авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Регулирование и оптимизация ввода в эксплуатацию энергоблоков аэс

-- [ Страница 3 ] --

Для парогенератора ПГВ-1000, исходя из данных по сопротивлению ПДЛ и считая, что сопротивление определяется скоростью выхода пара, коэффициент неравномерности паровой нагрузки на выходе с ПДЛ при номинальной мощности оценивался значением 1,2-1,25 по отношению к среднему значению. При исследовании выравнивающей способности погруженного дырчатого листа ПГВ-1000 кондуктометрическим методом автором получены эпюры парораспределения над ПДЛ, оценка неравномерности по которым дает существенно меньшее значение (1,12), что может говорить о необходимости учета скорости воды в отверстиях ПДЛ при оценке по значению гидравлического сопротивления и о возможном наличии поперечных перетоков пароводяной смеси над ПДЛ, выравнивающих паровую нагрузку над ним.

Проблема измерения уровня в ПГ АЭС с ВВЭР-1000 возникла в связи с реконструкцией внутрикорпусных устройств ПГ, как одного из мероприятий по повышению надежности и ресурса ПГ. Отличия ВКУ ПГ энергоблока №3 КлнАЭС заключаются в следующем: если в ПГ-1,2,3 с «горячей» стороны ПГ в районе «холодного» торца закраина отсутствует, то в ПГ–4 с «горячей» стороны ПГ опущена закраина от дополнительного ПДЛ в районе «холодного» торца.

На парогенераторах блока №3 защитные устройства в виде трубы были установлены на «минусовые» отборы уравнительных сосудов двухкамерных (УСД) до начала ПНР. Это позволило защитить «минусовые» отборы УСД от динамического воздействия пароводяной смеси с «горячей» стороны ПГ, особенно при отсутствующих закраинах на ПГ-1,2,3. Поэтому точность поддержания уровня во всех ПГ блока №3 на различных уровнях мощности составляла ±20 мм, что лучше проектной величины (±50 мм). При этом разница в показаниях «метровых» и «четырехметровых» уровнемеров имеет характерную зависимость от паросодержания и составляет максимум 30 мм.

Установка закраины с «холодного» торца «горячей» стороны ПГ-4 позволила уменьшить выбросы пароводяной смеси из-под ПДЛ в район расположения минусовых отборов двухкамерных и однокамерных сосудов и повысить точность поддержания уровня в ПГ-4.

При динамических испытаниях на блоке №3 на этапе освоения мощности 100% Nном проводились наблюдения за поведением уровнемеров ПГ при «сильных» и «слабых» изменениях параметров.

Установлено, что наличие закраины с «горячей» стороны «холодного» днища ПГ значительно улучшает работу уровнемеров в переходном режиме. При этом «четырехметровые» уровнемеры имеют большую недостоверность показаний, чем «метровые», при больших скоростях изменения давления в ПГ. Но «четырехметровые» уровнемеры быстрее реагируют на изменение уровня и восстанавливают свои показания, чем «метровые», при снижении скорости изменения давления в ПГ ниже некоторой величины. Это запаздывание связано со временем перетока воды по «минусовой» импульсной трубе «метрового» уровнемера и составило около 10 сек.

При «слабом» изменении параметров – отключении ГЦН-1 на мощности 100% Nном недостоверность в показаниях уровнемеров, как «метровых», так и «четырехметровых», практически отсутствует.



Установлено, что восстановление уровня в ПГ-4, оснащенном закраиной с «горячей» стороны «холодного» днища, носит более плавный характер. Сравнительные испытания ПГ с различными вариантами ВКУ показали преимущество установки закраины с «горячей» стороны «холодного» днища. Данный вариант ВКУ улучшает и сепарационные характеристики ПГ.

В связи с тем, что при динамических режимах с «сильным» изменением параметров в ПГ уровнемеры с базой 1000 мм имеют запаздывание на изменение уровня около 10 секунд, применение их в цепях защит и блокировок неоправдано. Необходимо исследовать возможность переноса защит по повышению уровня в ПГ, привязанных к УСД, на однокамерные уровнемеры.

Для решения актуальных задач повышения надежности коллекторов и теплообменных труб ПГ типа ПГВ-1000 автором выполнен ряд гидродинамических и теплохимических испытаний и исследований парогенераторов:

  • На парогенераторах блока №1 Хмельницкой АЭС и блока №5 Нововоронежской АЭС исследованы температурные поля в стационарных и переходных режимах. В большинстве режимов не зафиксировано отклонение температуры водяного объема у коллекторов и вне зоны раздачи питательной воды от температуры насыщения. Проникновение переохлажденных (max до 20°С) по сравнению с температурой насыщения масс питательной воды к нижней части выходного коллектора отмечалось лишь в режимах при отключении первым ГЦН на петле с термометрируемым ПГ. Длительность переохлаждения не превышала нескольких минут, т.к. примерно после одной минуты после отключения в петле реализуется обратный ток теплоносителя и температура в выходном коллекторе становится больше, чем во входном. Аномальных разверток и пульсаций температур по первому контуру не зафиксировано.
  • В соответствии с обобщенными результатами гидродинамических испытаний и исследований на натурных ПГ в период ввода в эксплуатацию с участием автора получена общая картина и параметры циркуляции воды в ПГВ-1000. При теплохимических испытаниях парогенераторов на энергоблоке №1 Хмельницкой АЭС (пробоотборники) и энергоблоке №6 АЭС «Козлодуй» (кондуктометрические датчики солесодержания) с участием автора исследовано распределение концентраций примесей в паропроизводящем объеме ПГ в зависимости от распределения тепловой нагрузки, схемы раздачи питательной воды и внутренней пространственной циркуляции рабочего тела.

При ранее принятой штатной схеме распределения питательной воды в связи с неравномерной паровой нагрузкой трубного пакета и уменьшенной подачей воды в зоне входного коллектора концентрация растворенных коррозионно-активных солей в этом сечении оказывается максимальной и почти в 2 раза превышает среднее солесодержание продувочной воды (рис. 5), по ширине и высоте объема ПГ концентрации меняются менее существенно, чем по длине.

Основой модернизации водопитания и продувки ПГ стали:

- уменьшение зоны раздачи питательной воды и отказ от продувки в зоне раздачи;

- организация «соленого» отсека в одном из торцов ПГ для получения стабильной зоны максимальной концентрации примесей путем перераспределения питательной воды в сторону горячего торца и ликвидации подачи питательной воды на некоторой площади холодного торца;

- смещение координат продувок в торец, где создана зона максимальной концентрации примесей.

Рис. 5. Распределение удельной электрической проводимости котловой воды в ПГ-1 энергоблока №6 АЭС «Козлодуй»

Для оптимизации распределения концентраций примесей по длине ПГ постоянная продувка должна осуществляться из «соленого» отсека, периодическая продувка должна быть рассредоточена по длине ПГ в целях эффективного удаления нерастворимых примесей.

Последующие исследования автором распределения солей в водяном объеме парогенератора при теплохимических испытаниях ПГ Хмельницкой АЭС с модернизированными системами раздачи питательной воды и продувки показали существенное снижение концентрации растворенных примесей в объеме ПГ, что позволило повысить надежность работы и ресурс коллекторов теплоносителя и труб поверхности теплообмена.

  • В результате анализа причин повреждения «холодных» коллекторов ПГ-1000 группой авторов, включающей автора настоящей диссертационной работы, предложен новый концептуальный подход к решению проблемы методов расчета прочности, долговечности и остаточного ресурса металла, который работает в сложных условиях нагружения остаточными технологическими, термо- и гидромеханическими напряжениями, ползучести, контакта с коррозионной средой, облучения потоком нейтронов и испытывает одновременное воздействие нескольких повреждающих факторов. Предложен функционал, состоящий из набора соответствующих детерминированных функций, учитывающий влияние физико-химических факторов, совместно и одновременно воздействующих на общий процесс деградации металла:

(1)

При переходе к функциям , в явном виде описывающим отдельные процессы – коррозии, усталости, вибрации, водородного и радиационного охрупчивания, ползучести и др., можно вычислить старение металла, если известны критерии предельного состояния по каждому из повреждающих факторов.

Так, износ по критерию водородной хрупкости рекомендуется вычислять как отношение накопленного водорода на момент времени расчета к его предельному значению в металле перед разрушением:

(2)

Это выражение использовано автором для оценки коррозионно-статической поврежденности коллекторов 16-ти замененных парогенераторов.

Для усталостных износов автор использовал формулу (3)

при оценке вклада различных факторов в потерю ресурса оборудо­вания РУ вследствие воздействия температурных нагрузок и отработке мероприятий, обеспечивающих проектные условия проведения эксплуатационных режимов.

  • На Калининской АЭС с участием автора выполнен комплекс работ по определению динамики распределения ионогенных и поведения нерастворимых примесей при реализации трех основных режимов продувки ПГ, используемых в настоящее время на российских АЭС с модернизированными парогенераторами (Калининская, Балаковская, Волгодонская). Ставилась задача также определить влияние особенностей ВКУ ПГ блока №3 Калининской АЭС на распределение растворимых примесей в сравнении с ВКУ ПГ Балаковской и Волгодонской АЭС.

При периодической продувке «карманов» и патрубков Ду80 ПГ относительная концентрация натрия по всем пробоотборным точкам объема ПГ-4 блока №3 КлнАЭС не изменяется или изменяется несущественно. Изменение абсолютной массовой концентрации ионов натрия во всех пробоотборных точках можно считать пропорциональным изменению того же показателя в «соленом» отсеке ПГ, т.е. работа «соленого» отсека при периодической продувке днища ПГ в течение 2 ч в смену не нарушается. Аномальные данные по перераспределению солей в объеме ПГ, полученные в результате первого этапа теплохимических испытаний ПГ-2 блока №1 ВоАЭС, не получили подтверждения на ПГ-4 блока №3 КлнАЭС и при повторных испытаниях на ВоАЭС.

Установлено, что при одинаковых суммарных расходах продувки последовательность переключений оказывает на распределение солей в объеме ПГ достаточно умеренное и непринципиальное влияние, т.е. все режимы продувки, используемые на российских АЭС с ВВЭР-1000, являются вполне «рабочими». Поэтому основной упор при выборе конкретного режима продувки должен быть сделан на его «технологичности», т.е. простоте реализации и автоматизации технологических переключений.

В рамках работ по обоснованию возможности участия энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 в нормированном первичном регулировании частоты в настоящее время на первом этапе решается задача участия энергоблока в противоаварийной защите энергосистемы, которая может реализовываться в двух режимах: разгрузка турбогенератора с последующим фиксированным ограничением мощности (ОМ) и импульсная разгрузка турбогенератора с возвратом на исходный уровень мощности (ИР). Если первый режим реализован на большинстве российских АЭС, то к Калининской АЭС, впервые в России, энергосистемой предъявляется требование по участию в противоаварийной автоматике как в части ОМ, так и в части ИР.

При вводе энергоблока №3 Калининской АЭС в эксплуатацию под руководством и при участии автора было выполнено исследование поведения энергоблока при импульсной разгрузке турбогенератора, в процессе которого для оптимизации динамического процесса, достижения проектного автоматического управления блоком в режиме ИР и уменьшения роста давления в главном паровом коллекторе предложены и реализованы: измененная структурная схема действия ИР, алгоритм опережающего открытия БРУ-К по факту срабатывания ИР, для электрогидравлической системы регулирования алгоритм слежения от момента появления сигнала ИР до момента исчезновения сигнала «БРУ-К активны», внесены изменения в настройки параметров ИР.





На основании опыта теплогидравлических испытаний верхнего блока реактора ВВЭР-1000 разработаны мероприятия, повышающие безопасность и надежность работы РУ: увеличение расхода охлаждающего воздуха через привод СУЗ; вынос «сухой» части каналов нейтронных изменений (КНИ) из воздушного коллектора; перенос штатных термодатчиков на выход ВБ; уплотнение узла крепления прохода приводов СУЗ из воздушного коллектора; ликвидация общего страховочного кольца патрубков крышки реактора; уменьшение гидравлического сопротивления системы охлаждения ВБ путем использования общего кожуха; уменьшение количества фланцевых соединений приводов СУЗ; использование диафрагм в КНИ для уменьшения теплопереноса вдоль канала.

Предложена обобщающая опытные данные зависимость:

, (4)

описывающая температуру элементов ВБ в стационарных и переходных режимах, включая режимы без охлаждения ВБ, позволяющая определить температуру ответственных узлов оборудования ВБ путем измерения штатных параметров РУ при эксплуатации.

Посредством контроля нагрузок, влияющих на остаточный ресурс оборудования РУ при участии автора выявлен ряд процессов, не предусмотренных проектом и влияющих на ресурс оборудования, определены и отработаны мероприятия, обеспечивающие проектные условия проведения эксплуатационных режимов, в т.ч. обоснованы новые уточненные требования к условиям эксплуатации патрубков подпитки 1-го контура РУ ВВЭР-1000 в стационарных, переходных и динамических режимах, установлены факторы, определяющие отличия в поведении температур патрубков подпитки 1-го контура.

В пятой главе представлены результаты разработки структуры и модели процесса ввода в эксплуатацию в качестве теоретических основ этого процесса.

Дана характеристика состояний процесса ввода в эксплуатацию энергоблока, которые разделены на целевые и нецелевые, и связей между ними. Показано, что переход энергоблока в нецелевое состояние, каковым может являться устранение несоответствий, дефектов и отказов разного рода, приводит к увеличению продолжительности работ по вводу в эксплуатацию, изменяет эффективное время выполнения проекта и влияет на сроки ввода энергоблока в эксплуатацию.

Представлена структура и модель графиков ввода в эксплуатацию. На рис. 6 приведен пример связи между графиками разных уровней.

 Пример связи между сетевыми-9

Рис. 6. Пример связи между сетевыми графиками разных уровней.

Для графика более низкого уровня время является критическим. На графике критический путь обозначен выделенной линией (предполагается, что ).

Нормативное время Tнорм. выполнения директивного графика получается суммированием критических времен графиков нижних уровней. Это время будет затрачено при условии отсутствия неучтенных факторов. Как показывает практика, при сооружении таких сложных объектов, как АЭС, возникает большое количество событий, имеющих случайный характер, которые не могут быть учтены на этапе детерминированного планирования, что показано сравнением типового графика ввода в эксплуатацию энергоблока АС с реактором ВВЭР-1000 и фактических временных затрат на ввод энергоблоков (рис. 7).

Происходящее из-за этих событий увеличение сроков ввода в эксплуатацию следует оценивать с использованием вероятностных методов прогнозирования.

Предложен подход к разработке вероятностной модели планирования ввода в эксплуатацию энергоблока АЭС, учитывающей риски возникновения отказов оборудования в реальном процессе проведения работ. Отказы рассмотрены как случайные техногенные и антропогенные события, имеющие одинаковое формально-математическое описание.

 Сравнение типового графика ввода в-12

 Сравнение типового графика ввода в-13

Рис. 7. Сравнение типового графика ввода в эксплуатацию энергоблока АС с реактором ВВЭР-1000 и фактических временных затрат на ввод энергоблоков

Схема процесса ПНР при вводе в эксплуатацию на одном из его этапов изображена на рис. 8.

 Схема одного этапа ПНР с отказами. -14

Рис. 8. Схема одного этапа ПНР с отказами.

Каждое событие, приводящее к отказу, имеет вероятностную характеристику реализации, в качестве которой удобно использовать интенсивность отказов (t), то есть вероятность отказа узла в единицу времени при условии, что в данный момент времени он находится в рабочем состоянии. Если в данный момент времени вероятность нахождения узла в рабочем состоянии есть , то скорость изменения этой вероятности определяется выражением:

(5)

Реальное время , затраченное на проведение данного этапа работ, складывается из нормативного времени и суммарного времени, затраченного на ликвидацию последствий отказов

. (6)

Построена классификация отказов по их влиянию на процесс ввода в эксплуатацию. Рассмотрены два типа отказов: отказы, которые требуют проведения восстановительных работ и затрат ресурсов, но не приводят к увеличению планового срока работ и такие отказы, которые приводят к увеличению планового срока работ. Наряду с классификацией по времени задержки введена классификация отказов по их влиянию на ресурс оборудования.

Получены выражения для оценки среднего прироста времени в процессе планирования из-за наличия отказов в виде

, (7)

для дисперсии (8)

и относительной ширины распределения времен задержки

(9)

Произведение представляет собой среднее число отказов всех источников за весь -й этап ПНР. Выражение (9) показывает, что при значении числа отказов за период испытаний, составляющем несколько тысяч событий, относительная точность предсказания времени задержки составляет величину порядка . Это свидетельствует о том, что вероятностный подход в планировании ПНР является адекватным и дает вполне удовлетворительные оценки характеристик реального процесса.

В применении к процессу ввода в эксплуатацию рассмотрены критерии надежности. Коэффициент готовности получен в виде

(10)

Это выражение показывает, что для увеличения коэффициента готовности нужно уменьшить среднюю скорость нарастания потерь времени на ликвидацию последствий отказов оборудования и простои из-за недостатков планирования ПНР.

Коэффициент технического использования

(11)



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 

Похожие работы:








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.