2. Назначение, состав, принцип действия и основы эксплуатации узла реагентов реакторного отделения (тв-20).

Узел реагентов РО предназначен для хранения и дозировки в теплоноситель 1 контура необходимых реагентов с целью поддержания водно-химического режима при нормальной эксплуатации и его изменения в зависимости от режима работы реакторной установки (разогрев, расхолаживание и т.д.). В узле реагентов РО для дозирования в 1 контур используются аммиак, гидразин-гидрат и едкий калий.

Подгруппа аммиака NH₃ предназначена для хранения и дозировки в 1 контур аммиака с целью поддержания концентрации водорода в пределах заданных норм.

Подгруппа гидразин-гидрата N₂H₄-H₂O предназначена для хранения и дозировки в 1 контур раствора гидразин-гидрата с целю связывания избыточного кислорода.

Подгруппа едкого калия КОН предназначена для хранения и дозировки в 1 контур раствора едкого калия с целью поддержания рН теплоносителя 1 контура в заданных пределах.

Функциональная схема узла реагентов реакторного отделения (ТВ-20) представлена на рисунке 3.3

Рисунок 3.3 Функциональная схема узла реагентов реакторного отделения (ТВ-20).

1- насос-дозатор аммиака ТВ20Д05; 2- насос-дозатор аммиака ТВ20Д04; 3- насос-дозатор аммиака ТВ20ДО3; 4- насос-дозатор КОН и гидразина ТВ2ОДО2; 5- насос-дозатор КОН и гидразина ТВ2ОДО1; 6,7,8- заполнение баков аммиаком, КОН и гидразин-гидратом.

Состав системы:

1. Баки ТВ21,22,23В01 - цилиндрические емкости, изготовленные из нержавеющей стали:

- ТВ21В01- бак 3% раствора аммиака, рабочий объем 3,8 м³.

- ТВ22В01- бак 3% раствора гидразина, рабочий объем 1,3 м³.

- ТВ23В01- бак 3% раствора КОН, рабочий объем 3,8 м³.

2. Насосы ТВ20ДО1-ДО4, подача 100 л/час, напор 10 кгс/см², поршневые с регулируемой (дистанционно, автоматически, вручную) подачей. Тип насосов НД 0,5Э 100/10 К13А.

3. Насос ТВ20ДО5, подача 25 л/час, напор 250 кгс/см², поршневой с регулируемой (при остановленном насосе) подачей. Тип насосов НД 25/250 ДА.

4. Арматура и трубопроводы.

2.1 Основы эксплуатации узла реагентов реакторного отделения (ТВ-20).

Рабочие растворы реагентов готовятся в химическом цехе. После проверки концентрации реагентов и содержания хлорид-ионов растворы поступают на заполнение соответствующих расходных баков узла реагентов РО.

В расходных баках РО после приема реагентов также должна производиться проверка концентрации реагентов и содержание в них хлорид-ионов. При удовлетворительных результатах анализов в баках разрешается подача их в теплоноситель для поддержания норм качества воды в соответствии с требованиями ГНД 95.1.06.02.001-02. Теплоноситель I контура ядерных энергетических реакторов типа ВВЭР-1000. Технические требования. Способы обеспечения качества.

Анализы сред из соответствующих баков ТВ21,22,23ВО1 не должны выходить за пределы: - по раствору КОН - концентрация от 2 до 3%, CI < 150 мкг/л; - по раствору N₂H₄-H₂O - концентрация от 2 до 3%, CI < 150 мкг/л; - по раствору NH₃ - концентрация от 2 до 3%, CI < 150 мкг/л.

При концентрации аммиака в баке ТВ21В01 на уровне 3% необходимый расход дозировки его в подпиточную воду (и, следовательно, ход плунжере насоса-дозатора) является относительно небольшим, что затрудняет регулирование подачи насоса. Приходится выставлять очень малый ход плунжера насоса-дозатора, который трудно контролировать по месту. Поэтому инструкция допускает использование раствора аммиака с пониженной концентрацией для обеспечения плавного регулирования концентрации NH₃ в теплоносителе 1 контура и работы насосов-дозаторов с оптимальным ходом плунжера.

Дозирование гидразина в подпиточную воду на всас ПНА насосами TB20D01.02 рекомендуется производить во время операций по пуску, останову, работы блока без деаэрации продувочной воды для активного связывания избыточного свободного кислорода.

При нормальной эксплуатации блока в подпиточную воду должен непрерывно дозироваться аммиак. Аммиак постоянно теряется в цикле, и восполнение осуществляется постоянной его дозировкой на всас работающего подпиточного агрегата.

Первоначально в проекте была предусмотрена система химического контроля качества теплоносителя 1 первого контура "АРКТУР", по сигналам от датчиков которой электронный регулятор должен был автоматически устанавливать необходимую подачу аммиака в подпиточную воду. Однако из-за отсутствия в настоящее время выпуска промышленных аммиакомеров регулирование подачи аммиака производится вручную оператором РО по месту пропорционально расходу подпиточной воды.

Дозировка аммиака должна вестись с таким расчетом, чтобы концентрация NH₃ в подпиточной воде была более З мг/ дм³, и концентрация водорода в теплоносителе 1 лежала в пределах от 2,2 до 4,5 мг/дм³.

Однако превышать дозировку аммиака в подпиточную воду более 50 мг/ дм³ не следует. Основным и часто имеющим место нарушением ВХР 1 контура является именно передозировка аммиака в подпиточную воду. В этом случае превышение концентрации аммиака в подпитке приводит к вымыванию калия из катионитового фильтра (находящегося в калий-аммиачной форме), т.е. фактически происходит регенерация фильтра. Это в свою очередь приводит к резкому повышению концентрации щелочных металлов в теплоносителе 1 контура.

Для оперативного устранения такого нарушения необходимо ввести в работу катионитовый фильтр системы СВО-2, находящийся в Н форме. Это позволит поглотить избыток калия из теплоносителя и одновременно снизить величину рН теплоносителя, т.к. катионит будет эквивалентно отдавать в очищаемый теплоноситель ионы водорода в результате чего нейтрализуется избыточная щелочность.

Принцип регулирование производительности насосов можно пояснить по следующей схеме:

Рисунок 3.4 Функциональная схема регулирование производительности насосов-дозаторов аммиака.

1-клапан; 2-плунжер; 3-корпус насоса; 4-уплотнение; 5-возвратная пружина; 6-кулачок; 7-электродвигатель; 8-упорный подшипник; 9-регулирующее устройство; 10-исполнительный механизм.

Автоматическое или дистанционное регулирование производительности этих насосов осуществляется изменением хода плунжера с помощью электрического исполнительного механизма 10, выходной вал которого 9 сочленен с регулирующим устройством насоса-дозатора. Ход плунжера ограничивается выдвижением регулирующего устройства в переднее положение.

Эпизодически, для поддержания в теплоносителе 1 контура нормируемой величины концентрации щелочных металлов, производится дозировка определенного объема КОН в подпиточную воду по рекомендации водно-химической лаборатории.

Насосы-дозаторы реагентов РО относятся к насосам объемного действия, в которых подача жидкости осуществляется за счет вытеснения ее движущимся поршнем. Поршневые насосы такого типа можно пускать в ход только при открытой задвижке на напорном трубопроводе (или рециркуляции), так как пуск насоса при закрытой задвижке может привести к поломке или разрыву напорного трубопровода. Этим поршневые насосы принципиально отличаются от центробежных.

Расход аммиака зависит от количества выводимого теплоносителя из 1 контура на очистку и может быть рассчитан сл. образом:

Расход продувки 15 м³/час или 30 м³/час. Концентрация водорода в контуре от 2,2 до 4,5 мг/дм³. В результате дегазации в ДП выводится 450 или 900 л/час газообразного водорода.

При разложении аммиака по реакции 2NН₃ N₂ + 3Н₂ из 2 г-молей NН₃ образуется 3 г/моля Н₂. Один грамм-моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 литра. Из двух грамм-молей (34 г) NН₃ образуется

22,4л * 3 = 67,2л Н₂. Для восполнения потерь водорода необходимо вводить в контур 100% аммиака:

г/час или г/час

При концентрации аммиака 1% необходимо вводить:

226/10 = 22,6 л/час или 452/10 = 45,2 л/час

При эксплуатации узла реагентов реакторного отделения следует помнить, что используемые в узле ТВ20 реагенты способны оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека.

Гидразингидрат - сильный восстановитель, легко разлагается под действием катализаторов нагревания. В смеси с кислородом взрывоопасен. При контакте с окислами некоторых металлов, асбестом или активированным углем возможно самовозгорание гидразингидрата. Токсичен при поступлении в организм.

Аммиак водный технический - обладает сильными щелочными свойствами. При вдыхании аммиака высокой концентрации он может вызвать ожоги слизистой оболочки глаз, удушье, приступы кашля, головокружение.

Едкий калий - сильное основание. Как твердое вещество, так и его концентрированные его растворы вызывают очень сильные ожоги кожи. Попадание щелочи в глаза может привести к их тяжелым заболеваниям и даже потере зрения.