BG62343B1 - Разпределителна въздушна система за управление на предпазнитеклапани на парогенератор в атомна електроцентрала с реактори типввер-440 - Google Patents

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до разпределителна въздушна система за управление на предпазните клапани на парогенератор в атомна електроцентрала с реактори тип ВВЕР-440, която може да намери приложение при овладяване на аварийни ситуации, възникващи в атомни електроцентрали, снабдени с реактори тип ВВЕР, по-специално при аварии, възникнали в резултат на загуба на топлоносител през топлообменната повърхност на парогенератора.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е, че действията на обслужващия персонал в атомни електроцентрали по време на аварийни ситуации са подчинени на предварително утвърдени процедури. Например в случай на прекъсване на охлаждането на реактора през топлообменната повърхност на парогенератора е прието аварията да се управлява по такъв начин, че след определянето на засегнатия парогенератор /скъсване в топлообменник, утечка от първичен тръбопровод - колектор, събирател/, операторът изолира кръга на авариралия парогенератор от охладителната система на реактора с помощта на ръчно затваряне на главните спирателни шибъри в главните разклонения на циркулационната мрежа.

Известна е система (фиг. 1), включваща източник на въздух под налягане 0,6 МРа, към който са свързани управляващи устройства 5 и 6, настроени за отваряне при налягане съответно 5,69 МРа и 5,78 МРа. От управляващите устройства 5 и 6 захранващият и задвижващият управляващ въздух се подава към диференциалното бутало на цилиндъра под налягане на предпазните клапани на съответния парогенератор.

Ако налягането в импулсния тръбопровод на устройството, свързано към защитната система, се повиши до стойността на настроеното за отваряне налягане, захранващият въздух се подава към управляващото устройство, в резултат на което се получава липса на налягане над диференциалното бутало на цилиндъра със сгъстен въздух и предпазният клапан се отваря. В случай на понижаване на налягането на флуида в защитната система, налягането на захранващия въздух се възстановява и предпазния клапан се затваря.

Разпределителната въздушна система е снабдена с допълнителна система, която свързва управляващото устройство с предпазните клапани, при което отделните предпазни клапани се отварят принудително при налягане на отваряне, по-ниско от нормалната стойност.

В известните системи за управление не е предвидена възможност за повреда и отказ при затваряне на съответния главен спирателен шибър. При развитие на такава авария, ако липсва възможност за изолиране на засегнатия кръг чрез затваряне на главния спирателен шибър, е възможно да се получи всеобхватно радиоактивно замърсяване на втори контур на атомния енергиен блок, както и опасност от изпускане на радиоактивност в района на централата.

Известни са атомни електроцентрали, които работят с реактори от типа ВВЕР-1000, чиито първи контур не е снабден с главни спирателни шибъри. При възникване на повреда в топлообменната повърхност на парогенератора, първи контур не може да бъде незабавно изолиран от засегнатия парогенератор и това може да доведе до радиоактивно замърсяване на втори контур на блока.

Съществува опасност и от изхвърляне на радиоактивност, която е резултат от значителната оперативна трудност за незабавно и надеждно понижаване на налягането на първи контур до ниво, осигуряващо отваряне на предпазните клапани на засегнатите парогенератори или пароколекторни станции с цел освобождаване на пара в атмосферата.

Техническа същност на изобретението

Целта на изобретението е да се предложи устройство за преминаване към повишено отварящо налягане в предпазните клапани на аварирал парогенератор, което да осигури просто и надеждно управление при аварийни ситуации.

Задачата се решава чрез разпределителна въздушна система за управление на пред пазните клапани на парогенератор, която позволява допълнително настройване на налягането, необходимо за отваряне на предпазния клапан до налягане, близко до налягането, постигнато при тестови изпитания на съответния тип парогенератор, като предпазният клапан се управлява от въздух под налягане и действа през необходим период по време на аварията.

Разпределителната система за въздух включва източник на въздух под налягане, към който чрез вентили са свързани две управляващи устройства. Управляващите устройства за свързани чрез изходящи задвижващи и захранващи линии с импулсно превключващи клапани.

Съгласно изобретението управляващите устройства са свързани към разпределителната система за въздух чрез последователно разположени на магистралния въздухопровод затварящ вентил и електрически задвижван вентил. Управляващите устройства са свързани към импулсните превключващи клапани чрез въздупроводи, като към изходящите въздухопроводи е предвидена затваряща арматура.

Разпределителната система е съоръжена с допълнително управляващо устройство, свързано чрез въздухопроводи с импулсните превключващи клапани, при което всички управляващи устройства са свързани чрез въздухопроводи към импулсна тръба.

Към магистралния въздухопровод е свързан въздушен резервоар и затваряща арматура.

Системата за управление на предпазните клапани се отличава с редица предимства, които дават възможност бързо и сигурно да се овладяват аварийни ситуации, предизвикани от прекъсване на топлообменната повърхност на парогенератора.

Основното предимство се изразява в значително увеличаване на запаса от време, в което обслужващият персонал има възможност да започне действия по безопасно овладяване на аварийната ситуация.

Предимството е резултат от възможността за настройване на предпазните клапани на повредения парогенератор за отваряне при налягане, близко до стойността на налягането при тестовите изпитания на парогенератора.

Същевременно се намалява опасността от пропускане на активиран флуид през пред пазните клапани на парогенератора към околната среда.

Системата, обект на изобретението, позволява незабавно да започне понижаването на налягането на първи контур със стандартно захранване на блока, без да е необходимо предварително охлаждане на първи контур за установяване на необходимия запас до кипене. По този начин незабавно във времето и съществено по големина се намалява критичното изпускане на флуид от първи към втори контур на повредения парогенератор. Освен това при аварийни ситуации, когато е необходимо понижаване на налягането на първи контур, не се налага да се изолират безопасните неповредени захранващи резервоари от охладителната система на реактора.

Изобретението създава условия в бъдеще да се улесни овладяването на аварийни ситуации в топлообменната повърхност на парогенератора чрез автоматично задействане на защитните съоръжения. Пример в това отношение е внедряването на това техническо решение в атомната централа в Дуковани, където е възможно количествено да се определя големината на утечката в случай на авария в топлообменната повърхност на парогенератора.

Описание на фигурите

Примерно изпълнение на разпределителната въздушна система за управление на предпазните клапани на парогенератор е представено по-подробно с помощта на приложените фигури, където:

фигура 1 представлява схема на съществуващата разпределителна система за управляващия въздух при реактори тип ВВЕР-440;

фигура 2 - схема на разпределителна система на управляващия въздух при същия тип атомни реактори съгласно изобретението.

Примерно изпълнение на изобретението

Системата за временно повишаване на налягането, необходимо за отваряне на предпазните вентили на аварирал парогенератор, е представена с помощта на сравняването й със съществуващото положение при реактори тип ВВЕР-40.

В атомните блокове с атомни реактори, известни като воронежки тип, означени ВВЕР

440, съществуващата система на управляващия въздух е показана на схемата на фиг. 1. Системата се състои от магистрален въздухопровод 14, свързан с източник на въздух под налягане 0,6 МРа, като магистралният въздупопровод 14 е свързан чрез въздухопроводно отклонение и затварящ вентил 18 към входа на управляващото устройство 5, настроено на налягане 5,69 МРа. Вторият вход на управляващото устройство 5 е свързан с въздухопровод 8, представляващ отклонение от импулсна тръба 7, свързана към охранявания парогенераτορ 1. Двата изхода на управляващото устройство 5 чрез въздухопроводите 9 и 10 са свързани с изпълнителните елементи на импулсен превключвателен клапан 2. Елемент на импулсния клапан 2 е въздухоналягащ цилиндър с диференциално бутало. Към магистралният въздухопровод 14 е свързано и второ управляващо устройство 6, настроено на налягане 5,78 МРа, което също е свързано с импулсната тръба 7 чрез въздухопровод 11. Управляващото устройство 6 има два изхода, към които чрез помощни въздухопроводи 12 и 13 е свързано с изпълнителните елементи на импулсните превключващи клапани 3 и 4.

Въздухът от източника на въздух с налягане 0,6 МРа през магистралния въздухопровод 14 се подава в управляващото устройство 5, нагласено на отварящо налягане 5,69 МРа, както и в управляващото устройство 6, нагласено на отварящо налягане 5,78 МРа. Въздухът под налягане в управляващото устройство 5 се разделя на захранващ въздух, който се подава във въздухопровода 10, и на задвижващ въздух, който чрез въздухопровода 9 се подава към командните съоръжения на импулсния превключващ клапан 2, по-конкретно към диференциалното бутало на въздухоналягащия цилиндър.

Въздухът под налягане в управляващото устройство 6 се разделя също на захранващ въздух, който се подава във въздухопровода 12, и на задвижващ въздух, който чрез въздухопровода 13 се подава към импулсния превключващ клапан 3 и към импулсния превключващ клапан 4.

В случай, че в импулсната тръба 7, свързана с охраняваното съоръжение 1, налягането се повиши и достигне налягането, настроено за отваряне, тогава в управляващото устройство 5, евентуално и в управляващото устройство 6, ще започне изтичане на захранващ въздух, с което се нарушава действието на налягането отгоре върху диференциалното бутало на въздухоналягащия цилиндър и в резултат импулсните превключващи клапани 2, 3 и 4 се отварят. При понижаване на налягането на флуида в охраняваното съоръжение 1, функцията на въздуха, регулиращ натоварването, се възстановява и импулсният превключващ клапан 2, евентуално импулсните превключващи клапани 3 и 4, се затварят.

Разпределителната въздушна система е снабдена с помощна въздухопроводна система, която служи за свързване и захранване на отделните импулсни превключващи клапани за тяхното евентуално отваряне при по-ниско налягане, отколкото е необходимото налягане на отваряне.

Системата включва съоръжения за повишаване на отварящото налягане съгласно изобретението и е представена по-подробно на фиг. 2. Показана е модификация на разпределителна система на управляващия въздух, която позволява повторно настройване на налягането на отваряне на предпазните клапани в случай на авария в топлообменната повърхност на парогенератора до налягане, близко до стойността на налягането, определено при тестови изпитания на съответния парогенератор.

Предложената разпределителна въздушна система включва източник на въздух под налягане от 0,6 МРа, към който е свързан въздушен резервоар 15, чиито параметри осигуряват възможност за подаване на въздух в продължение на почти три часа. След резервоара 15 по магистралния въздухопровод 14 са разположени последователно електрически задвижван вентил 16 и затварящ вентил 17, като паралелно на магистралния въздухопровод 14 са свързани управляващи устройства 5, 6 и 19, настроени съответно на налягане 5,69 МРа,

5,78 МРа и 7,37 МРа. Управляващото устройство 19 чрез въздухопроводите 24 е свързано с импулсната тръба 7.

Към захранващите въздухопроводи, свързващи управляващите устройства 5, 6 и 19 с изпълнителните елементи на предпазните клапани, са монтирани последователно съответно затварящ вентил 26 и електрически задвижван вентил 25, затварящ вентил 28 и електрически задвижван вентил 27. Към управляващите устройства са свързани още и импулсни превк лючващи вентили 17, 26, 28 и 30, осигуряващи затваряне в случай на повреда на електрически задвижваните вентили 16, 25, 27 и 29.

Всички електрически задвижвани вентили са снабдени с ръчно управление на поло- 5 жението “отворено-затворено”.

Управляващото устройство 19 е предназначено за управление на налягането за отваряне на предпазните клапани при налягане, близко до стойността на налягането, определено при тестовите изпитания. Поради това е подходящо то да бъде изпълнено с различен от останалите управляващи устройства цвят например оцветено в червено, с цветни ленти или друга подобна маркировка.

Преходът към повишено налягане на отваряне на предпазния клапан може да се осъществи много лесно чрез отваряне на затварящите вентили 26 и 38. В резултат на това действие, когато налягането в парогенератора достигне 7,37 МРа, импулсните превключващи клапани 2, 3 и 4 ще се отворят едновре менно. Трябва да се има предвид, че стойността на налягането, определено при тестовите изпитания или на налягането при изпитанията на тялото на предпазния клапан, не надвишава това в защитната система.

Новата конфигурация на системата за управление на предпазния клапан на парогенератора запазва всички съществуващи функции на безопасност. Например в случай на повреда на някое от управляващите устройства 5 или 6, ако бъде необходимо да се затворят електрически задвижваният вентил 16 и затварящия вентил 17, импулсните превключващи клапани 2,3,4 се прехвърлят към директна функция за отваряне, т.е. се задействат при налягане 5,69 или 5,78 МРа. Всички възможни режими на работа на системата от импулсни клапани и техните работни показатели са представени в следната таблица 1.

Режими на работа на системата парогенератор - импулсни клапани:

Нормално

ИПК 2,3,4 - Затворени Налягане в паропровода - 4,4 МРа

Ненормално

При достигнато ИПК 2 - отворен .

/5.69 МРа/

ИПК 3,4-отворени /5,78 МРа/ действие на блока:

ЕЗВ 16, ЗВ 17-отворени

ЕЗВ 27, ЗВ 28-отворени

ЕЗВ 25, ЗВ 26-отворени

ЕЗВ 29, ЗВ 30-затворени действие на блока, налягане 5,69 / 5,78 МРа

ЕЗВ 16, ЗВ 17 - отворени

ЕЗВ 27, ЗВ 28 - отворени

ЕЗВ 25, ЗВ 26 - отворени

ЕЗВ 29, ЗВ 30 - затворени

При затваряне -преход /скок При затваряне - ИПК отваря При затваряне - ИПК отваря При затваряне и повишаване на налягането до 5,69МРаИПК 3 и ИПК 4 се отварят.

Когато ve достигне налягане от 5,69 МРа

ИПК 2 се отваря, а ако налягането продължи да се повишава, ИПК 3 и 4 се отварят при налягане

5,78 МРа.

Действие на блока При нарушаване на

ИПК 2,3,4 - затворени

Налягане в паропропровода < 7, 0 МРа при аварийна ситуация, топлообменната повърхност.

ЕЗВ 16, ЗВ17 - отворени

ЕЗВ 27, ЗВ28 - затворени

ЕЗВ 25, ЗВ26 - затворени

ЕЗВ 29, ЗВЗО - отворени

Когато в главния паропровод налягането достигне 7,37 МРа,ИПК2,3,4 се отварят. Управляващи устройства 5 и 6 надвишават зададената стойност на налягането за отваряне. Изтичащият въздух може да бъде установен в управляващите устройства.

Забележка: ЗВ - затварящ вентил

ЕЗВ - електрически затварящ вентил

ИПК - импулсен превключващ клапан

2. Ако импулсните превключващи клапани /ИПК/ са изцяло отворени поради стойността на налягането, надвишаващо 5,69 или

5,78 МРа, всички импулсни клапани ще се затворят при отваряне на вентилите 28 и 30 и затваряне на вентилите 25 и 26. По този начин те са “прехвърлени” към зададената стойност на налягането на отваряне 7,37 МРа.

Claims (1)

1. Патентни претенции

   1. Разпределителна въздушна система за управление на предпазните клапани на парогенератор в атомна електроцентрала с реактори ВВЕР-440, включваща източник на въздух под налягане, към който чрез вентили са свързани две управляващи устройства, като последните са свързани и с импулсно превключващи клапани, характеризиращо се с това, че е предвидено допълнително управляващо устройство (19) за управление на временно повишаване на отварящото налягане на импулсните превключващи вентили (2,3,4), при което първото управляващо устройство (5) е свързано чрез въздухопровод (10), съоръжен със затваряща арматура (25, 26) и въздухопровод (9) с импулсен превключващ клапан (2), второто управляващо устройство (6) е свързано чрез 5 въздухопровод (12), съоръжен със затваряща арматура (27, 28) и въздухопровод (13) към импулсни превключващи клапани (3, 4), а допълнителното управляващо устройство (19) е свързано чрез въздухопроводи (20, 21) с им10 пулсни превключващи клапани (2, 3, 4), при което управляващите устройства (5, 6, 19) са свързани към магистрален въздухопровод (14), както и към импулсна тръба (7) съответно чрез въздухопроводи (8, 11, 24).

   15 2. Разпределителна въздушна система съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че магистралният въздухопровод (14) е съоръжен с въздушен резервоар (15) и разположена между резервоара (15) и управлява20 щите устройства (5, 6, 19) затваряща арматура (16, 17).