Теплогидравлические испытания оборудования верхнего блока

Теплогидравлические испытания оборудования верхнего блока ядерных
реакторов В-428 и В-320
В.У. Хайретдинов, С.В. Мамонтов, А.А. Воропаев, А.Б. Родионов
ФГУП ОКБ “Гидропресс”, Подольск
1 Вводная часть
1.1 Надежность и безопасность АЭС в значительной степени определяется качеством
изготовления, монтажа и наладки основного оборудования верхнего блока (ВБ) реактора,
обеспечивающих герметичность 1-го контура и работоспособность систем управления,
защиты, контроля и диагностики реактора. Ресурс надежной работы оборудования верхнего
блока во многом зависит от температурных условий его работы.
В рамках комплекса специальных пусконаладочных измерений (СПНИ), выполняемых
при вводе энергоблока в эксплуатацию, проводятся испытания вентиляционной системы ВБ
с пусконаладочным контролем ее теплогидравлических характеристик (ТГХ), контролем
температурных условий работы приводов системы управления и защиты (СУЗ),
электроразъемов, фланцевых соединений и других элементов верхнего блока на
стационарных и переходных режимах РУ в ходе горячей обкатки, физэнергопуска и
освоения проектной мощности.
1.2 Целью испытаний являлось подтверждение готовности оборудования верхнего блока
реакторных установок В-320, В-428 к проведению пусконаладочных работ; анализ
теплогидравлических особенностей работы контролируемого оборудования во взаимосвязи с
параметрами и режимами работы РУ в целом, подтверждение проектных температурных
условий работы основного оборудования, а в случае невыполнения проектных критериев
анализ причин, вызвавших отклонение от проектных критериев и выдача рекомендаций по
их устранению.
1.3 В настоящем докладе приведен сравнительный анализ конструктивных решений
вентиляционных систем ВБ реактора В-428 и серийного В-320, особенностей работы
вентиляционных систем ВБ на различных режимах, приведены результаты измерений с
использованием СПНИ, полученные при пусконаладочных работах на серийных блоках с
В-320 и на блоке №1 ТАЭС.
2 Система охлаждения ВБ (TL03) установки В-320
2.1 Верхний блок реакторной установки В-320 [1] представляет собой конструкцию,
состоящую из крышки реактора с патрубками внутриреакторного контроля, патрубком
воздушника, плотных чехлов приводов СУЗ, металлоконструкции с траверсой и
установленных приводов СУЗ типа ШЭМ-3 или ШЭМ-М. Верхний блок является сборочной
единицей реактора и находится под воздействием теплоносителя первого контура.
Система охлаждения ВБ (TL03) включает в себя три канала воздушного охлаждения.
Каждый канал состоит из вентагрегата TL03D01 (D02, D03) производительностью не
менее 27000 м3/ч, водяного воздухоохладителя TL03W01-W03 (W04-W06, W07-W09) и
затвора с электроприводом (гермоклапана) TL03S01 (S02, S03), установленного на
воздуховоде перед вентиляторным агрегатом.
Установки охлаждения ВБ размещены в центральном зале (помещение ГА-701) на
отметке 36,9 м. Принципиальная схема системы TL03 представлена на Рис. 2.1.
Циркуляция охлаждающего воздуха осуществляется следующим образом: воздух
забирается из помещения ГА-701 (центральный зал), проходит через элементы ВБ, поступает
в шестигранные кожухи приводов СУЗ, охлаждая электромагниты приводов СУЗ,
электроразъёмы датчика положения шагового (ДПШ) и электроразъемы приводов СУЗ.
Штепсельные разъёмы канала нейтронных измерений (КНИ) и температурного контроля
(ТК) охлаждаются воздухом, проходящим через три отверстия Ду10 в страховочных кольцах.
После охлаждения элементов ВБ воздух собирается в отводящем воздушном коллекторе,
расположенном в районе уплотнения патрубков крышки реактора. Из воздушного
коллектора по шести воздухоотводящим коробам воздух поступает в проложенный в бетоне
коллектор. Затем из коллектора по индивидуальному, для каждого вентагрегата воздуховоду,
воздух поступает в воздухоохладитель, и далее на всас работающего вентагрегата TL03.
1 – воздушный коллектор; 2 – теплоизоляция крышки реактора;
3 – воздуховод; 4 – воздухоохладитель; 5 – гермоклапан; 6 – вентиляторный агрегат.
Рис. 2.1 – Система охлаждения верхнего блока TL03
Вентагрегаты, находящиеся в резерве, отключаются от работающего герметичными
затворами, расположенными на всасе вентагрегатов.
Расчетное значение температуры воздуха на выходе из воздушного коллектора ВБ не
должно превышать 100°С. В воздухоохладителе воздух охлаждается до температуры 50°С и
сбрасывается в помещение боксов парогенераторов А500/1.
2.2 Система контроля ТГХ верхнего блока включает в себя термоконтроль элементов
основного оборудования и параметров охлаждающего воздуха, а именно:
- температуры охлаждающего воздуха на входе в привод СУЗ;
- температуры охлаждающего воздуха на выходе из четырёх приводов СУЗ;
- температуры электроразъёмов ДПШ и электромагнитов;
- температуры наружной поверхности электромагнитов привода СУЗ;
- температуры поверхности нижней плиты воздушного коллектора верхнего блока и
воздуха около неё;
- температуры воздуха в отводящих коробах на выходе из воздушного коллектора,
расположенных по осям реактора I, III;
- температуры внешней поверхности тепловой изоляции верхнего блока по осям
реактора I, III;
- температуры внутренней поверхности тепловой изоляции верхнего блока по осям
реактора I, III;
- температуры поверхности фланца реактора по осям реактора I, III;
- температуры внешней поверхности крышки реактора между осями реактора I, IV;
- расхода охлаждающего воздуха через четыре привода СУЗ;
Для температурного контроля использовались преобразователи термоэлектрические
(термопары) СПНИ градуировки ХА в комплекте с автономным измерительными модулями
типа IMP 3595 1С, штатные средства термоконтроля, а для контроля расходов (скоростей)
охлаждающего воздуха применяются анемометры воздушные типа АПР-2 в комплекте с
многоканальным измерительным усилителем MGC Plus.
2.3 Проектные критерии в режиме нормальной эксплуатации при включенной системе
вентиляции TL03:
не более 60
- температура воздуха на входе в привод СУЗ, °С
- расход воздуха через привод СУЗ ШЭМ-3 (ШЭМ-М), м3/ч
250 (400+50)
не более 85
- температура штепсельных разъемов для системы контроля КНИ, °С
не более 100
- температура штепсельных разъемов канала ТК, °С
- температура наружной поверхности электромагнитов приводов СУЗ,°С не более 150
не более 110
- температура наружной поверхности теплоизоляции ВБ, °С
не более 100
- температура воздуха на выходе из отводящего коллектора, °С
не более 100
- температура наружной поверхности датчиков ДПШ, °С
2.4 Как видно из схемы система охлаждения ВБ реакторной установки В-320 не
замкнутая и температурные условия работы охлаждаемого оборудования ВБ при работе
системы охлаждения ВБ зависят от температуры воздуха под гермооболочкой в районе ВБ,
производительности работающего вентагрегата, гидравлического сопротивления воздушного
тракта, ведущего от данного элемента оборудования ВБ к работающему вентилятору,
подсоса воздуха через неплотности вентиляционной системы
2.5 Измерения, проведенные с использованием СПНИ в ходе пусконаладочных работ на
3 блоке Калининской АЭС (КАЭС), 4 блоке Ровенской АЭС (РАЭС) и 2 блоке Хмельницкой
АЭС (ХАЭС) показали, что в режиме нормальной эксплуатации система охлаждения ВБ
реакторной установки В-320 в целом обеспечивает проектный температурный режим работы
элементов оборудования ВБ, однако на всех блоках была отмечена зависимость расхода
воздуха через привод СУЗ, а также температуры элементов оборудования ВБ от того какой
вентагрегат в данный момент в работе (Рис. 2.2-2.8). На 4 блоке РАЭС и 2 блоке ХАЭС при
раздельной работе вентагрегатов системы TL03 было отмечено превышение проектного кри-
Вкл. TL03D01
В работе
TL03D02, TL03D03
Откл. TL03D03
В работе TL03D03
Вкл. TL03D02
110
В работе
TL03D01, TL03D03
Откл. TL03D01
В работе TL03D01
Вкл. TL03D03
Т, °С
120
В работе TL03D02
В работе
TL03D01, TL03D02
100
90
80
70
60
50
40
30
10:00
10:30
11:00
11:30
12:00
12:30
13:00
13:30
14:00
14:30
15:00
BK32 - температура отводящего воздушного коллектора
BK27 - температура электромагнита привода СУЗ
BK30 - температура выхода охлаждающего воздуха из привода СУЗ
BK25 - температура электромагнита привода СУЗ
BK24 - температура воздуха на входе в привод СУЗ
BK20 - температура электроразъема привода СУЗ
BK12 - температура электроразъема ТК
BK16 - температура электроразъема КНИ
15:30
16:00
t, час
Рис. 2.2. КАЭС. Этап освоения проектной мощности. Изменение температуры
электромагнитов привода СУЗ, электроразъемов и на выходе из воздушного коллектора и из
привода СУЗ при различном сочетании работающих вентагрегатов. 17.02.05 г. N=49%Nном
В работе TL03D01
В работе
TL03D01, TL03D03
100
Откл. TL03D01
Т, °С
105
В работе
TL03D02, TL03D03
В работе TL03D03
В работе TL03D02
В работе
TL03D01, TL03D02
95
90
85
10:30
11:00
11:30
12:00
12:30
13:00
13:30
14:00
Вкл. TL03D01
70
10:00
Откл. TL03D03
75
Вкл. TL03D02
Вкл. TL03D03
80
14:30
15:00
15:30
BK32 - температура отводящего воздушного коллектора
30YCR71CT001 - температура воздуха на выходе из верхнего блока
30YCR71CT002 - температура воздуха на выходе из верхнего блока
30YCR71CT003 - температура воздуха на выходе из верхнего блока
16:00 t, час
Рис. 2.3 КАЭС. Этап освоения проектной мощности. Изменение температуры на выходе
из ВБ при различном сочетании работающих вентагрегатов. 17.02.05 г. N=49%Nном
140
130
120
В р аб о те
T L03D02
В р аб о те
T L03D02 и
TL03D01
В р аб о те
TL03D01 и
T L03D03
В р аб о те
TL03D03
100
90
80
70
60
50
1 3 :3 0
1 3 :4 5
1 4 :0 0
1 4 :1 5
1 4 :3 0
1 4 :4 5
1 5 :0 0
1 5 :1 5
1 5 :3 0
1 5 :4 5
1 6 :0 0
1 6 :1 5
1 6 :3 0
Вр ем я, ч
BK1 - Т охлаждающего воздуха на входе в привод 08-29
BK2 - Т охлаждающего воздуха на выходе из привода 08-29
BK3 - Т охлаждающего воздуха на выходе из привода 07-18
BK4 - Т охлаждающего воздуха на выходе из привода 13-36
BK5 - Т охлаждающего воздуха на выходе из привода 03-36
BK9 - Т верхнего электромагнита привода 08-29
BK10 - Т среднего электромагнита привода 08-29
BK11 - Т нижнего электромагнита привода 08-29
Рис. 2.4. РАЭС. Изменение температуры охлаждающего воздуха на входе и выходе из
приводов СУЗ и поверхности электромагнитов привода СУЗ в ячейке 08-29 при различном
сочетании работающих вентагрегатов 30.11.2004 г. N=75%Nном
900
Попытки
включить в
работу
TL03D01
800
Расход, м /ч
700
3
Температура, o С
110
В р аб о те
TL03D01
600
В работе
TL03D01
500
400
В работе
TL03D02
300
13:30
13:45
14:00
14:15
В работе
TL03D02 и
TL03D01
14:30
14:45
В работе
TL03D01 и
TL03D03
15:00
15:15
15:30
В работе
TL03D03
15:45
16:00
16:15
16:30
Время,ч
BVT1 - расход охлаждающего воздуха на входе в привод 08-27
BVT3 - расход охлаждающего воздуха на входе в привод 13-36
BVT2 - расход охлаждающего воздуха на входе в привод 07-18
BVT4 - расход охлаждающего воздуха на входе в привод 03-36
Рис. 2.5. РАЭС. Изменение расходов охлаждающего воздуха на входе в приводы СУЗ
при различном сочетании работающих вентагрегатов 30.11.2004 г. N=75%Nном
110
100
90
Температура, o С
В работе
TL03D02 и
TL03D01
В работе
TL03D02
80
В работе
TL03D01
В работе
TL03D03
В работе
TL03D01 и
TL03D03
70
60
50
40
30
13:30
13:45
14:00
14:15
14:30
14:45
15:00
15:15
15:30
15:45
16:00
16:15
16:30
Время, ч
YC71T01H1- T охлаждающего воздуха на входе в верхний блок
YC71T02H1- T охлаждающего воздуха на входе в верхний блок
YC71T04H1- T охлаждающего воздуха на выходе из верхнего блока
YC71T03H1- T охлаждающего воздуха на входе в верхний блок
YC71T05H1- T охлаждающего воздуха на выходе из верхнего блока
YC71T06H1- T охлаждающего воздуха на выходе из верхнего блока
BK16 - Т воздуха в отводящем воздушном коробе
BK17 - Т воздуха в отводящем воздушном коробе
BK7 - Т электрических разъемов УП 2 и электромагнитов
BK8 - Т электрических разъемов УП 2 и электромагнитов
Рис. 2.6. РАЭС. Изменение температуры охлаждающего воздуха на входе и выходе из
верхнего блока, в отводящем воздушном коробе и поверхности электрических разъемов УП
2 при различном сочетании работающих вентагрегатов 30.11.2004 г. N=75%Nном
140
130
120
В работе
TL03D01
В работе
TL03D02
В работе
TL03D03
В работе
TL03D02 и
TL03D03
Температура, o С
110
В работе
TL03D01 и
TL03D03
В работе
TL03D02 и
TL03D01
100
90
80
70
60
50
9:15
9:30
9:45
10:00
10:15
10:30
10:45
11:00
11:15
11:30
11:45
12:00
Время, ч
BK1 - Т охлаждающего воздуха на входе в привод 08-29
BK2 - Т охлаждающего воздуха на выходе из привода 08-29
BK3 - Т охлаждающего воздуха на выходе из привода 07-18
BK4 - Т охлаждающего воздуха на выходе из привода 13-36
BK5 - Т охлаждающего воздуха на выходе из привода 03-36
BK9 - Т верхнего электромагнита привода 08-29
BK10 - Т среднего электромагнита привода 08-29
BK11 - Т нижнего электромагнита привода 08-29
Рис. 2.7. РАЭС. Изменение температуры охлаждающего воздуха на входе и выходе из
приводов СУЗ и поверхности электромагнитов привода СУЗ в ячейке 08-29 при различном
сочетании работающих вентагрегатов 10.01.2005 г . N=100%Nном
12:15
110
100
90
В работе
TL03D01
80
Температура, o С
В работе
TL03D03
В работе
TL03D02
В работе
TL03D02 и
TL03D03
В работе
TL03D01 и
TL03D03
В работе
TL03D02 и
TL03D01
70
60
50
40
30
9:15
9:30
9:45
10:00
10:15
10:30
10:45
11:00
11:15
11:30
11:45
12:00
12:15
Время, ч
YC71T01H1- T охлаждающего воздуха на входе в верхний блок
YC71T02H1- T охлаждающего воздуха на входе в верхний блок
YC71T04H1- T охлаждающего воздуха на выходе из верхнего блока
YC71T03H1- T охлаждающего воздуха на входе в верхний блок
YC71T05H1- T охлаждающего воздуха на выходе из верхнего блока
YC71T06H1- T охлаждающего воздуха на выходе из верхнего блока
BK16 - Т воздуха в отводящем воздушном коробе
BK17 - Т воздуха в отводящем воздушном коробе
BK7 - Т электрических разъемов УП 2 и электромагнитов
BK8 - Т электрических разъемов УП 2 и электромагнитов
Рис. 2.8 – РАЭС. Изменение температуры охлаждающего воздуха на входе и выходе из
верхнего блока, в отводящем воздушном коробе и поверхности электрических разъемов УП
2 при различном сочетании работающих вентагрегатов 10.01.2005 г .N=100%Nном
терия «температура воздуха на входе в кожух центрального привода» как по показаниям
термопреобразователей СПНИ, так и по показаниям штатного датчика температуры
YC71T06, расположенного наиболее близко к центру верхнего блока под
дистанционирующей решеткой, но при этом температурный режим работы элементов ВБ по
показаниям термопреобразователей СПНИ не превышает предельно-допустимых значений.
Основные результаты контроля теплогидравлических характеристик представлены в
таблицах 2.1-2.3
Таблица 2.1
Значения температур, контролируемых на ВБ на РАЭС
Наименование
Критерий
Этап
Этап
Подэтап Подэтап Подэтап
ХГО физпуска 40%Nном 75%Nном 100%Nном
параметра
Температура воздуха не более
60
67
56
67
66
69
на входе в привод, °С
Температура
не более
наружной поверхности
150
электромагнитов приво146
86
100
95
100
дов СУЗ ШЭМ-М, °С
Температура
не более
наружной поверхности
110
блока изоляции в районе
приварки
рёбер
жёсткости, °С
73
88
102
90
80
Температура воздуха не более
на выходе из воздушного
100
80
113
96
99
101
коллектора, °С
Таблица 2.2
Величины температур, контролируемых на ВБ на ХАЭС
Этап
Этап
Этап
Наименование
Критерий
Этап
Этап
физпуска 40%Nном 75%Nном 100%Nном
параметра
ХГО
Температура воздуха на не более
60
67
45
48
58
62
входе в привод, °С
Температура
наружной не более
поверхности
электро150
магнитов приводов СУЗ
123
120
134
142
142
ШЭМ-М, °С
Температура наружной не более
поверхности
110
теплоизоляции
61
73
79
80
80
верхнего блока, °С
Температура воздуха на не более
выходе из воздушного
100
коллектора, °С
80
89
96
99
101
Таблица 2.3
Значения температуры основных элементов ВБ при работе РУ на различных
уровнях мощности на КАЭС
Наименование параметра
Температура воздуха
на входе в привод СУЗ, °С
Расход воздуха через
привод СУЗ, м3/ч
Температура
штепсельных разъемов
канала контроля
нейтронных измерений
(КНИ), °С
Температура
штепсельных разъемов
канала ТК, °С
Температура
наружной поверхности
электро-магнитов приводов
СУЗ ШЭМ-3, °С
Температура
наружной поверхности
электрических разъёмов
привода СУЗ ШЭМ-3, °С
Температура
наружной поверхности
теплоизоляции ВБ, °С
Температура воздуха на
выходе из привода СУЗ, °С
Температура воздуха на
выходе из отводящего
коллектора, °С
Критерий
не более
60
250
Режим работы РУ
МКУ
N=50% N=75% N=90% N=100%
N=0
N=100%
(28.11.04) (17.02.05) (6.04(3.05.05) (29.08.05) без охлаждбез охлажд
9.04.05)
τ=56 мин τ=30 мин
46
50
52
60
290÷330 236÷360 228÷350 250÷330
44
90
49
-
-
-
не более
85
35
41
39
42
40
66
45
51
50
50
43
60
47
48
не более
150
41
56
67
41
64
75
65
65
75
52
71
83
52
70
82
58
117
127
47
96
109
не более
100
89
37
36
102
50
49
107
54
53
110
61
60
111
51
57
150
66
66
139
69
68
36
44
45
49
50
63
68
88
85
72
79
89
66
96
84
93
100
70
98
89
105
103
65
99
94
97
-
67
100
93
-
66
115
113
119
121
67
126
141
122
83
87
105
97
92
94
-
не более
100
не более
110
не более
100
не более
100
3 Рециркуляционная система охлаждения ВБ KLA30 реакторной установки В-428
3.1 Рециркуляционная система KLA30 реакторной установки В-428. (Рис. 3.1)
предназначена для охлаждения приводов системы управления и защиты (СУЗ), соединителей
электрического питания датчика ДПШ и электромагнитов приводов СУЗ и состоит из
четырех параллельных установок (две рабочих, две резервных), каждая из которых состоит
из вентагрегата с охладителем воздуха, в который поступает охлаждающая вода
промконтура, запорных клапанов, воздуховодов и средств КИП. Воздух с напора
вентилятора по вентиляционному коробу поступает на ВБ, распределяется по каналам,
отбирает тепло у основных элементов верхнего блока, нагревается, собирается в коллекторе,
по обратному вентиляционному коробу поступает в охладитель, охлаждается и поступает на
всас вентилятора.
1
2
PIS
CP001
3
KLA30
AA111
KLA30
AC011
KAA14AA138
KLA30
AN011
KAA14AA139
KLA30
AC021
KAA44AA138
KLA30
AN021
KAA44AA139
TIAS
CT009
KLA30
AC031
KAA14AA140
KLA30
AN031
TIAS
CT010
KAA14AA141
KAA44AA142
KAA44AA141
KLA30
AC011
KLA30
AN041
TIAS
CT004
TIAS
CT005
TIAS
CT006
TIAS
CT007
TIAS
CT008
KLA30
AA632
PIS
CP004
KLA30
AA111
TIAS
CT003
KLA30
AA622
PIS
CP003
KLA30
AA131
TIAS
CT002
KLA30
AA612
PIS
CP002
KLA30
AA121
TIAS
CT001
KLA30
AA642
1 – вентагрегат; 2 – воздухоохладитель; 3 – гермоклапан.
Рис. 3.1 Схема рециркуляционной системы KLA30.
3.2 Система контроля ТГХ верхнего блока включает в себя термоконтроль элементов
основного оборудования и параметров охлаждающего воздуха, а именно:
- температуру охлаждающего воздуха на входе в приводы;
- температуру охлаждающего воздуха на выходе из приводов;
- температуру соединителей электрического питания датчика ДПШ, электромагнитов
привода СУЗ и охлаждающего воздуха возле них;
- температуру катушек электромагнитов приводов СУЗ (наружная поверхность);
- температуру штепсельного разъема измерительного канала КНИТ и воздуха возле него;
- температуру узлов уплотнения колена воздушника;
- температуру охлаждающего воздуха на выходе из верхнего блока, нижней плиты
коллектора под теплоизоляцией и воздуха возле нижней плиты коллектора;
- температуру наружной поверхности изоляции верхнего блока;
- температуру внутренней поверхности изоляции верхнего блока;
- температуру поверхности фланца реактора;
- температуру поверхности крышки реактора;
- температуру узла уплотнения измерительного канала КНИТ;
- расходов (скоростей) воздуха от системы охлаждения верхнего блока по приводам
СУЗ.
Измерения проводились на этапах горячей обкатки, физпуска, энергопуска и освоении
проектной мощности на режимах:
- разогрев оборудования РУ до параметров гидравлических испытаний;
- гидравлические испытания первого контура;
- разогрев РУ до параметров «горячего» состояния;
- плановый набор мощности реакторной установки до 12, 25, 40, 50, 75, 100% от
номинальной мощности и работа в стационарных режимах;
- сброс нагрузки до нагрузки собственных нужд;
- полное обесточивание АЭС;
- расхолаживание реакторной установки до «холодного» состояния.
Для температурного контроля использовались преобразователи термоэлектрические
(термопары) градуировки ХА в комплекте с автономным измерительными модулями типа
IMP 3595 1С, а для контроля расходов (скоростей) охлаждающего воздуха применяются
анемометры воздушные типа АПР-2 в комплекте с многоканальным измерительным
усилителем MGC Plus.
3.3 Система охлаждения ВБ реакторной установки В-428 замкнутая и, как показали
измерения, при работе системы охлаждения ВБ независимо от того, какие вентагрегаты в
работе, расход воздуха через привода остается постоянным. Температурные условия работы
охлаждаемого оборудования ВБ зависят от температуры охлаждающей воды промконтура
ответственных потребителей системы КАА, поступающей в воздухоохладители (Рис. 3.23.5).
Основные результаты измерений теплогидравлических характеристик системы
охлаждения верхнего блока KLA30 приведены в таблице 3.1.
4 Цели и задачи испытаний с использованием СПНИ
4.1 Задачами контроля теплогидравлических характеристик ВБ реактора при вводе в
эксплуатацию являются:
- получение информации и оценка соответствия проектным критериям данных о
температурных условиях работы элементов оборудования;
- своевременное принятие мер в случае выявления нарушений и замечаний в работе
(эксплуатации) оборудования и систем, влияющих на его работоспособность и ресурс;
- подтверждение готовности оборудования к проведению работ на последующих этапах
ПНР;
- анализ теплогидравлических особенностей работы контролируемого оборудования во
взаимосвязи с параметрами и режимами работы РУ в целом.
Конечной задачей испытаний, после обработки их результатов, является сравнение
фактических и проектных значений характеристик, выявление имеющих место отклонений и
их причин, выдача рекомендаций по оптимизации работы оборудования.
4.2 В ходе пусконаладочных работ на блоке №3 КАЭС, на блоке №2 ХАЭС и на блоке
№4 РАЭС при анализе результатов измерений на этапе ГО и ФП были даны рекомендации
по оптимизации работы системы охлаждения ВБ, что и было реализовано во время
проведения ППР.
Так, на 3 блоке КАЭС работы по регулировке открытия-закрытия затвора у вентагрегата
TL03D02, в период ремонтного расхолаживания привел к более равномерному
распределению расхода воздуха через привода СУЗ и, как следствие, при работе TL03D02
температура ВБ стала минимальной.
53
100
BK40 T=52ºC
BK40 T=52ºC
52
90
51
80
50
BK12 T=48ºC
49
BK28 T=46,5ºC
BK12 T=48ºC
60
47
46
50
45
40
44
43
30
42
20
41
BK41 T=44ºC
40
11:00
11:15
11:30
11:45
12:00
BK41 T=44ºC
12:15
12:30
12:45
13:00
BK12
1 JKT 00 FX801X XQ02
13:15
13:30
10
13:45
T ime, h
BK40
BK28
BK41
Рис. 3.2 ТАЭС. Изменение температуры охлаждающего воздуха на входе в привода СУЗ
при различном сочетании работающих вентагрегатов. 12.01.07 г. N=100%Nном
49
100
BK44 T=48ºC
BK44 T=48ºC
90
48
80
47
70
BK39 T=46ºC
46
60
N,Nnom
Temperature, o C
BK39 T=46ºC
50
45
BK14 T=46ºC
40
44
30
BK14 T=45ºC
43
20
42
11:00
11:15
11:30
11:45
12:00
12:15
12:30
12:45
13:00
13:15
13:30
T ime, h
BK44
BK39
BK14
1 JKT 00 FX801X XQ02
Рис. 3.3 ТАЭС. Изменение температуры электрических разъемов при различном
сочетании работающих вентагрегатов. 12.01.07 г. N=100%Nном
10
13:45
N,Nnom
Temperature, o C
70
BK28 T=46,5ºC
48
100
140
135
98
130
BK18 T=133ºC
BK18 T=132ºC
96
125
94
92
BK20 T=112ºC
115
90
110
BK60 T=105ºC
105
88
BK42 T=104ºC
100
N, %Nnom
Temperature, oC
120
BK47 T=101ºC
86
95
84
90
BK29 T=84ºC
BK59 T=86ºC
82
85
BK43 T=84ºC
80
11:00
11:15
11:30
11:45
12:00
12:15
80
12:30
12:45
13:00
13:15
13:30
BK47
BK59
BK60
1 JKT00 FX801X XQ02
13:45
Time, h
BK29
BK20
BK18
BK42
BK43
Рис. 3.4 ТАЭС. Изменение температуры поверхности электромагнитов приводов СУЗ
при различном сочетании работающих вентагрегатов. 12.01.07 г. N=100%Nном
33
32
31
Temperature, o C
30
29
28
27
26
25
11:00
11:15
11:30
11:45
12:00
температура воды в промконтуре KAA10CT004
в работе KLA30AN011
в работе KLA30AN031
12:15
12:30
T ime, h
12:45
13:00
13:15
13:30
13:45
температура воды в промконтуре KAA40CT004
в работе KLA30AN021
в работе KLA30AN041
Рис. 3.5 ТАЭС. Изменение температуры воды в промконтуре при проведении испытаний.
12.01.07 г. N=100%Nном
Таблица 3.1
Основные результаты измерений теплогидравлических характеристик системы
охлаждения верхнего блока KLA30 установки В-428
№
Наименование
параметра
Крите
-рий
Точки
измерения
Измеренные значения парамет-ров при работе на мощности:
1KLA30CT001
1KLA30CT002
1KLA30CT003
1KLA30CT004
1KLA30CT005
1KLA30CT006
1KLA30CT007
1KLA30CT008
BK40 (08-27)
60
BK28 (08-19)
BK41 (02-29)
BK12 (08-39)
39
39
38
38
39
39
38
38
48
44
42
45
12 %
Nном
29
29
29
29
28
29
30
29
41
35
34
36
1KLA30CT009
83
75
76
80
87
87,9
90
1KLA30CT010
83
75
76
80
88
88,5
90
BVT1 (08-27)
BVT2 (08-19)
BVT4 (02-29)
BVT3 (08-39)
290
472
446
304
320
520
490
315
320
520
490
315
320
517
489
315
320
520
490
315
320
520
490
315
300
535
500
460
BK6 (ось 1)
BK24 (ось 2)
BK11 (ось 3)
BK5 (ось 4)
91
76
102
81
100
81
99
82
101
83
101
83
105
87
105
87
111
92
112
92
-
115
97
117
96
92
83
104
87
ВК44
44
35
36
38
45
45
48
50
ВК39
43
37
38
40
46
45
46
49
ВК14
44
37
38
40
46
45
46
60
ВК20 (08-27)
ВК18 (08-27)
93
112
85
104
87
107
96
115
105
125
107
128
112
133
123
149
ВК29 (08-19)
ВК42 (08-19)
76
94
71
89
73
91
76
94
82
101
82
102
84
104
103
129
ВК43 (02-29)
ВК47 (02-29)
75
91
69
85
71
87
73
90
80
98
81
98
84
101
105
129
ВК59 (08-39)
ВК60 (08-39)
78
95
71
88
73
90
76
93
84
101
84
102
86
105
103
129
МКУ
1
2
Температура
охлаждающего
воздуха на входе в
верхний блок, °С, не
более
Температура
воздуха на входе в
привод СУЗ ШЭМ3, °С, не более
Температура
охлаждающего
воздуха на выходе
из верхнего блока,
°С, не более
Расход воздуха
4
через привод, м3/ч,
не менее
3
Температура
наружной
поверхности
тепловой изоляции
верхнего блока, °С,
не более
Температура
6
штепсельного
разъёма
измерительного
канала КНИТ, °С,
не более
7 Температура
наружной
поверхности
электровводов
датчиков ДПШ и
питания
электромагнитов,
°С, не более
Допустимая
8
температура
наружной
поверхности
катушек
электромагнитов
приводов СУЗ при
нормальных
условиях
эксплуатации не
более, °С
5
50
100
250
110
60
60
195
25 %
Nном
29
29
29
29
28
29
30
29
41
35
34
36
40 %
Nном
31
32
32
32
32
32
31
31
45
39
37
39
50 %
Nном
38
39
38
38
38
38
38
38
52
47
44
47
75 % 100 %
Nном Nном
38
37
39
37
38
39
37
38
38
36
38
36
38
38
38
38
51
52
46
46
43
44
47
48
Обесточивание
На блоке №2 ХАЭС и блоке №4 РАЭС на верхнем блоке установлены привода СУЗ
ШЭМ-М чешского производства, что предъявляет требование - расход воздуха через привод
не менее (400+50) м3/ч.
В результате настройки открытия-закрытия затвора у вентагрегатов, устранения
присосов воздуха в месте приварки шестигранных кожухов к воздушному коллектору и
через съемные резиновые соединительные манжеты коробов отвода охлаждающего воздуха
на 4 блоке РАЭС удалось добиться расхода воздуха через привод не менее 400 м3/ч, но
температура на входе в кожух центрального привода (69°C) превышает проектное значение
(не более 60°C).
На 2 блоке ХАЭС на этапе ГО было отмечено, что подключение второго вентагрегата
системы 2TL03 для совместной работы приводит к резкому росту температуры на входе в
кожухи приводов. Как было указано в акте, выпущенном по итогам этапа ГО причиной
повышения температуры воздуха на входе в кожухи приводов при подключении второго
вентагрегата системы 2TL03 для совместной работы является неплотность между
теплоизоляцией и воздушным коллектором ВБ и, в результате, приток горячего воздуха из
под теплоизоляции. Устранение неплотности между теплоизоляцией и воздушным
коллектором ВБ привело к тому, что подключение второго вентагрегата системы 2TL03 для
совместной работы уменьшает температуру на входе в кожухи приводов и улучшает
охлаждение ВБ. В заключительном отчете было указано требование главного конструктора
РУ, что для обеспечения нормального температурного режима работы оборудования
верхнего блока в работе должны находиться одновременно два вентагрегата системы 2TL03.
4.3 В процессе измерений на этапе горячей обкатки на блоке №1 ТАЭС были выявлены
превышения критериев по температуре охлаждающего воздуха на входе и выходе привода
СУЗ ШЭМ-3, расположенного в центральной части верхнего блока (08-27), а также в
воздушном коллекторе верхнего блока.
При одновременной работе двух вентагрегатов КLA30 (проектное состояние) в
различных комбинациях температура на входе в привод 08-27 находилась в пределах 6976оС, а на выходе 105-117 оС, что не соответствовало проектным критериям.
При проведении внешнего осмотра в процессе испытаний рециркуляционной системы
вентиляции KLA30 были выявлены значительные утечки охлаждающего воздуха из объема
верхнего блока через проемы над шандорами бассейна ревизии (проем размером ~ 0,3х5 м) и
бассейна выдержки топлива (~ 0,3х1 м).
Переток воздуха через выявленные проемы составил около 15000 м3/ч (измерения
проводились переносным прибором TESTO 400). Исключение перетока воздуха через
выявленные проемы (перекрытие проемов) позволило снизить температуру элементов
основного оборудования до значений, удовлетворяющих проектным требованиям.
Измерения, проведенные на последующих этапах, подтвердили правильность принятого
решения.
5 Режим с перерывом подачи охлаждающего воздуха на ВБ
5.1 В ходе пусконаладочных работ на блоке №3 КАЭС, на блоке №2 ХАЭС и на блоке
№1 ТАЭС проводились испытания режима с перерывом подачи охлаждающего воздуха на
верхний блок, который является наиболее теплонапряженным режимом для ВБ.
Наиболее продолжительный (1 ч 50 мин) перерыв в работе системы охлаждения ВБ TL03
был зафиксирован 16.09.2005 на блоке №3 КАЭС при работе РУ в режиме "горячий
останов" (Рис. 5.1). При этом превышение установленных критериев зафиксировано в
следующих точках контроля:
- температура воздуха на входе в привод СУЗ - 78°С;
- температура воздуха на выходе из привода СУЗ - 149°С;
- температура фиксирующего электромагнита привода СУЗ 08-29 - 158°С;
температура воздуха в отводящем воздушном коллекторе - 132°С (критерий ≤100°С)
Однако, полученные значения температуры для фиксирующего электромагнита привода
СУЗ не превышают установленные ограничения, равные 250 °С.
Т, °С
160
Т=149°С
Т=158°С
150
Т=140°С
140
Откл. TL03
Т=131°С
130
120
В работе TL03D02
110
Перерыв
в работе
всех TL03
100
90
80
70
60
50
40
30
22:30
22:45
23:00
23:15
23:30
23:45
0:00
0:15
BK27 - температура нижнего электромагнита привода СУЗ
BK26 - температура среднего электромагнита привода СУЗ
BK32 - температура воздуха в отводящем воздушном коллекторе
BK24 - температура воздуха на входе в привод СУЗ
BK16 - температура электроразъема КНИ
0:30
0:45
1:00
1:15
1:30
1:45
2:00
2:15
2:30
2:45
BK31 - температура охлаждающего воздуха на выходе из привода СУЗ
BK25 - температура верхнего электромагнита привода СУЗ
BK20 - температура электроразъема привода СУЗ
BK12 - температура электроразъема ТК
Рис. 5.1. КАЭС. Изменение температуры элементов ВБ при работе РУ в режиме "горячий
останов" при перерыве подачи охлаждающего воздуха. 16-17.09.2005 г
4.2 На блоке №1 ТАЭС на этапе «Физический пуск реактора» на МКУ мощности
проводились испытания режима с перерывом подачи охлаждающего воздуха на верхний
блок в течение 30 минут. Результаты испытаний и измерений удовлетворяют приемочным
критериям. Подтверждены проектные температурные условия работы элементов верхнего
блока в режиме с перерывом подачи охлаждающего воздуха на верхний блок (Рисунки 5.25.3). Все проектные критерии для режима с перерывом подачи охлаждающего воздуха на
верхний блок были выполнены.
6 Выводы
6.1 Анализ результатов измерений с применением СПНИ на всех этапах ввода в
эксплуатацию в ходе пусконаладочных работ на блоке №1 ТАЭС, на блоке №3 КАЭС, на
блоке №2 ХАЭС и на блоке №4 РАЭС показал следующее:
1.Температурные условий работы основных элементов верхнего блока (приводов
системы управления и защиты, электроразъемов) при работе системы охлаждения ВБ в
целом соответствуют проектным требованиям.
2. При нормальных условиях эксплуатации рециркуляционная система охлаждения ВБ
KLA30, примененная на В-428 обеспечивает более стабильный расход охлаждающего
воздуха через привода, чем система TL03, применяемая на В-320, независимо от того, какие
вентагрегаты находятся в работе, обеспечивает выполнение теплогидравлических проектных
требований, указанных в программе испытаний ВБ в ходе пусконаладочных работ при
установленных 85 приводах СУЗ ШЭМ-3 (проектное количество для первой загрузки) и
максимальной проектной температуре охлаждающей воды промконтура ответственных
потребителей системы КАА.
3:00 t, час
65
ВК14-Температура соединителя электрического питания электромагнита
привода СУЗ
ВК39-Температура соединителя электрического питания датчика ДПШ
ВК44-Температура штепсельно-го разъема измерительного канала КНИТ
60
о
Температура, С
55
50
45
40
35
6:01
6:06
6:11
6:16
6:21
6:26
6:31
6:36
6:41
6:46
6:51
6:56
7:01
7:06
7:11
7:16
7:21
7:26
7:31
7:36
7:41
Время, ч
BK39
BK14
BK44
Рис. 5.2. ТАЭС. Изменение температуры элементов ВБ при работе РУ на МКУ мощности при
перерыве подачи охлаждающего воздуха. 7.12.2005 г .
150
145
140
135
130
125
Температура, °С
о
Temperature, С
120
115
110
105
100
95
90
85
80
75
70
6:00
6:05
6:10
6:15
6:20
6:25
6:30
6:35
6:40
6:45
6:50
6:55
7:00
Время,
Time, hч
BK29
BK20
BK18
BK42
BK43
BK47
BK59
BK60
ВК20 - температура наружной поверхности катушки электромагнита(08-27) ВК18 - температура наружной поверхности катушки электромагнита(08-27)
ВК29 - температура наружной поверхности катушки электромагнита (08-19) ВК42 - температура наружной поверхности катушки электромагнита(08-19)
ВК43 - температура наружной поверхности катушки электромагнита(02-29) ВК47 - температура наружной поверхности катушки электромагнита(02-29)
ВК59 - температура наружной поверхности катушки электромагнита(08-39) ВК60 - температура наружной поверхности катушки электромагнита(08-39)
Рис. 5.3. ТАЭС. Изменение температуры элементов ВБ при работе РУ на МКУ мощности
при перерыве подачи охлаждающего воздуха. 7.12.2005 г
Эта система менее чувствительна к небольшим подсосам воздуха, чем система TL03, не
имеет съемных резиновых соединительных манжет коробов отвода охлаждающего воздуха
(подача и отвод воздуха осуществляются по металлическим коробам).
3. Для режима с перерывом подачи охлаждающего воздуха на верхний блок лучшие
температурные условий работы основных элементов верхнего блока отмечены у В-320, за
счет свободного доступа воздуха из центрального зала к верхнему блоку и осуществления
охлаждения оборудования ВБ за счет естественной циркуляции воздуха.
4. Для ВБ установки В-320, укомплектованного приводами СУЗ ШЭМ-3 российского
производства система охлаждения ВБ TL03 обеспечивает выполнение теплогидравлических
проектных требований, указанных в программе испытаний ВБ в ходе пусконаладочных
работ при работе одного вентагрегата, тогда как для ВБ установки В-320, укомплектованного
приводами СУЗ ШЭМ-М чешского производства проектные требования полностью
выполняются только при работе двух вентагрегатов одновременно. В заключительном отчете
по проведению пусконаладочных испытаний ВБ блоков №2 ХАЭС №4 РАЭС было указано
требование главного конструктора РУ, что для обеспечения нормального температурного
режима работы оборудования верхнего блока в работе должны находиться одновременно два
вентагрегата системы TL03.
Список литературы
1. Овчинников Ф.Я., Вознесенский В.А., Семенов В.В. «Эксплуатационные режимы АЭС с
ВВЭР-1000». Энергоатомиздат, 1992.