Сокращения
| АПЭН | аварийный питательный электронасос |
| БРУ-Д | - быстродействующая редукционная установка деаэраторов |
| БРУ-Д-ТК | - быстродействующая редукционная установка деаэраторов и технологических конденсаторов |
| БРУ-СН | - быстродействующая редукционная установка собственных нужд |
| БС | - барабан - сепаратор бойлер промконтура парогенератора |
| БП Г | - бойлер промконтура парогенератора |
| БПТС | - бойлер промконтура теплосети |
| ВИУБ | - ведущий инженер по управлению блоком |
| ВИУР | - ведущий инженер по управлению реактором |
| ДЭ | - деаэраторная этажерка |
| ИПУ | - импульсно-предохранительное устройство |
| ЗА | - запорная арматура |
| ИЭ | - инструкция по эксплуатации |
| КАО | - кнопка аварийного отключения |
| КИПиА | - контрольно-измерительные приборы и автоматика |
| КМПЦ | - контур многократной принудительной циркуляции |
| КРУ | - комплектное распределительное устройство |
| КО СУЗ | -контур охлаждения системы управления и защиты |
| МОТО-Д | - машинист- обходчик турбинного оборудования деаэрационной установки |
| НСБ | - начальник смены блока |
| НСРЦ | - начальник смены реакторного цеха |
| НСС | - начальник смены станции |
| НСТЦ | - начальник смены турбинного цеха |
| НСЦТАИ | - начальник смены цеха ТАИ |
| НСЭЦ | - начальник смены электрического цеха |
| НТУ | - насосно-теплообменная установка |
| ПЭН | - питательный электронасос |
| ПНД | - подогреватель низкого давления |
| ПГС | - парогазовая смесь |
| ПК | - предохранительный клапан |
| СМТО | - старший машинист турбинного отделения |
| СЦК | - система централизованного контроля |
| ТК | - технологический конденсатор |
| ЦТАИ | - цех тепловой автоматики и измерений |
Общие сведения
| 1.1 | Название программы обучения: | Программа подготовки/поддержания квалификации оперативного персонала ОТУ (НСБ, ВИУБ) | |
| 1.2 | Название учебного курса: | Эксплуатация оборудования (ТЦ) | |
| 1.3 | Название темы занятия | «Деаэрационная-питательная установка, режимы нормальной эксплуатации и аварийные режимы» | |
| 1.4 | Общая продолжительность учебного курса (темы) | Курс: 140/12 часов | Тема: 4 часа |
| 1.5 | Должности, на которые ориентировано обучение: | НСБ, ВИУБ. | |
| 1.6 | Назначение плана занятия: | Учебное пособие инструктора для проведения аудиторного занятия | |
| 1.7 | Требования к оснащению аудитории: | Проектор, экран, компьютер, доска, фломастеры, указка, рабочие места слушателей | |
| 1.8 | Перечень учебных (наглядных) материалов: | Комплект слайдов по теме «Деаэрационная-питательная установка, режимы нормальной эксплуатации и аварийные режимы» | |
| 1.9 | Перечень документов использованных при разработке плана занятий: | 1. ИЭ-005-ТЦ «Инструкция по эксплуатации деаэрационной установки блока №2 Смоленской АЭС». 2. ИЭ-005-ТЦ «Инструкция по эксплуатации системы быстродействующей редукционной установке БРУ-Д блока №2». 3. ИЭ-018-ТЦ «Инструкция по эксплуатации системы трубопроводов редуцированного пара собственных нужд блока». 4. КУ-107- КУ РЦ «Карта уставок технологических защит, блокировок, АВР и сигнализации блока № 2» 5. ИЭ-005-ТЦ «Инструкция по эксплуатации системы быстродействующей редукционной установке БРУ-Д блока №2». 6. ИЭ-018-ТЦ «Инструкция по эксплуатации системы трубопроводов редуцированного пара собственных нужд блока». |
Цели обучения (конечные/промежуточные)
2.1 Конечная цель обучения (КЦО):
При эксплуатации ДПУ объяснить порядок действий оперативного персонала ОТУ и ТЦ для безопасной эксплуатации деаэрационной установки, согласно инструкциям по эксплуатации и нормативным документам.
2.2 Промежуточные цели обучения (ПЦО):
ПЦО–1 Рассказать о назначении, составе, параметрах эксплуатации ДПУ в соответствии с ИЭ.
ПЦО–2 Описать назначение состав быстродействующей редукционной установки деаэраторов и технологических конденсаторов «БРУ-Д-ТК».
ПЦО–3 Описать нормальные режимы работы ДПУ
ПЦО–4 Рассказать о блокировках и сигнализации по ДПУ.
ПЦО–5 Описать случаи, в каких запрещается эксплуатация деаэрационной установки.
ПЦО–6 Провести анализ основных нарушений в работе ДПУ при отклонении параметров от номинальных значений, характерные неисправности, причины их возникновения и порядок действий оперативного персонала ОТУ и ТЦ при возникновении этих нарушений в соответствии с ИЭ.
Изложение учебного материала
| Ход занятия | Указания инструктору | |||||||||||||||||||||||||
| 3.1 Вводная часть | 1. Проверить готовность учебного помещения к проведению занятия. 2. Убедиться в наличие средств обучения и полного комплекта учебных материалов. 3. Представиться обучаемому персоналу. 4. Проверить состав и численность обучаемого персонала. 5. Отметить в журнале учёта проведения занятий посещаемость обучаемых и тему занятия. | |||||||||||||||||||||||||
| Тема занятия:«Деаэрационная-питательная установка, режимы нормальной эксплуатации и аварийные режимы» Продолжительность занятия составляет 4 учебных часа. Каждый учебный час составляет 40 минут. После окончания каждого учебного часа занятий – перерыв 10 минут. Необходимость записи наиболее важного излагаемого материала определяется инструктором. | 1. Изложить порядок проведения занятия 2. Слайд – 1 Тема занятия | |||||||||||||||||||||||||
| Мотивация обучения Необходимость и важность изучения данной темы определяется следующими моментами. · Режим работы АС должен удовлетворять требованиям безопасной эксплуатации. На Смоленской и других АС неоднократно имели место инциденты, связанные с нарушениями в работе ДПУ. Поэтому «в системе подготовки эксплуатационного персонала особое внимание должно обращаться на отработку действий при возможных нарушениях (включая аварии) в работе АС и учет опыта прежних ошибок и аварий » (ОПБ-88/97 5.3.5). · Безопасность при эксплуатации АС не достигается простым следованием инструкции, необходимо понимать, почему необходимо делать именно так! | Объяснить необходимость и важность изучения темы: «Деаэрационная-питательная установка, режимы нормальной эксплуатации и аварийные режимы». | |||||||||||||||||||||||||
| Конечная и промежуточные цели обучения. КЦО-1: При эксплуатации ДПУ объяснить порядок действий оперативного персонала ОТУ и ТЦ для безопасной эксплуатации деаэрационной установки, согласно инструкциям по эксплуатации и нормативным документам. | Слайд 2 конечная цель обучения | |||||||||||||||||||||||||
| ПЦО–1 Рассказать о назначении, составе, параметрах эксплуатации ДПУ в соответствии с ИЭ. ПЦО-2 Описать назначение состав быстродействующей редукционной установки деаэраторов и технологических конденсаторов «БРУ-Д-ТК». ПЦО–3 Описать нормальные режимы работы ДПУ ПЦО–4 Рассказать о блокировках и сигнализации по ДПУ. ПЦО–5 Описать случаи, в каких запрещается эксплуатация деаэрационной установки. (ПЦО-3) ПЦО–6 Провести анализ основных нарушений в работе ДПУ при отклонении параметров от номинальных значений, характерные неисправности, причины их возникновения и порядок действий оперативного персонала ОТУ и ТЦ при возникновении этих нарушений в соответствии с ИЭ. | Слайд 3-5 | |||||||||||||||||||||||||
3.2 Основная часть занятия
3.2.1 Рассказать о назначении, составе, параметрах эксплуатации ДПУ (ПЦО-1).
Деаэрационно-питательная установка (ДПУ) включает в себя деаэрационную установку и систему питательной воды и по своему назначению и влиянию на надежность работы реактора она может быть отнесена к основному теплоэнергетическому оборудованию блока. По классификации Правил АЭУ (ПНАЭГ-7-008-89) деаэраторы и питательные насосы отнесены к группе В оборудования и трубопроводов, разрушение которых приводит к неустранимой штатными запорными органами утечке теплоносителя или требует введения в действие систем безопасности. По классификации ОПБ-88/97 (ПНАЭГ-01-011-97) деаэрационной установке и системе питательной воды присвоен 2 класс безопасности как элементам АС, отказы которых являются исходными событиями проектных аварий.
В состав деаэрационной установки блока входят четыре деаэратора или две объединенные между собой группы деаэраторов - по два деаэратора на турбину. Основное назначение деаэрационной установки состоит в термической обработке турбинного конденсата с целью удаления из него коррозионно-активных газов (кислорода, углекислого газа) и в создании рабочего резерва питательной воды в аккумуляторных баках деаэраторов. Кроме того в тепловой схеме турбоустановки К-500-65/3000 деаэраторы выполняют роль смешивающего подогревателя (шестая ступень регенеративного подогрева конденсата), а также являются местом сбора высокопотенциальных дренажей и источником рабочего пара основных эжекторов.
Для одноконтурной схемы блока РБМК-1000 поступление кислорода в основной конденсат обусловлено присосами воздуха в вакуумную часть турбоустановки, радиолизом воды в реакторе и вводом подпиточной воды в КНД. Удаление кислорода из конденсата производится способом термической деаэрации, основанным на зависимости растворимости любого газа в воде от парциального давления данного газа над водой (по закону Генри, чем меньше парциальное давление газа, тем меньше его растворимость). Условию минимального парциального давления кислорода, как и других растворенных в воде газов, отвечает состояние кипения воды, когда полное давление над водой практически равно парциальному давлению водяных паров (рисунок 1).
Из приведенного графика видно, что содержание кислорода в воде становится равным нулю при температуре насыщения (кипения) воды. При этом следует иметь в виду, что нагрев воды до температуры кипения еще не обеспечивает полного удаления газов. Процесс термической деаэрации необходимо организовать таким образом, чтобы вода непрерывно контактировала с новыми порциями пара и обеспечивался отвод выпара. В реальных условиях из-за ограниченности поверхности соприкосновения фаз вода-пар добиться полного удаления газов невозможно и питательная вода покидает деаэратор с определенным содержанием в ней кислорода. Согласно технологического регламента по эксплуатации блока РБМК содержание кислорода в питательной воде не должно превышать 20мкг/кг (свободная двуокись углерода в турбинном конденсате и ХОВ как правило отсутствует).
 Наибольшее распространение на АЭС получили термические деаэраторы струйного типа. Основной частью такого деаэратора является вертикальная деаэрационная колонка, в которой вода и греющий пар движутся встречными потоками: вода – вниз, греющий пар – вверх. Дробление обрабатываемых потоков воды на отдельные струи производится при помощи дырчатой тарелки в верхней части колонки. Греющий пар
подается в нижнюю часть колонки и поднимается вверх, перемешиваясь с падающими струями воды. Конденсат пара присоединяется к струям воды, а не сконденсировавшаяся часть пара и выделившиеся газы поднимаются вверх, обеспечивая вентиляцию колонки. Конструкция деаэраторов: В состав каждого из четырех деаэраторов блока входят две деаэрационные колонки ДСП-1000-6, где производится подогрев и деаэрация воды и аккумуляторный бак БДП-120-2-15 для сбора деаэрированной воды. Деаэрационная колонка ДСП-1000-6 (С – смешивающая, П – повышенного давления, производительностью по обрабатываемому конденсату 1000 т/ч, на рабочее давление 6 кг/см2) в свою очередь состоит из корпуса, водораспределителя, струйной, переливной и барботажной тарелок, коллекторов подвода греющего пара и ввода горячих потоков дренажей (рисунок 2). Корпус колонки геометрической емкостью 17 м3 представляет собой сварной цилиндр из листовой стали толщиной 8 мм с внутренним диаметром 2408 мм и высотой 4461 мм, к которому сверху приварена сферическая крышка толщиной 16 мм. В верхнюю часть корпуса на одном уровне вварены два расположенные диаметрально противоположно патрубка Dу 200 подвода основного конденсата и патрубок Dу 100 подвода питательной воды из линии рециркуляции АПЭН. В нижней части корпуса также на одном уровне расположены патрубки Dу 300 для подвода греющего пара и пять патрубков DУ 100 для отвода высокопотенциальных дренажей (конденсат греющего пара ПП-1, БПТС-4, БПГ, ПП-2 и конденсат ТК). В сферической крышке корпуса предусмотрен штуцер Dу 80 для отвода выпара деаэратора. Водораспределитель расположен в верхней части колонки, и он включает в себя кольцевой приемный короб и смесительное устройство. Холодные потоки конденсата (основной конденсат, рециркуляция АПЭН) принимаются в кольцевой приемный короб и через прямоугольные окна в нижней части обечайки короба поступают на смесительное устройство. Смесительное устройство служит для равномерного распределения обрабатываемой воды по всему периметру колонки и конструктивно выполнено также в виде кольцевого короба с прямоугольными вырезами в верхней части внутренней обечайки (обечайки смесительного устройства). Из смесительного устройства конденсат при достижении определенного уровня переливается через прямоугольные вырезы обечайки и сливается на дырчатый лист верхнего блока (струйную тарелку). Верхний блок выполнен в виде двух обечаек и приваренного к ним дырчатого листа с отверстиями диаметром 6 мм. Пройдя отверстия струйной тарелки, конденсат дробится на относительно мелкие струи и обрабатывается выходящим потоком пара. В струйном отсеке колонки конденсат нагревается при этом до температуры близкой к температуре насыщения. Здесь же происходит грубая предварительная деаэрация воды перед поступлением ее на нижний блок.
1 - кольцевой приёмный короб; 2 - штуцер подвода основного конденсата; 3 - смесительное устройство; 4 – перфорированное днище; 5 – горловина; 6 – переливной лист; 7 – барботажный лист; 8 – сливная труба; 9 – пароперепускной патрубок; 10 – поддон; 11 – водоперепускная труба; 12 – коллектор греющего пара; 13 – сливная горловина; 14 – деаэрационный бак. Нижний блок деаэрационной колонки состоит из переливного листа и барботажной тарелки. С одной стороны переливной лист имеет сегментный вырез, а в центре – горловину для прохода пара. По переливному листу конденсат движется к сегментному вырезу и сливается на барботажную тарелку. Дырчатый лист барботажной тарелки имеет большое количество отверстий диаметром 6 мм, но в отличие от дырчатого листа струйной тарелки он является непровальным, поскольку под листом образуется устойчивая паровая подушка. К барботажному листу вода движется в направлении противоположном сегментному вырезу переливного листа к четырем сливным трубам, верхние концы которых для образования постоянного слоя воды на 100мм выступают над барботажным листом. Пар проходит через отверстия листа, барботирует через слой воды и догревает ее до температуры насыщения. Выделившиеся при кипении из воды газы и несконденсировавшаяся часть пара поднимаются вверх и отводятся через верхний штуцер выпара. Отдеаэрированная вода с барботажного листа сливается в нижнюю часть колонки и далее через сливную горловину в деаэраторный бак. Для исключения тепловой перегрузки колонки в центр барботажного листа вварен пароперепускной патрубок, нижний конец которого опущен в поддон, заполненный водой. При резком увеличении давления греющего пара и высоты паровой подушки под листом вода из поддона по двум водоперепускным трубам вытесняется на барботажный лист и избыток пара перепускается в зону массовой конденсации, то есть в струйный отсек. Заполнение поддона происходит автоматически при изменении расхода пара водой с барботажного листа. Под нижним блоком или барботажным устройством расположен паровой коллектор, представляющий собой трубу диаметром 325х10 мм с семью рядами отверстий диаметром 6мм на нижней ее части. На одном уровне с патрубком греющего пара аналогичным образом выполнены вводы Dу 100 горячих потоком дренажей (конденсат греющего пара ПП-1, БПТС-4, БПГ, ПП-2, конденсат ТК). Деаэраторный бак БДП-120-2-15 представляет собой сварной горизонтальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами длиной 17,21м, внутренним диаметром 3,442 м и геометрической емкостью 150 м3. Бак установлен на трех опорах: центральной неподвижной и двух катковых по краям, обеспечивающих возможность теплового расширения бака по обе стороны от неподвижной опоры. Внутри бака от его торцов к середине проходят две перфорированные барботажные трубы, служащие для разогрева воды при пусках и дополнительной ее деаэрации при неудовлетворительном качестве питательной воды. В верхнюю часть корпуса блока между колонками вварен штуцер Dу 500 для уравнительного паропровода и два штуцера Dу 10 импульсных линий ПК, за колонками - два штуцера Dу 150 отвода питательной воды из линии рециркуляции ПЭН и два штуцера Dу 200 подвода пара на барботаж. В нижней части корпуса имеются штуцер Таблица 1 – Технические характеристики деаэратора ДП-2000/120
«Обвязка» деаэраторов: Обвязка деаэраторов включает в себя трубопроводы 16-ти основных линий (9 -- на колонки; 7 – на бак), а именно: подачи основного конденсата (Dу 600/400/200); подвода греющего пара (Dу 400/200); отвода выпара деаэраторов (Dу 80/200); слива конденсата из КС-1 (Dу 300/150); слива конденсата из КС-2 (Dу 300/150); слива конденсата греющего пара БПТС-4 (Dу 200/150/100); слива конденсата греющего пара БПГ (Dу 150/100); отвода питательной воды из линии рециркуляции АПЭН (Dу 150/100); отвода конденсата из ТК (Dу 200/100): уравнительный трубопровод по воде (Dу 800); уравнительный трубопровод по пару (Dу 500); подвода пара на барботаж (Dу 200/125); отвода питательной воды во всасывающий коллектор ПЭН (Dу 400); перелива питательной воды в ТК (Dу 200); отвода питательной воды из линии рециркуляции ПЭН (Dу 200/150); опорожнение деаэраторов в ТК (Dу 100). Паровая и водяная уравнительные линии выполнены между двумя группами деаэраторов блока, и они предназначены для снижения амплитуды переходных процессов, то есть для сглаживания колебаний давления и уровня по разным группам деаэраторов при изменении режима работы турбин. На трубопроводе Dу 500 присоединения уравнительной линии по пару к каждому из деаэраторов установлен предохранительный клапан производительностью 225 т/ч, управляемый одним импульсным пружинным клапаном с давлением срабатывания 7,0 кг/см2 или 7,1 кг/см2. Все предохранительные клапаны деаэраторов 2, 3 блоков настроены на давление срабатывания 7,1 кг/см2, один из двух ПК каждой группы деаэраторов 1 блока Д1-6611, Д2-6611 является контрольным и настроен на давление 7,0 кг/см2, (рабочий клапан Д1,2-6621 имеет давление срабатывания также 7,1 кг/см2). Давление обратного закрытия предохранительных клапанов деаэраторов 1 блока составляет 6,6 кг/см2, деаэраторов 2, 3 блоков – 6,9 кг/см2. Выхлоп ПК деаэраторов выведен на крышу деаэраторной этажерки. На мнемосхеме ВИУБ предусмотрена сигнализация об открытом положении ПК по повышению давления в выхлопном трубопроводе до 2 кг/см2 (1 кг/см2 на блоке №3). Уравнительный трубопровод по воде имеет два смесителя (по типу "труба в трубе"), через которые выполнен в него ввод холодного конденсата от БЧК. Данная схема является проектной схемой аварийной подпитки деаэраторов, но в связи с сильными гидроударами при ее использовании во время работы блока подпиточную воду в уравнительный трубопровод деаэраторов по воде допускается подавать только в режиме заполнения контура. Аварийная же подпитка деаэраторов производится не через узел подачи конденсата в уравнительную деаэраторов по воде, а через узел подачи конденсата во всасывающий трубопровод АПЭН и опускные трубопроводы деаэраторов. Подача греющего пара в головки деаэраторов может производится от 2-го или 1-го отборов турбины или от коллектора БРУ-Д (БРУ-СН). На этой линии последовательно установлены ручная задвижка Д-6110, находящаяся в боксе турбины у испарителей, регулирующий клапан Д-6111, являющийся исполнительным механизмом регулятора давления в деаэраторах и ремонтные задвижки Д-6112, 6113. Перед регулирующим клапаном Д1,2 –6111 врезана перемычка от паропровода подвода пара на барботаж с установленной на ней задвижкой ДО-5311 для первой группы деаэраторов или ДО-5321 для второй группы деаэраторов. При изменении нагрузки турбин давление в деаэраторах поддерживается постоянным за счет переключения питания их паром на вышележащий отбор. Схемой блокировок предусмотрена возможность автоматического переключения питания деаэраторов со 2 отбора на 1 отбор при снижении давления во 2 отборе до 8,5 кг/см2 (что соответствует нагрузке на турбине примерно 430МВт) и с 1 отбора на пар БРУ-Д (БРУ-Д, ТК) при последующем снижении давления в 1 отборе до 8,5 кг/см2 (Nэ ~ 225 МВт). При пониженной нагрузке турбин деаэраторы запитываются только от коллектора БРУ-Д, причем на деаэраторах 2, 3 блоков задвижки 2,3ДО-5311, 5321 допускается держать открытыми и при номинальной мощности турбин (на ТГ-3¸6 имеется КОСМ, управляемый от системы защиты турбины). Переключение деаэраторов с БРУ-Д на пар 2 отбора выполняется без промежуточного переключения на 1 отбор при давлении пара во 2 отборе более 9 кг/см2. Пар на барботаж допускается подавать только от коллектора БРУ-Д, поскольку на паропроводах отборов нет надежного защитного органа от попадания воды в турбину (КОС отборов предотвращают разгон ротора отборным паром, но не исключают попадание воды в проточную часть) Выпар деаэраторов отводится трубопроводами Dу 80 с верхней части каждой из колонок в общий трубопровод Dу 200 с секционной задвижкой между группами деаэраторов ДО-6711. При номинальном давлении в деаэраторах выпар используется в качестве рабочего пара основных эжекторов. В пусковых режимах, а также при необходимости перевода эжекторов на пар БРУ-Д выпар переключается на КНД-2. В связи со значительно меньшим диаметром трубопровода на КНД (Dу 50 против трубопровода Dу 200 на основные эжекторы) расход выпара при этом сокращается, что может сопровождаться в работе повышением содержания кислорода в питательной воде.. При изменении давления по группам деаэраторов вода из уравнительного трубопровода может быть вынесена на основные эжекторы одной из турбин с последующим их захлебыванием и резким падением вакуума в КНД (поэтому в обязанности машиниста обслуживающего деаэраторы входит необходимость периодического дренирования уравнительного трубопровода по выпару в трубопроводном коридоре). На трубопроводе отвода выпара на основные эжекторы (пар на ОЭ от БРУ-Д) установлен предохранительный клапан. Давление настройки грузового импульсного клапана ПК ОЭ должно составлять 6,8±0,1 кг/см2, выхлоп ПК ОЭ выведен также на крышу деаэраторной этажерки. Отвод питательной воды во всасывающий коллектор ПЭН производится через две опускные трубы Dу 400 от каждого деаэраторного бака. Через опускные трубопроводы деаэраторов осуществляется их аварийная подпитка подачей холодной воды на всас АПЭН и далее по байпасу обратного клапана – во всасывающий коллектор ПЭН. Сам всасывающий коллектор ПЭН находится под деаэраторами и на нем установлены две секционные задвижки ДО-7161 и ДО-7171. На трубопроводе основного конденсата установлены задвижка Dу 600 Д-6211 и байпасная задвижка Dу 100 Д-6221. Пропускная способность байпасной линии составляет 500т/ч и она выбрана из условия нагружения турбины с пропуском конденсата по этой линии до 100МВт. При нагрузке 100МВт температура конденсата за ПНД-5 достигает 1000С, что позволяет безударно перевести конденсат на деаэраторы по основной линии через задвижку Д-6211. Привода наиболее ответственной арматуры деаэрационной установки запитаны по категории 1А (от аккумуляторных батарей при обесточении собственных нужд блока) и к ней отнесены предохранительные клапаны и регуляторы давления деаэраторов Д1,2-6611, 6621, Д1,2-6111), задвижки на байпасах обратных клапанов на трубопроводах основного конденсата (Д5,6-6212, 6222), задвижки на подаче пара БРУ-Д в головки деаэраторов (ДО-5311, 5321). |
Рисунок 2 – Деаэрационная колонка ДСП-1000-6