1. 2. 3. 4.

Механизмы повреждений теплообменной поверхности
ПВД, ПНД и конденсатров на АЭС с ВВЭР и РБМК
ВНИИАЭС - В.И. Бараненко, В.А. Юрманов,
С.А. Баклашов.
ООО Энергомашпроект – А.В. Кумов
ЦНИИ КМ Филимонов Г.Н., Счастливая И.А.
Подольск
29 мая – 01 июня 2007 года
Внешний вид конденсатора турбины К-1000-60/1500
(КлнАЭС)
.
2
Паровая турбина К-1000-60/1500 ХТЗ с боковыми конденсаторами
(КлнАЭС)
.
3
Типовая конструкция конденсатора
К-220-44, К500-65/3000 (ЛАЭС)
.
4
Pitting Resistance Equivalent (PRE)
= % Cr + 3,3% Mo + 16% N
.
Сталь,
марка
Cr
Ni
Mo
N
Структура (аустенит,
феррит)
PRE
08Х18Н10Т
18
10
-
-
А
18
304
18,5
9
-
-
А
18,5
08Х17Н13М2Т
17
13
2,1
-
А
24
316L
17,5
13
2,6
-
А
26
08Х22Н6Т
22
6
-
-
50% Ф + 50% А
22
SAF 2304
23
4,5
-
-
08Х21Н6М2Т
21
6
2
-
50% Ф + 50% А
27,5
SAF 2205
22
5,6
3,2
0,18
50% Ф + 50% А
35,5
SAF 2507
25
7
4
0,3
50% Ф + 50% А
43
50% Ф + 50% А
23
5
Состояние конденсаторов на ряде зарубежных АЭС
советских проектов
№
п/п
Тип АЭС
Наименование АЭС
Выполненные работы
1.
АЭС – ВВЭР-440
Бл. 1÷4 Пакш, Венгрия
Бл. 1, 2 Ловиза, Финляндия
Замена на НЖ
В проекте титан
2.
АЭС – ВВЭР-1000
Бл. 1, 2 Темелин, Чехия
Бл. 5, 6 Козлодуй, Болгария
Бл. 1 Южно-Украинская, Украина
Замена на титан
Замена на НЖ
Замена на НЖ в ППР с 08.2007
совместно с ПГ
.
6
Замена КНД блока №2 РоАЭС
.
7
Замена КНД АЭС «Козлодуй»
1.
2.
3.
4.
.
8
Состояние КНД АЭС
% заглушенных трубок в конденсаторе
№ п/п
АЭС
допустимый
фактический
Разгрузки за период 2001÷2006г.г. из-за дефектов
трубок
Всего
Недовыработка эл. энергии млн.
кВт·час
24
147,3
13
16,7
1
0,1
1
Балаковская
10
2
Волгодонская
10
3
Калининская 1,2 блок
10
4
Кольская
10
8,8
9
0 (перераспределение Nэл)
5
Ленинградская
10
1,3
93
298,7
6
Белоярская
10
0,8
0
0
7
Калининская 3 блок
10
0,13
0
0
8
Курская
10
0,7
1
0,7
9
Нововоронежская 3,4
блок
10
4,8
-
-
10
Нововоронежская
блок
10
3,3
-
-
11
Смоленская
10
0,3
1
0,8
142
463,3
ИТОГО
5
5,6 4,9 6,4 3,4
7,4
1,42
7,35
Дефекты конденсаторных трубок КлнАЭС
№
ТГ
.
Количест
во
трубок в
КНД на 1
ТГ
%
заглушенных
трубок
на 1 ТГ,
доп./факт
1
116400
2
3
Динамика глушения трубок по годам на 1 ТГ, штук
2001
2002
2003
2004
2005
2006
10/1,42
64
99
45
40
60
24
116400
10/7,35
123
192
244
145
213
120
84000
10/0,13
0
0
104
0
0
6
10
Схема нанесения системы покрытия ВИКОР®-ТТ
.
11
Титановые сплавы, используемые на ТЭС и АЭС
Состав, %
Титановые
сплавы
.
Ti
Al
Mo
V
C
Sn
Zn
Ti-6242
До
100
6
2
-
1
2,0
4,0
Ti-64
До
100
6
-
4
0,08
2,0
-
Ti-6246
До
100
6
2
-
0,1
2,0
4,0
12
Материалы теплообменных трубок
конденсаторов турбин на АЭС мира
По состоянию на 1981 год
47
50
количество АЭС
45
40
35
30
25
17
20
15
15
15
11
9
10
3
5
2
Cu
As
Al
-6
X
70
-3
0
30
4
SS
SS
C
uN
i
ni
um
Ti
ta
s
br
as
Al
Ad
m
ira
lty
0
материал
.
13
Конструкционные материалы конденсаторных
трубок и виды коррозионных повреждений
.
14
Конденсаторы на АЭС Франции
Охлаждающая
среда
Примечание
Титан
Первое поколение
Пресная вода
Латунь
(30% Zn, 70% Cu)
Первое поколение
Пресная вода
Нержавеющая сталь 316
L
(17% Cr, 12%Ni, 2%Mo)
13 блоков 900 МВт
2 блока 1300 Мвт
(замена проведена)
Нержавеющая сталь 316
L
(17% Cr, 12%Ni, 2%Mo)
11 блоков 900 МВт
8 блоков 1300 Мвт
(замена в ближайшие годы)
Морская вода
Пресная вода
.
Материал
15
Замена конденсаторов на АЭС
Целесообразность замены
1. Утонение стенок трубок
2. Повышение мощности
блока (на 10-12 МВт)
3. Требования экологии
(применение более
коррозионно-стойкого
материала)
.
Способ
замены
Длительность
замены
Стоимость
замены
Модульный
56 дн. (1300 МВт)
35 дн. (900 МВт)
15 -20 млн.
долл. США
По одной трубке
(для пучков типа
«колос»)
42 дн.
(блок 900 МВт,
кол. трубок 72000)
7-10 млн.
долл. США
16
Характеристика конденсаторов АЭС Франции и РФ
№
п/п
Мощность
блока , МВт
Элемент
КНД
900 (Фр)
Теплооб.
трубка
2
1300 (Фр)
Теплооб.
трубка
3
1000 (РФ, ЛАЭС)
конденсатор
К-10120
Теплооб.
трубка
4
1000 (РФ, КлнАЭС)
конденсатор
К-22550
Теплооб.
трубка
1
.
Кол.,шт
Диаметр, толщина, мм
Длина,
м
72000
20
(толщина 0,5 мм, титан; 0,6
мм, нержав. ст)
13,5
145000
18
(толщина 0,5 мм, титан; 0,6
мм, нерж. ст.)
13,75
103440
28
(толщина 1,5 мм, МНЖМц
30-1-1, МНЖ 5-1)
9,0
116844
28
(толщина 1,0 мм, МНЖМц
30-1-1, МНЖ 5-1)
10,0
17
Материал теплообменных трубок конденсаторов АЭС Франции
№
п/п
Охлаждающая среда
Материал
Примечание
1
Морская вода
Титан
Первые поколения
2
Пресная вода
Латунь
(30% Zn, 70% Cu)
Первые поколения
Пресная вода
Нержавеющая сталь 316 L
(17% Cr, 12%Ni, 2%Mo)
13 блоков 900 МВт
2 блока 1300 Мвт
(замена проведена)
Нержавеющая сталь 316 L
(17% Cr, 12%Ni, 2%Mo)
11 блоков 900 МВт
8 блоков 1300 Мвт
(замена в ближайшие
годы)
3
4
.
Пресная вода
18
Конструктивные особенности конденсаторов
АЭС, мощность,
МВт
Расчетная
скорость
м/сек
Уклон на
1 м длины
трубки,
мм
Минимальная
скорость,
м/сек
Удельная
площадь,
м2/1МВт
86,7
ЭДФ, 1300
3,4
5
1,5
2,2-3,0 для титана
1,8 - для других
материалов
ЭДФ, 900
3,6
5
1,5
87,8
КлнАЭС, 1000
2,24
-
-
88,6
БалАЭС, 1000
2,04
-
-
101,0
.
19
Средняя величина присосов охлаждающей воды на
конденсаторах АЭС с ВВЭР, л/ч
.
АЭС
2004
2005
БалАЭС
13,2
13,0
КлнАЭС
317,5
312,0
ВАЭС
16,0
15,0
НВАЭС
блок 5
Блоки 3, 4
< 25,0
< 25,0
< 25,0
< 25,0
КолАЭС
217,0
186,0
20
Повреждения спиралей ПВД на АЭС с ВВЭР-440
.
21
Конструкция одноплоскостных и двухплоскостных змеевиков ПНД
.
22
Характер повреждений спиральных змеевиков ПВД
.
23
САЭС
.
24
Повреждение корпуса ПНД на САЭС
.
25
Заключение
 Теплообменные трубки конденсаторов и ПВД, различные элементы ПНД на
АЭС, изготовленные из медно-никелевых сплавов и углеродистых сталей
подвержены интенсивным коррозионным повреждениям.
 Для повышения эксплуатационной надежности конденсаторов, ПВД и ПНД
реализуются мероприятия, позволяющие повысить их эксплуатационную
надежность.
 Наиболее эффективным мероприятием является замена конструкционных
материалов на более коррозионно-стойкие.
 Накопленный отечественный и зарубежный опыт эксплуатации
конденсаторов, ПВД с теплообменными трубами из нержавеющих сталей и
титана и элементов ПНД из нержавеющих сталей подтверждает их высокую
надежность.
 Одним из возможных способов повышения эксплуатационной надежности
теплообменных труб конденсаторов является нанесение полимерных
покрытий на их внутреннюю поверхность.
.
26