Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Продування першого контуру.




Вступ

За рівнем автоматизації хімічне виробництво займає одне з ведучих місць серед інших галузей промисловості. Хімічні установки характеризуються безперервністю процесів, що протікають у них. Майже всі операції на хімічних установках механізовані, а перехідні процеси в них розвиваються порівняно швидко. Цим пояснюється високий розвиток автоматизації в хімічній промисловості.

В наш час дуже стрімко розвивається автоматизація технологічних процесів, відбувається освоєння провідних технологій. Все більше увагу приділяють автоматизації на мікропроцесорних і мікроконтролерних засобах автоматизації.

Метою даної роботи є автоматизація процесу регулювання рівня в деаераторі підживлення в системі продування-підживлення 1-го контуру. Для ефективного вирішення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

1) Дослідити технологічний процес регулювання рівня в деаераторі підживлення системи продування-підживлення 1-го контуру;

2) Визначити оптимальні значення параметрів контролю, сигналізації, блокування, регулювання необхідні для автоматизації даного технологічного процесу і розробити функціональну схему автоматизації;

3) Дослідити математичну модель системи автоматичного регулювання (САР) для одного із контурів регулювання рівня в деаераторі підживлення даного технологічного процесу;

4) Запроектувати САР рівня води в деаераторі підживлення системи продування-підживлення 1-го контуру з використанням сучасних засобів автоматики;

5) Перевірити економічну доцільність запроектованих заходів з автоматизації дослідженого технологічного процесу шляхом проведення техніко-економічних розрахунків.

 

1. Аналіз технологічного процесу як об’єкта керування

1.1. Загальна характеристика технологічного процесу

 

Деаерація рідини – це процес видалення (десорбція) з рідини розчинених в ній газів - використовується в енергетиці для видалення з живильної (живлення основного контуру) розчинених в ній корозійно-активних газів(оксигену О2 і вуглекислого газу СО2). Це один з основних методів боротьби з корозією в трубах пароводяного тракту і технологічному обладнані електростанцій.

Норма вмісту оксигену і вуглекислого газу у воді залежить від параметрів установки - тиску і температури. При підвищенні тиску і температури корозійна активність О2 і СО2 зростає, тому норма допустимої залишкової концентрації газів у воді при підвищенні параметрів блокового устаткування посилюється.

Принцип деаерації.

Відомо декілька способів деаерації води:

· хімічна деаерація;

· десорбційне знекиснення;

· термічна деаерація.

У промислових і перш за все в енергетичних установках найбільш поширений спосіб термічної деаерації води.

1 - вміст оксигену у воді;

2 - парціальний тиск водяної пари;

3 - парціальний тиск оксигену;

4 - парціальний тиск повітря.

 

Рис. 1. Залежність парціального тиску повітря, оксигену і водяної пари та розчинності оксигену від температури води при атмосферному тиску.

Суть процесу заключається в наступному. Оскільки парціальний тиск пари рідини над поверхнею розчину при температурі насичення досягає тиску в системі, а парціальний тиск розчинених газів над поверхнею розчину рівний нулю, то і зрівноважена концентрація газу на межі розділу фаз в рідині також виявляється рівна нулю. При цьому різниця концентрацій компоненту в рідині і на межі розділу фаз виявляється максимальною, що забезпечує максимальну рушійну силу дифузії газу з рідкої фази в газоподібну (парову). На цій властивості нагрітих розчинів заснований і принцип термічної деаерації.

При підігріві рідини до температури насичення парціальний тиск розчиненого в рідині газу над поверхнею розчину знижується до нуля.

Згідно закону Генрі, також знижується і зрівноважена концентрація на межі розподілу фаз. Виділення газу з рідкого середовища в парове відбувається унаслідок різниці фактичної і зрівноваженої концентрацій компоненту. У енергетиці для термічної деаерації води застосовуються деаератори.

Деаератора підживлення призначений длявиділення оксигену й гідрогену з теплоносія 1-го контуру, а також Деаератор підживлення ТК10В01 дегазує теплоносій першого контуру, що надходить із ліній продування й організованих протікань 1-го контуру.

Деаератор підживлення ТК10В01 також дегазує “чистий” конденсат і боровану воду, що надходять у деаератор до подачі в перший контур. Крім того, він виконує функцію демпферної ємкості у всмоктуючий патрубок підживлюючих насосів.

У деаераторі здійснюється розведення гідрогену водяною парою або азотом до вибухобезпечної концентрації.

Поряд із глибоким виділенням оксигену й гідрогену, апарат дозволяє виділити з контурної води розчинені в ній РІГ (радіоактивні інертні гази): криптон, ксенон і інші (попадають у теплоносій 1-го контуру з тепловиділяючих елементів касет, що мають газову нещільність).

З "чистого" конденсату й борованої води, що подаються на підживлення деаератора в основному здійснюється виділення оксигену, вуглекислого газу й інших газів.

Деаератор борного регулювання ТК70В01 дегазує “чистий” конденсат, що надходить від насосів дистиляту.

Деаератор TK10В01 призначений для дегазації (при роботі системи з термічною деаерацією з подачею пари від системи паропроводів власних потреб RQ (2-й контур)):

1) теплоносія, виведеного з 1-го контуру, з витратою від 6 до 60 м3/год.;

2) організованих протікань з бака-приямка ТY20В01 з витратою від 6 до 60 м3/год.;

3) замикаючої води, що зливається з ущільнень ГЦН із витратою до 5 м3/год.;

4) чистого конденсату, що подається від TN21(22, 23)D01;

5) боровмісної води, що подається в перший контур від ТВ30Д03.

В деаераторі підживлення здійснюється виведення гідрогену з теплоносія 1-го контуру, а також розведення гідрогену азотом до вибухобезпечної концентрації. Поряд із глибоким видаленням гідрогену, апарат виводить із води розчинені в ній інертні гази, оксиген, вуглекислоту.

1.2. Опис технологічної та машинно-апаратурної схеми технологічного процесу, алгоритм його функціонування

Об’єктом контролю вибраний деаератор підживлення (ДП) системи продування-підживлення 1-го контуру двоконтурної схеми АЕС.

Технологічна схема реакторного відділення (перший контур) включає в себе реактор типу ВВЕР-1000 (водо-водяний енергетичний реактор), головні циркуляційні петлі та ряд зв’язаних між собою систем. В кожну із петель (яких чотири) входить: головний циркуляційний трубопровід 990х70 (ГЦТ), головний циркуляційний насос ГЦН-195М, парогенератор ПГВ-1000.

Реактор типу ВВЕР-1000 корпусного типу, на теплових нейтронах з паливом з двоокису урану (UO2) малого збагачення, активна зона якого, з внутрішньо-корпусними пристроями, розміщена в товстостінному металевому корпусі. Разом з механічною системою регулювання використовується борне рідинне регулювання і вигоряючі поглиначі. При здійснені цепної реакції ділення урану в об’ємі паливних таблеток ТВЕЛ (тепло виділяючого елемента) рівномірно виділяється тепло, яке передається воді першого контуру.

ГЦН-195М – вертикальний, центробіжний, одноступінчатий насос з блоком торцевого ущільнення вала, консольним робочим колесом, осьовим підведенням теплоносія, що перекачується та виносним електродвигуном. ГЦН забезпечує циркуляцію теплоносія через реактор.

Парогенератор типу ПГВ-1000 – горизонтальний, однокорпусний, з зануреною в воду другого контуру трубчатою поверхнею теплообміну і встроєними паросепараційними пристроями. Парогератор здійснює передачу тепла від теплоносія першого контуру воді другого контуру.

ГЦТ забезпечує з’єднання основного обладнання першого контуру з реактором і здійснює циркуляцію теплоносія від реактора до парогенератора й через ГЦН знову до реактора.

До однієї з циркуляційних петель першого контуру приєднаний компенсатор тиску, для створення і підтримки в першому контурі тиску води в даному інтервалі (при температурному розширенні), а також для обмеження відхилень тиску в аварійних і перехідних режимах.

Крім перерахованого головного обладнання до системи нормальної експлуатації входить ряд допоміжних систем, серед яких, при нормальній роботі РУ (реакторної установки), перше місце займає система продування–підживлення (яка згідно проектних даних має латинську абревіатуру ТК).

1.3. Опис технологічної схеми.

Продування першого контуру.

Підтримка певної чистоти теплоносія 1-го контуру вимагає безперервного виведення домішок, тому що за рахунок корозії конструкційних матеріалів обладнання 1-го контуру їхнє нагромадження відбувається безупинно.

Виведення домішок з 1-го контуру здійснюється шляхом організації продування частини теплоносія 1-го контуру і його очищення на іонообмінних фільтрах установки СВО‑2.

Підгрупа продування включає систему трубопроводів продування, регенеративний теплообмінник ТК80W01, доохолоджувач ТК80W02, регулятори витрати й тиску продувальної води TKC01,02 з регулювальними клапанами TK81S02 і TK82S02.

Теплоносій першого контуру надходить у систему ТК із ”холодних” ниток 2‑ї і 3‑ї петель ГЦТ, із трубопроводу подачі теплоносія на СВО‑1 на напорі ГЦН через обмежувальні вставки TK82,83H01, виконані у формі сопла Лаваля, по загальному колекторі Ду100 до регенеративного теплообмінника TК80W01.

Теплоносій протікає через міжтрубний простір регенеративного теплообмінника ТК80W01, де він передає тепло потоку підживлення, що проходить по трубах теплообмінника.

Потім теплоносій входить у доохолоджувач ТК80W02, де відбувається його остаточне охолодження водою промконтура до 25÷45 °С із за умови термостійкості аніоніту фільтрів установки СВО‑2.

Регулювальні клапани TK81,82S02, розташовані за доохолоджувачем, підтримують задану витрату продування (при включеному регуляторі витрати продування TKC01) або заданий тиск у першому контурі (при включеному регуляторі підтримки тиску TKC02) і одночасно знижують тиск теплоносія продування до величини не більше 20 кгс/см2 (1,96 МПа).

Зниження параметрів теплоносія продування необхідне, щоб запобігти ушкодженню обладнання системи СВО‑2.

Теплоносій проходить через ПВА (пневмовідсічну арматуру) розташовану усередині гермооболонки, через проходку гермооболонки, виходить із проходки й проходить через дві ПВА, розташовані поза гермооболонкою.

По трубопроводі Ду100 теплоносій подається на фільтри установки очищення продувальної води 1‑го контуру СВО‑2 для очищення від іонних домішок.

Зазвичай потік продування проходить через один катіонітовий і один аніонітовий фільтри однієї ланки СВО‑2.

Після очищення на іонообмінних фільтрах системи СВО‑2 теплоносій направляється по трубопроводі Ду100 у трубний простір регенеративного теплообмінника TK11W01 і далі в деаератор ТК10В01. При роботі деаератора в паровому (гарячому) режимі продувальна вода підігрівається в регенеративному теплообміннику ТК11W01 за рахунок відбору тепла у виведеного із цього деаератора дегазованого потоку. У цей же трубопровід до регенеративного теплообмінника врізаний трубопровід Ду50 для зливу напірних протікань з ущільнень ГЦН.

Якщо тиску теплоносія в першому контурі недостатньо для проходження потоку через систему СВО‑2, то потік продування може бути спрямований у систему організованих протікань TY через трубопровід з арматурами TK80S05,S07.

Крім того передбачена байпасна лінія СВО‑2 з арматурами TE00S01 для організації потоку продування крім СВО-2 у деаератор TK10B01. Ця лінія використовується в основному при водообміні з великою витратою теплоносія.

Підживлення першого контуру.

Дегазований теплоносій після деаератора TK10B01 (або TK70B01) надходить через регенеративний теплообмінник TK11W01 (або ТК70W02 для TK70B01) і доохолоджувач підживлення, TK12W01 на всмоктування підживлюючих агрегатів TK21,22,23D01,02. (Доохолоджувач TK12W01 вводиться в роботу у випадку, коли охолоджуючої потужності регенеративного теплообмінника ТК11W01 недостатньо).

Три паралельних відцентрових підживлюючих насосних агрегати (один із яких знаходиться в роботі, другий ‑ в резерві, третій ‑ у резерві або в ремонті) забезпечують подачу теплоносія з витратою від 10 м3/год. до 60 м3/год. в перший контур і на ущільнення ГЦН.

Кожний підживлюючий насосний агрегат складається з бустерного насоса ТК21(22,23)D01, і основного відцентрового підживлюючого насоса ТК21(22,23)D02.

При нормальних умовах експлуатації один підживлюючий насосний агрегат забезпечує подавання необхідної кількості підживлюючої води в перший контур і на ущільнення ГЦН.

Якщо потужності працюючого підживлюючого агрегату недостатньо для створення необхідної витрати, у роботу вводиться резервний підживлюючий агрегат.

Витрата підживлення регулюється автоматично регулятором YPС02 (штатний), який, впливаючи на регулювальний клапан TK31(32)S02, забезпечує підтримку рівня в КТ відповідно до максимальної середньої температури 1-го контуру, а регулятор гідромуфти TKC21(22,23) підтримує заданий перепад тиску між напором працюючого підживлюючого насоса й першим контуром рівним 24 ÷ 30 кгс/см2 (2,35 ÷ 2,94 МПа).

Гідромуфта регулює швидкість обертання основного відцентрового підживлюючого насоса для узгодження напору й продуктивності.

При збільшенні (зменшенні) витрати в напірній магістралі підживлення внаслідок відкриття (закриття) регулювального клапана TK31(32)S02, регулятор ТКС21(22,23) підвищує (знижує) число обертів гідромуфти й, зміщає вгору (вниз) витратну характеристику підживлюючого насоса для підтримки постійного, заданого перепаду тиску між напором підживлюючого агрегату й першим контуром.

Якщо потужності працюючого підживлюючого агрегату недостатньо для створення необхідної витрати, в роботу вводиться резервний підживлюючий агрегат.

У стаціонарних умовах витрата підживлення першого контуру й подавання замикаючої води на ущільнення ГЦН рівняється витраті продування і витраті зворотньої лінії замикаючої води (напірних протікань).

З напору працюючого підживлюючого агрегату потік підживлюючої води направляється в напірний колектор підживлення Ду100.

З напірного колектора частина води (близько 8 м3/год.) відводиться по трубопроводу Ду50 до ущільнень ГЦН.

Основний потік підживлення проходить через вузол регулювальних клапанів ТК31,32S02, які управляються автоматичними регуляторами, що підтримують рівень у компенсаторі тиску відповідно до заданого алгоритму.

Потім потік підживлення подається через дві ПВА, розташовані поза гермооболонкою, через проходку гермооболонки, через ПВА, розташовану всередині гермооболонки до регенеративного теплообмінника TK80W01, де протікаючи по трубному просторі підігрівається потоком продування, що проходить через міжтрубний простір.

Для захисту регенеративного теплообмінника від переобпресування передбачена лінія із дросельною шайбою TK40E03, що з'єднує трубопроводи продування й підживлення в невідсічній від РТО (регенеративного теплообмінника) частині.

Підігрітий у регенеративному теплообміннику теплоносій підживлення проходить через дві паралельних лінії з электроприводними клапанами TK40S06,S07 і подається по окремих трубопроводах Ду50 через обмежувальні вставки TK45H01¸04 у кожну із чотирьох холодних петель першого контуру.


Поделиться:

Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 79; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты