Контур многократной принудительной циркуляции реактора РБМК

Цели занятия:

По окончании занятия обучаемые смогут:

- дать определение контура теплоносителя реактора;

- назвать оборудование и трубопроводы, входящие в состав КМПЦ;

- рассказать о назначении оборудования и трубопроводов КМПЦ, их конструкциях и материалах.

Контур теплоносителя реактора (первый контур) – контур вместе с системой компенсации давления, предназначен для циркуляции теплоносителя через активную зону реактора в установленных проектом режимах и условиях эксплуатации.

Контур многократной принудительной циркуляции теплоносителя (КМПЦ) включает в себя:

технологические каналы (ТК), барабаны-сепараторы (БС), опускные трубопроводы (ОП), главные циркуляционные насосы (ГЦН), всасывающий коллектор ГЦН (ВК) и напорный коллектор ГЦН (НК), всасывающие трубопроводы ГЦН (ВТ) и напорные трубопроводы ГЦН (НТ), раздаточные трубопроводы (РТ), раздаточные групповые коллекторы (РГК), трубопроводы нижних водяных коммуникаций (НВК) и трубопроводы пароводяных коммуникаций (ПВК), запорно-регулирующую и предохранительную арматуру ‑ обратные клапаны (ОК), дроссельно–регулирующие клапаны (ДРК), запорные задвижки (ЗЗ), запорно-регулирующие клапаны (ЗРК) (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 - Схема трубопроводов КМПЦ.

Рисунок 2.2 – Принципиальная схема КМПЦ.

Реактор РБМК имеет две петли КМПЦ, расположенные симметрично относительно осевой плоскости реактора (рис. 2.2). В состав каждой петли входят по 2 барабана-сепаратора и 4 ГЦН (три рабочих и один резервный).

Вода с температурой 270°С поступает от каждого ГЦН по напорным трубопроводам, на которых последовательно установлены обратный клапан, дроссельно‑регулирующий клапан и запорная задвижка, в напорный коллектор и далее в 22 раздаточных групповых коллектора. Из РГК по индивидуальным трубопроводам – нижним водяным коммуникациям вода направляется в технологические каналы реактора, где, омывая ТВЭЛы, нагревается до температуры образования пароводяной смеси.

Пароводяная смесь с температурой 284°С и давлением 7,0 МПа отводится из верхней части каналов по индивидуальным трубопроводам - пароводяным коммуникациям в барабаны-сепараторы. К каждому барабану-сепаратору подводится более 400 трубопроводов ПВК. В барабанах-сепараторах пароводяная смесь поступает под слой воды и разделяется на пар и воду.

Сухой насыщенный пар отводится из барабана-сепаратора по 14 паропроводам. 7 паропроводов каждого барабана‑сепаратора объединяются в паровой коллектор, пар из которого направляется к одной турбине, от семи других - к другой. Это обеспечивает равномерную нагрузку барабанов-сепараторов при работе энергоблока как с двумя, так и с одной турбиной.

Запас воды в барабанах-сепараторах (рис. 2.3) необходим для заполнения пароводяного тракта КМПЦ при резких снижениях мощности реактора (при отключении одной или двух турбин, при обесточивании собственных нужд энергоблока). Барабаны‑сепараторы соединены попарно по водяному и паровому объемам перемычками (2 водяных и 5 паровых перемычек). Это позволяет поддерживать одинаковые уровни воды в барабанах-сепараторах каждой половины КМПЦ. От одной из водяных перемычек барабанов-сепараторов каждой половины КМПЦ имеется отбор воды в систему расхолаживания. Вторая перемычка связана с одной из опускных труб для опорожнения при ремонте.

Питательная вода с температурой 165°С подается питательными насосами в барабаны-сепараторы, в раздаточный коллектор, из которого через смесители поступает в опускные трубопроводы (рис. 2.3). Смешиваясь с питательной водой, вода из барабанов-сепараторов поступает по опускным трубопроводам во всасывающий коллектор ГЦН и далее по всасывающим трубопроводам на всас ГЦН.

Всасывающий коллектор ГЦН (рис. 2.4) предназначен для равномерного распределения воды на всас главных циркуляционных насосов и обеспечения бескавитационных условий их работы. 24 опускных трубопровода каждой половины КМПЦ врезаются в свой всасывающий коллектор ГЦН Æ1026´63 мм. Внизу во всасывающий коллектор врезано четыре всасывающих трубопровода ГЦН Æ828´38 мм (рис. 2.5). Всасывающий трубопровод ГЦН предназначен для подачи теплоносителя от всасывающего коллектора к ГЦН. На каждом всасывающем трубопроводе установлена запорная задвижка D_у800.

На торцах коллектора имеются откидные люки для доступа внутрь коллектора. В верхней части коллектора имеется 2 штуцера для контроля за температурой воды в коллекторе. На боковой части коллектора имеется 2 штуцера Æ14´2 мм для контроля за давлением воды.

Напорный коллектор ГЦН (рис. 2.6)предназначен для равномерной раздачи теплоносителя на раздаточные групповые коллекторы. В напорный коллектор врезаются 4 патрубка D_у800 под стыковку с напорными трубопроводами ГЦН Æ836´42 мм (рис. 2.5), 22 патрубка D_у300 под стыковку с раздаточными трубопроводами Æ325´15 мм, патрубок D_у800 под стыковку с перемычкой Æ836´42 мм между всасывающим и напорным коллекторами.

Напорный трубопровод ГЦН с арматурой предназначен для подачи теплоносителя от ГЦН в напорный коллектор. На каждом трубопроводе последовательно установлена следующая арматура: обратный клапан, дроссельно‑регулирующий клапан, запорная задвижка.

Характеристики всасывающего и напорного коллекторов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики всасывающего и напорного коллекторов ГЦН.

Рисунок 2.3 – Поперечный разрез барабана-сепаратора[41] .

Рисунок 2.4 – Всасывающий коллектор[42] .

Рисунок 2.5 – Всасывающий и напорный трубопроводы ГЦН[43] .

Рисунок 2.6 – Напорный коллектор[44] .

Опускные трубопроводыпредназначены для отвода отсепарированной воды КМПЦ, смешанной во встроенных смесителях барабанов-сепараторов с питательной водой во всасывающий коллектор ГЦН. Предусмотрено 12 опускных труб Æ325´16 мм из каждого барабана-сепаратора. Температура теплоносителя на входе в смесители в номинальном режиме 284,5°С, температура питательной воды 165°С. Опускные трубопроводы изготовлены из стали 08Х18Н10Т и имеют среднюю длину 60,8 м.

Опускные трубопроводы показаны на рисунке 2.7.

Раздаточный групповой коллектор предназначен для подачи воды из напорного коллектора ГЦН в нижние водяные коммуникации и далее в технологические каналы. РГК одним концом приваривается к обратному клапану D_у300, другим опирается на подвижную опору, обеспечивающую перемещение коллектора от температурных расширений.

РГК в сборе выполнен в виде трубы Æ325´16 мм с штуцерами (рис. 2.8), к которым через крутоизогнутые патрубки привариваются запорно-регулирующие клапаны с корпусами шариковых расходомеров (ШАДР). К патрубку на корпусе расходомера приваривается трубопровод НВК.

На каждом РГК имеется 43 патрубка под ЗРК, 3 патрубка под стыковку с трубопроводами Æ76´4,5 мм для соединения с коллекторами системы аварийного охлаждения реактора (САОР), линия продувки из тупиковой зоны коллектора для удаления продуктов коррозии.

Рисунок 2.8 – Раздаточный групповой коллектор в сборе[45] .

Трубопроводы нижних водяных коммуникаций (рис. 2.9) предназначены для подвода воды из РГК в технологические каналы и состоят из труб Æ57´3,5 мм, отводов и калачей (крутоизогнутых колен). Средняя длина трубопровода НВК - 26,9 м, материал - нержавеющая сталь KOBE STEEL.

Рисунок 2.9 – Схема полуряда трубопроводов НВК.

Трубопроводы питательной воды. Подпитка КМПЦ питательной водой производится по трубопроводам питательной воды в барабаны-сепараторы через узел питания. На блок предусмотрено два узла питания, по одному на каждую петлю КМПЦ.

Питательный узел предназначен для подачи и регулирования расхода питательной воды и уровня в барабанах-сепараторах во всех режимах работы блока. Питательный узел состоит из трех параллельных трубопроводов Æ426´24 мм и одной байпасной нитки Æ159´9 мм, объединенных перемычками на входе и выходе питательной воды. Две нитки являются основными, одна - резервной. Байпасная нитка является пусковой.

Паропроводы.От барабанов-сепараторов пар отводится по четырем паропроводам D_у600. К одному турбоагрегату пар подается по двум паропроводам.

Материалы и количество трубопроводов КМПЦ приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Контрольные вопросы:

1 Дайте определение контура теплоносителя ректора (первого контура).

2 Перечислите оборудование и трубопроводы, входящие в состав КМПЦ реактора РБМК?

3 Сколько барабанов-сепараторов входят в состав КМПЦ реактора РБМК?

4 Почему от каждого барабана-сепаратора пар подается на две турбины?

5 Для чего предназначены опускные трубопроводы?

6 Для чего предназначен всасывающий коллектор ГЦН?

7 Для чего предназначен напорный коллектор ГЦН?

8 Для чего предназначен раздаточный групповой коллектор (РГК)?

9 Из какого материала изготовлены трубопроводы НВК, ПВК?

10 Из какого материала изготовлены всасывающий и напорный коллекторы ГЦН?