

• дегазации и возврата организованных протечек в  контуре;

• корректировка показателей ВХР;

• планового регулирования мощности реактора.

2. Система байпасной очистки т/н  контура (ТС или СВО-1). Предназначена для очистки т/н  контура от радиоактивных продуктов коррозии конструкционных материалов с целью снижения отложения их на поверхности тракта т/н и теплопередающих поверхностях, уменьшения удельной активности поверхности оборудования  контура.

3. Система очистки т/н  контура и организованных протечек (СВО-2 или ТЕ).

Предназначена для:

• очистки т/н  контура и организованных протечек от продуктов коррозии конструкционных материалов, осколков деления топлива и химических примесей;

• плавного регулирования ВХР  контура ;

• выведения избыточной щелочности т/н  контура;

• удаление борной кислоты из т/н в конце компнии

4. Система ввода реагентов в  контур (ТВ-20).

Предназначена для поддержания регламентного ВХР т/н  контура путем дозированной подачи аммиака, гидразина и едкого кали на всас подпиточных насосов системы ТК, а также дозированной подачи аммиака в напорную линию подпиточных насосов.

5. Система дистилята (TN)

Предназначена для подачи дистилята потребителям РО для подпитки  контура, приготовления рабочих растворов химреагентов используемых для корректировки ВХР  контура.

6. Система отбора проб  контура (TV).

Предназначена для отбора проб и подготовки их ( Р и Т) для возможности выполнения хим. анализа.

2. Средства обеспечения ВХР  контура.

1. Химводоочистка – предназначена для создания запаса химически обессоленной воды, который должен полностью обеспечивать потребность послемонтажных и предпусковых промывок КПТ, заполнение  контура водой перед пусками, а также для восполнения потерь воды и пара в системах  контура при работе ЭБ.

2. Система очистки турбинного конденсата (БОУ или RE). БОУ предназначена для очистки всего конденсата (основного конденсата турбины, конденсата турбины ТПН, обессоленной воды из БЗК) от продуктов коррозии, смываемых с поверхности оборудования и тру­бопроводов второго контура и химических примесей, поступающий в КПТ с добавоч­ной водой, присосами охлаждающей (технической) воды в основной конденсатор турбины.

3. Система деаэрации, предназначена для удаления из питательной воды растворенных газов.

4. Гидразино- аммиачная установка (RV), предназначена для ввода рабочего раствора гидразин-гидрата (и морфолина) в основной конденсат во всасывающий коллектор КЭН-2 ступени (в питательную воду во всасывающий коллектор ТПН) для корректировки величины рН питательной воды при рабо­те энергоблока на энергетическом уровне мощности;

- ввода рабочего раствора гидразин-гидрата, (морфолина или рабочего раствора аммиака) в питательную воду во всасывающий коллектор ТПН для пассивации и консервации оборудования и трубопрово­дов второго контура.

5. Система продувки ПГ, предназначена для организации непрерывной и периодической продувки каждого ПГ ( частичного вывода из нижней части корпуса и ,,солевого” отсека ПГ котловой воды ) с целью предотвращения глубокого концентрирования (упаривания) нелетучих химических примесей при работе ЭБ на мощности, понижения Р и Т продувочной воды до величины обеспечивающей нормальную работу установки СВО-5, дренирование ПГ

6. Система очистки продувочной воды ПГ (СВО-5), предназначена для постоянной очистки продувочной воды ПГ от продуктов коррозии, химических иогенных примесей и радионуклидов до качества, при котором очищенный фильтрат можно возвращать в ТО.

7. Конденсационная установка (SD) предназначена для:

- обеспечения оптимальных условий расширения рабочего пара в турбине до давления ниже атмосферного с последующей его конденсацией и одновременной дегазацией конденсата, а также для конденсации пара, поступающего в конденсаторы турбины через БРУ-К в нестационарных режимах работы энергоблока;

- сбора и подачи основного конденсата через подогреватели низкого давления в деаэраторы.

8. Система отбора проб предназначена для транспортировки рабочей среды по линии отбора проб воды и пара из систем второго контура, подготовки их (снижение давления и охлаждения) для возможности отбора и выполнения лабораторного и автоматического физико-химического контроля с целью получения оперативной информации о состоянии ВХР второго контура.

3. Назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации установки СВО-3 (ОТR).

Установка СВО-3 предназначена для сбора трапных вод, предварительной очистки от радиоактивных загрязнений, механических и химических примесей, переработке на выпарной установке (с целью концентрирования объема радиоактивных вод) и получения кубового остатка с захоронением в емкостях ХЖО (хранилище жидких радиоактивных отходов).

Трапные воды включают в себя:

• неорганизованные протечки  контура и спецкорпуса;

• воды дезактивации оборудования и помещений контролируемой зоны;

• воды дренирования оборудования во время вывода в ремонт;

• воды после взрыхления, отмывок и регенерации СВО-2;

• сбросы химлабораторий;

• некондиционный дистиллят из контр. баков СВО-3,6,7;

• декантат из промежуточного узла хранения жидких радиоактивных отходов.

Трапные воды характеризуются сложным химическим составом, высокой засоленностью (с/с до 10г/л, в среднем 3 г/л) и содержат органические вещества, коллоидные примеси, а также борную кислоту. Удельная активность трапных вод изменяется в пределах от 10^-8 до 10^-5 к/л. Активность вод значительно увеличивается во время ремонтов и достигает значений 10^-4 к/л и более.

Очистка трапных вод на установке СВО-3 ведётся в 3 этапа:

1. механическая очистка трапных вод;

2. дистилляция, дегазация и конденсирование;

3. ионнообменная очистка дистилляционных вод.

Функциональная схема системы СВО-3 представлена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 Функциональная схема системы СВО-3

Трапные воды РО по системе спец.канализации поступают в ,,приемный“ отсек бака-приямка трапных вод, где происходит первичный отстой мех.примесей. Далее эти воды переливаются через перегородку в ,,чистый отсек” . В нижней части каждого отсека имеется дырчатый коллектор для взрыхления скапливающегося на дне шлама сжатым воздухом. Из каждого отсека предусмотрен отсос шлама монжюсом.

Насосами бака-приямка трапные воды откачиваются в бак отстойник, куда поступают также трапные воды РО и дренажи установок СВО-4,5,6,7. В случае ремонта этого бака предусмотрена подача трапных вод непосредственно на фильтры предочистки, минуя бак-отстойник. Бак-отстойник имеет коническое днище для улучшения условий откачки шлама и снабжен для этого трубопроводом к конжюсу.

Отстоявшаяся вода (декантат) из ОТВ по переливной трубе поступает в бак декантата (БД), служащий буферной емкостью для обеспечения нормальной работы насосов декантата. В БД также поступает декантат из емкостей фильтрующих материалов и резервной емкости жидких радиоактивных отходов, а также вода из блока мастерских.

Декантат из БД перекачивается насосами декантата через механические фильтры предочистки в баки трапных вод (3 шт. по 200 м³). Механические фильтры предочистки служат для очистки трапных вод от мелкодисперстных примесей и частично коллоидных частиц на керамических шариках.

Очищенная на механических фильтрах трапная вода накапливается в одном из баков трапных вод до Н=6м, после чего переводится на другой бак. В заполненном баке трапных вод определяется рН и при необходимости корректируется подачей NaOH до величены 10,5-10,8. Это вызывается тем, что при значениях рН<10,0 наблюдается отложение осадков на внутренних поверхностях труб греющей камеры выпарного аппарата и унос с парогазовой фазой окислов азота, соединений йода, а при рН>10,8 уносится рутений. Верхний предел величины рН ограничивается в основном пенообразованием в ВА.

Трапная вода из баков трапных вод насосами подается в выпарной аппарат. Исходная вода подается в нижнюю часть трубного пространства греющей камеры, поднимается по трубам, нагревается до насыщения и частично испаряется. Паро-газо-водяная смесь через верхнюю перепускную трубу попадает в сепаратор, в котором в результате резкого снижения скорости движения происходит сепарация основной массы капель воды. В результате их укрупнения и слияния вода стекает в нижнюю часть сепаратора и по нижней перепускной трубе возвращается в греющую камеру. Вторичный пар поднимается вверх и проходит через жалюзийный отбойник, на котором в результате многократного изменения направления потока пара происходит дальнейшее отделение капель влаги из пара. Затем пар промывается на борботажной тарелке и на насадке из колец Ра…га.

Глубокое концентрирование упариваемого раствора производится в отдельном выпарном аппарате (доупаривателе). При этом часть раствора из ВА постоянно перетекает в доупариватель, это достигается более низким располжением доупаривателя. Особенностью работы доупаривателя является то, что в результате давления столба жидкости, перетекающей и ВА, зона кипения, выпариваемого раствора выносится за пределы греющей камеры. Это уменьшает возможность образования отложений на греющей поверхности. Генерируемый пар проходит очистку на беспровальной тарелке и жалюзийном сепараторе и направляется под барботажную тарелку ВА. Подача осуществляется путем поддержания в доупаривателе более высокого давления, чем в ВА.

Концентрируемый раствор при достижении 200г/л периодически сливается самотеком в манжюс, откуда сжатым воздухом вытесняется в емкость кубового остатка узла промежуточного хранения жидких радиоактивных отходов.

Достижение искомой концентрации солей определяется по температурной депрессии- увеличение t кипения концентрата под температурой насыщения при рабочем давлении.

Из ВА вторичный пар поступает в конденсатор-дегазатор, где осуществляется конденсация пара и дегазация вторичного конденсата. Конденсатор- дегазатор состоит из 3 частей: конденсатора, дегазационной колонки и испарителя-конденсатоотводника.

Выделившиеся газы из конденсатора-дегазатора поднимаются через центральный патрубок в линию сдувки из пространства конденсатора на дефлегматор сдувок, в котором происходит конденсация влаги из сдувок, прежде чем подать сдувку в систему спецвентиляции.

После конденсации и дегазации в КД дистиллят вторичного пара с температурой около 104ºС насосами дегазированной воды подается на механические обезмасливающие фильтры, загруженные активированным углем БАУ, охлаждается в охладителе дистиллята до 50ºС и направляется далее для очистки на ионообменные фильтры (ИОФ).

Очистку дистиллята на ИОФ ведут до ,,проскока” ионов Na⁺и К⁺ после катионитового фильтра и Cl^- и HsiO₃^- после анионитового фильтра.

После очистки на ионнообменных фильтрах дистиллят подается в контрольные баки, откуда после проведения химического и радиохимического анализа и получения положительных результатов подается в баки системы TN или сбрасывается в баки собственных нужд, а также в БГК ТЦ, в промышленно-ливневую канализацию.

В случае неудовлетворительного результата радиохимического анализа дистиллят проходит повторную очистку воды на ионнообменной цепочке или сбрасывается в бак-приямок трапных вод для повторной переработки. ИОФ загружены ионнообменными смолами КУ-2-8 и АВ-17-8 на высоту 1500±100мм, диаметр фильтров 1000мм.

Выводы

1.ВХР АЭС должен обеспечивать работу основного и вспомогательного теплоэнергетического оборудования без повреждений и снижения экономичности и при уменьшении дозовых нагрузок персонала, вызванных образованием:

• накипи и отложений на теплопередающих поверхностях оборудования АЭС (ПГ, ГК, ТВЭЛ)

• шлама в оборудовании и трубопроводах АЭС и в тепловых сетях;

• коррозии внутренних поверхностей водоподготовительного и теплоэнергетического оборудования тепловых сетей;

• отложений в проточной части турбин.

2. При работе ЭБ на энергетическом уровне мощности на ВХР  контура возможны следующие задачи:

• выявление и устранение причин, вызывающих отклонение качества теплоносителя и подпиточной воды  контура;

• корректировка и обеспечение требуемого качества т/н  контура, подпиточной воды и аварийных систем в соответствии с нормируемыми и диагностическими значениями показателей качества:

• организация и проведение физико- химического контроля качества т/н  контура и корректирующих добавок, вводимых в  контур

3. При работе ЭБ на энергетическом уровне мощности на ВХР  контура возможны следующие задачи:

• осуществление химконтроля за качеством рабочих сред в системах  контура;

• корректировка качества воды КПТ вводом раствора гидразин-гидрата

( морфолином, гидроокисью лития в случае необходимости)

• контроль и регулирование расхода непрерывной продувки ПГ и организация периодической продувки каждого ПГ;

• выявление и устранение причин, вызывающих отклонение качества рабочих сред  контура от нормируемых значений.

4. В состав средств обеспечения ВХР  контура входят следующие системы и установки:

- Система продувки-подпитки  контура

- Система байпасной очистки т/н  контура (ТС или СВО-1).

- Система очистки т/н  контура и организованных протечек (СВО-2 или ТЕ).

- Система ввода реагентов в  контур (ТВ-20).

- Система дистилята (TN)

- Система очистки вод выдержки топлива и баков аварийного запаса борной кислоты (СВО-4).

- Системы боросодержащей воды и борного концентрата.

- Система отбора проб  контура (TV).

5. В состав средств обеспечения ВХР 2 контура входят следующие системы и установки:

- Химводоочистка.

- Система очистки турбинного конденсата (БОУ или RE).

- Система деаэрации.

- Гидразино- аммиачная установка (RV).

- Система продувки ПГ.

- Система очистки продувочной воды ПГ (СВО-5).

- Конденсационная установка (SD).

- Система отбора проб.

6. Установка СВО-3 предназначена для сбора трапных вод, предварительной очистки от радиоактивных загрязнений, механических и химических примесей, переработке на выпарной установке (с целью концентрирования объема радиоактивных вод) и получения кубового остатка с захоронением в емкостях ХЖО (хранилище жидких радиоактивных отходов).

7. Очистка трапных вод на установке СВО-3 ведётся в 3 этапа:

- механическая очистка трапных вод;

- дистилляция, дегазация и конденсирование;

- ионнообменная очистка дистилляционных вод.

12