WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 


Совершенствование регламента проведения продувки в режимах останова блока с рбмк на основе динамики распределения примесей

На правах рукописи

иванов сергей васильевич

совершенствование регламента проведения продувки в режимах останова блока с рбмк на основе динамики распределения примесей

Специальность 05.14.03 — Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва

2010

Работа выполнена на кафедре Атомных электрических станций Московского энергетического института (Технического университета)

Научный руководитель: д.т.н., проф. Горбуров Вячеслав Иванович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, Кукушкин Александр Николаевич,

кандидат технических наук, Хлебников Александр Александрович.

Ведущая организация:

филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Смоленская атомная станция».

Защита диссертации состоится « 26 » мая 2010 г. в МАЗ МЭИ (ТУ)

в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного Совета Московского энергетического института (Технического университета) по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д. 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Отзыв на реферат, в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан "23" апреля 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 212.157.07,

к.т.н. Ильина И.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

Совершенствование технологических процессов на электрических станциях посредством внесения необходимых изменений в регламент работы оборудования, в технологические и конструктивные схемы элементов оборудования является важной задачей, требующей постоянного внимания эксплуатирующих и проектирующих организаций. Это позволяет обеспечивать более эффективное и долговременное функционирование оборудования, основываясь на понимании протекающих физических в нем процессов и не прибегая к дорогостоящей замене элементов оборудования. В настоящее время эта задача приобретает особое значение.

Изношенность технологического оборудования становится серьезной проблемой энергетики страны. Одной из основных причин отказов является разрушение поверхностей теплообмена, вследствие коррозии и образования отложений.

Особенностью АЭС с РБМК является радиоактивность оборудования, обусловленная образованием отложений радионуклидов на внутренних поверхностях. Это приводит к повышенной численности обслуживаемого персонала и увеличению его дозовых нагрузок. Проблема дозовых нагрузок персонала АЭС в настоящее время рассматривается не только с медицинской точки зрения, но и с технической, экономической и социальной. Снижение дозовых нагрузок персонала АЭС прямо приводит к снижению эксплуатационных затрат и повышению коэффициента использования установленной мощности АЭС.

Радикальный путь устранения перечисленных нежелательных явлений – создание такого водного режима, при котором в воде не появлялось бы продуктов коррозии. Если же это условие не обеспечивается в полной мере, то задача состоит в разработке новых технологий, направленных на повышение уровня эксплуатации и надежности парогенерирующих установок. К этим разработкам относятся и совершенствование регламента ведения продувки в переходных режимах работы парогенерирующего оборудования, опирающееся в своем теоретическом плане на закономерности распределения примесей.

Научная новизна

  1. Впервые исследованы явления прятания и выброса примесей в переходных режимах работы блока с РБМК. Распределения примесей, рассчитанные по диффузионно-гидравлической модели, качественно хорошо описывают реально происходящие процессы.
  2. Показано, что основные идеи, заложенные в теории распределения примесей в переходных процессах, применимы для парогенераторов различного типа (реактор типа ВК, парогенератор ПГВ для ВВЭР, барабанных котлов, реактор типа РБМК), в широком диапазоне скоростей, геометрических и теплофизических параметров, и в динамике распределения примесей после снижения мощности нет принципиальных отличий.
  3. Проведены расчетные и экспериментальные обоснования увеличения эффективности продувки. Предложены пути совершенствования регламента проведения продувки в режимах останова блока, позволяющие увеличить эффективность вывода примесей из КМПЦ РБМК.

Практическая ценность

Исследование закономерностей поведения примесей и продуктов коррозии в динамических режимах позволило разработать пути совершенствования регламента проведения продувки. Новый регламент проведения продувки был реализован на энергоблоках с РБМК Смоленской АЭС. Результаты проведенных испытаний полностью подтвердили эффективность заложенных схемных решений.

Закономерности распределения примесей в объеме кипящего рабочего тела могут быть использованы для разработки регламента проведения продувки парогенерирующих установок различного типа, с учетом их особенностей (параметров работы, гидравлических связей между элементами, химического и дисперсного состава примесей, типа водно-химического режима и др.), а также при проектировании новых парогенерирующих установок.

Публикации

В ходе работы над диссертацией опубликованы 3 статьи, тезисы докладов на международных научно-технических конференциях.





СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, 155 страницы основного текста, 39 рисунков, 7 таблиц и приложений.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель и основная особенность работы.

В первой главе проведен анализ проблемы, представлен обзор научно-технической литературы по проблеме, приведены сведения, необходимые для решения задачи по совершенствованию регламента проведения продувки.

Основными источниками поступления примесей являются: добавочная вода, вводимая в цикл для восполнения потерь; присосы охлаждающей воды в конденсаторах; продукты взаимодействия теплоносителя с конструкционными материалами оборудования (продукты коррозии); продукты радиолиза водного теплоносителя; продукты деструкции ионообменных смол; продукты деления ядерного топлива. Вклад каждого из перечисленных источников в суммарное загрязнение теплоносителя может значительно колебаться.

Для контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) наиболее характерными являются отложения: железные, состоящие из окислов железа и шпинелей сложного состава; сложные силикатные; медные. Отложения, связанные со щелочеземельными элементамиСа2+, Mg2+, играют незначительную роль, так как эти примеси, практически полностью удаляются в системах водоподготовки. Отложения состоят из нескольких слоев не имеющих четких границ. Первый – внутренний – плотный слой, вне активной зоны реактора этот слой практически не участвует в массопереносе. Второй – внешний – слой оксидов продуктов коррозии металлов представляет собой рыхлые отложения, слабосвязанные с поверхностью. Этот слой формируется как в активной зоне, так и вне ее и является основным источником массопереноса радионуклидов, продуктов коррозии и циркония. В рыхлых отложениях железо в основном находится в виде оксидов -Fe2O3 (магемит) и Fe3O4 (магнетит). На поверхности циркониевой оболочки твэла отложения на 90% состоят из железооксидных соединений. Продукты коррозии железа являются носителями соединений радиоактивных изотопов, образовавшихся из легирующих компонентов сталей. Активность продуктов коррозии на 80% обусловлена изотопами Сr51, Mn54, Со58, Fe59,Co60. Основной вклад в дозовую нагрузку на персонал во время ремонтных работ дает -излучение от активированных продуктов коррозии на основе железооксидных соединений.

Величина потока осаждения примеси зависит от теплового потока, концентрации примеси в пристенном слое, свойств суспензии, от электрокинетических характеристик, которые в свою очередь зависят от состава суспензии (заряда частиц, величины pH, содержания различных веществ), а также от гидродинамических характеристик контура.





Переходные режимы работы энергоблока вызывают увеличение активности теплоносителя и, как следствие, увеличение активности отложений вне активной зоны в 45 раз по сравнению со стационарным режимом работы.

Анализируются существующие гипотезы объяснения процессов выброса и прятания. Недостаточность гипотез, объясняющих процессы выброса и прятания химическими процессами, следует из невозможности единого описания поведения различных примесей. В то же время, в некоторых случаях химические процессы могут оказывать большое влияние на процессы выброса и прятания примесей. Непригодность для объяснения процесса выброса примесей на ядерных реакторах только предположения о выходе примесей из-под оболочек твэлов вытекает из схожести процесса выброса на реакторе с процессами выброса на котлах ТЭС. Тем не менее, выход осколков деления из-под оболочек твэлов в ряде случаев может дать дополнительный, а иногда и определяющий вклад в выброс примесей. Сущность предложенной в настоящей работе модели состоит в описании на основе дифференциальном уравнении конвекции-диффузии процесса концентрирования примесей в пограничном слое на поверхности теплообмена.

Ставятся основные задачи: исследование закономерностей распределения примесей и продуктов коррозии в переходных режимах в КМПЦ РБМК; определение факторов, влияющих на динамику распределения примесей в объеме рабочей среды; проведение расчетных и экспериментальных обоснований увеличения эффективности продувки; разработка путей совершенствования регламента проведения продувки в переходных режимах работы блока с РБМК с учетом закономерностей поведения примесей и гидродинамических связей между элементами КМПЦ.

Во второй главе представлены теоретические основы концентрирования примесей в объеме кипящего рабочего тела. Описываются модели процессов выброса и прятания примесей в переходных режимах.

Из всех механизмов переноса вещества в процессе концентрирования примесей в пограничном слое существенную роль играют лишь конвекция, диффузия и унос с паром.

Рассматривается гидродинамическая модель, основанная на постулировании зависимости профиля распределения истинного объемного паросодержания для диабатного потока в парогенерирующем канале с цилиндрической геометрией в виде:

,

где r и R - текущий и внутренний радиусы канала, а индексы “о” и “ст” относятся к оси и стенке канала.

Дополнительно постулируются законы распределения по сечению канала истинной скорости воды и концентрации примесей:,

.

В целом характер принятых распределений не противоречит физическим представлениям, а форма степенных зависимостей выбрана таковой отчасти и потому, что позволяет провести простые аналитические оценки. Данный подход, давая реальные значения относительного выброса, требует достаточно высоких значений «k», что свидетельствует о высоких концентрациях примесей (порядка 102 104), но в узкой пристенной области. Таким образом, гидродинамический подход не противоречит физическим представлениям, и дальнейшее развитие его не лишено смысла. Неопределенным является задание и обоснование величин перекосов концентраций, связанных с массообменными процессами между ядром потока и пристенным слоем, обусловленными переносом примесей за счет конвекции, турбулентности и диффузии.

Рассматривается диффузионно-гидравлическая модель процессов выброса и прятания примесей, основанная на уравнении конвекции-диффузии в тонком пристенном слое :

, (1)

где D - коэффициент диффузии (м2/с); Sст и Sо – концентрация примеси в пристенном слое и остальной части потока; Kр - коэффициент распределения примеси между водяной фазой и паром; wr'=q/r'- скорость подтока жидкости; wr''=q/r''- скорость уноса примеси с паром; q - удельная тепловая нагрузка (Вт/м2); r - скрытая теплота парообразования (Дж/кг); ' и '' - плотности жидкой и паровой фаз на линии насыщения (кг/м3).

Выразим из (1) величину :

и проведем ее анализ.

  1. Если <<1, то кратность концентраций Kk между пристенной областью и ядром потока может достигать весьма больших величин (103 104), из-за малости величины D. Процесс концентрирования будет определяться только диффузией:.
  2. Если >>1, то вынос примесей с паром значительно превосходит диффузионный процесс, и кратность концентраций будет приближаться к величине, обратной Kp:.
  3. Если порядка единицы, оба процесса вносят свой вклад к скорости оттока примесей от стенки.

Из выражения (1) может быть получен коэффициент выброса при изменении тепловой нагрузки. В цилиндрической геометрии это выглядит так:

,

где q - изменение тепловой нагрузки (Вт/м2).

Характерное время изменения концентрации при снижении мощности равно: = / wD = 2/D и варьируется от нескольких секунд до нескольких часов (в зависимости от размера частицы примеси и изменения параметров работы парогенератора, например, давления и температуры).

Для предсказания на практике возможных численных значений величин выброса при разгрузке необходимо определить величину. Расчетное значение как толщины ламинарного подслоя весьма мало (10мкм) и не могло бы объяснить наблюдаемые величины выбросов. Следует принять, что - это, как минимум, величина шероховатости, которая изменяется в процессе эксплуатации и зависит от величины отложений: с ростом отложений - растет шероховатость - увеличивается величина кратности выброса. Толщину слоя можно оценить из механизма кипения. Теплота от стенки идет на перегрев жидкости над температурой насыщения. Толщина слоя перегретой жидкости совпадает с толщиной вязкого подслоя жидкости, в котором теплота передается за счет теплопроводности. Тогда коэффициент теплоотдачи при кипении есть ни что иное, как термическое сопротивление вязкого подслоя : кип = /,

где: кип - коэффициент теплоотдачи при кипении (Вт/м2К); - теплопроводность жидкой фазы (Вт/мК).

Так как кип является функцией давления и удельного теплового потока, то и толщина тоже определяется этими же параметрами, а также зависит от шероховатости поверхности и по расчетам составляет величину порядка 10100 мкм.

Поведение различных примесей существенно различается, поэтому примеси, вносимые в объем кипящего рабочего тела, следует разделить на три класса: а) примеси хорошо растворимые в воде и нерастворимые в паре; б) примеси хорошо растворимые как в воде, так и в паре; в) примеси, нерастворимые ни в воде, ни в паре.

Количество железа в объеме парогенерирующего устройства, рассчитанное как произведение средней концентрации в воде (по результатам химического анализа проб, взятых из пробоотборников) на массу воды, в несколько раз (в некоторых случаях на порядок) меньше реального количества железа в объеме парогенерирующего устройства (полученного в период отмывки). Этот факт свидетельствует о том, что большая часть железа находится не в общем объеме, а концентрируется в вязком пограничном слое (в котором измерить концентрацию технически невозможно из-за малой его толщины), либо отлагается на поверхности.

Что касается микрораспределения примесей нерастворимых ни в воде, ни в паре (железооксидный шлам), то следует разделять его на мелкодисперсный и крупнодисперсный. Поведение мелкодисперсного шлама (эквивалентный диаметр меньше 0,5-2 мкм) аналогично поведению растворенных в воде примесей и нерастворимых в паре – он концентрируется у теплопередающей стенки. Поведение же крупнодисперсного шлама существенно отличается. В вязком подслое имеется большой градиент скорости от нуля до 0,9wя и любая частица в этом слое испытывает выталкивающую силу (сила Магнуса), направленную от парогенерирующей поверхности. Получаем скорость вывода частицы из вязкого подслоя: wm = d2 wсл2 / 48,

где - кинематическая вязкость, (м/с); d – диаметр частицы, (м); wсл – корость рабочего тела в пристенном слое.

Это уравнение получено в предположении о сферичности частицы, что позволяет использовать для расчета сопротивления выражение Стокса. Из этого же предположения можно рассчитать и скорости осаждения частицы шлама, приравняв силу сопротивления силе тяжести: wос = (gd2 / 18) (d/'), где d – плотность шлама, (кг/м3).

Проведенные расчеты свидетельствуют о том, что для параметров работы КМПЦ РБМК частицы шлама с характерным размером больше 0,1-0,5 мкм не могут достичь теплопередающей поверхности, и, в отличие от растворимых в воде примесей, накапливается на границе вязкого подслоя с турбулентным ядром. Также расчеты показали, что крупные частицы (диаметр больше 5 мкм) осядут уже через 0,5-2 часа после того, как скорость циркуляции станет меньше скорости осаждения частицы (в большинстве элементов КМПЦ), тогда как время осаждения мелкодисперсных и коллоидных частиц исчисляется сутками. Это следует учитывать при определении момента включения периодических продувок из дренажей и нижних образующих оборудования.

В третьей главе представлено описание схемы КМПЦ РБМК, режимов работы КМПЦ, описание возможных, представляющих интерес, схем включения элементов КМПЦ.

КМПЦ, в силу его разветвленности и протяженности, состоит из элементов с различными теплогидравлическими характеристиками и параметрами работы. На основании этих данных проведен расчет запаздывания изменения концентрации после выброса примесей из пристенного слоя в основной объем, который показал, что максимальное время запаздывания приходится собственно на пробоотборную линию, а не на КМПЦ, и составляет 15-30 мин. Также из-за несопоставимости расхода в КМПЦ и объема барабана-сепаратора (БС) задержка фронта изменения концентрации и его размыв в БС незначительны.

В четвертой главе представлены результаты экспериментов исследованию процессов выброса примесей во время остановов блоков с РБМК №№1,2,3 Смоленской АЭС, проведен анализ полученных экспериментальных данных, предлагаются пути совершенствования регламента проведения продувки в переходных режимах работы блока с РБМК.

Эксперименты представляли собой ведение контроля за химическими и радиохимическими показателями рабочей среды, за параметрами работы КМПЦ после снижения мощности реактора на 50% (давление и температура КМПЦ остаются неизменными), а затем и после полного снижения мощности реактора (давление и температура КМПЦ постепенно снижаются). Отбор проб на химический и радиохимический анализ проводился с входа установки специальной водоочистки (СВО-1).

Результаты экспериментов показали идентичность процессов, происходящих на трех блоках с РБМК после снижения мощности, а также на парогенераторах различного типа (реактор типа ВК, парогенератор ПГВ для ВВЭР, барабанных котлах), в динамике распределения примесей после снижения мощности нет принципиальных отличий. На рис.1 представлены характерные процессы выброса примесей после снижения мощности.

а) б)

в) г)

Рис.1. Изменение массовой концентрации железа (а), радиоактивности Mn-54, Fe-59 (б) I-131, I-133, Na-24 (в) во время останова блока №3 08.2008 (здесь в момент времени «0 ч»-снижение мощности на 50%, в «14,7 ч»-полное снижение мощности), радиоактивности Fe-59, Mn-54 (г) во время останова блока №2 06.2009(здесь в момент времени «0 ч»-полное снижение мощности).

Выброс примесей должен происходить при уменьшении удельной тепловой нагрузки сначала на 50%, а затем при полном снижении. Это и наблюдается в эксперименте (рис.1-а,б,в). Но между первым и вторым снижением мощности есть принципиальная разница. При снижении мощности на 50% давление в контуре поддерживается на номинальном уровне, т.е. выход примесей из пристенного слоя происходит только за счет уменьшения теплового потока. Но, так как, тепловой поток еще достаточно велик, выброс примесей за счет процесса диффузии ограничен и выброс примесей меньше, чем при полном снижении мощности (рис.1-а,б,в). При полном снижении мощности выброс примесей обуславливают суммарно два механизма: первый – это выброс активированных примесей из вязкого подслоя, так как при практически нулевой тепловой мощности процессу диффузии нет противодействия; и второй – из-за начала снижения давления через неплотности твэлов начинается выброс в теплоноситель продуктов деления. По этой причине после полного снижения мощности в теплоносителе должны наблюдаться как активированные примеси, так и продукты деления, суммарная активность теплоносителя после полного снижения мощности должна быть выше, что и наблюдалось при проведении экспериментов (рис.1-б,в).

При снижении мощности максимальная величина выброса Na-24, I-131, I-133 достигается через 2-4 часа (рис. 1-в), так как эти примеси практически не присутствуют в нерастворенном виде, что согласуется с расчетами времени выброса примесей и величины выброса.

Во всех экспериментах выброс продуктов коррозии начинается через характерное время 5-8часов, а максимальная величина выброса достигается через 10-15 часов (рис. 1-а,б,в). Выброс не обусловлен выбросом из пристенного слоя железооксидных соединений в растворенном и мелкодисперсном виде, т.к. в этом случае выброс происходил сразу после снижения мощности (а не через 8-12 часов). Следовательно, продукты коррозии в растворенном и мелкодисперсном виде, присутствующие в рабочей среде КМПЦ, во время работы блока на мощности практически полностью отлагаются на теплопередающей поверхности, уносятся с паром (растворенные) или адсорбируются на поверхностях оборудования КМПЦ. Эти выводы согласуются с данными по составу отложений на поверхностях КМПЦ и проведенными расчетами по оценке потока примесей к теплопередающей поверхности с потоком жидкой фазы. Логичным объяснением того, что выброс происходит через 8-12 часов, может быть предположение, что выброс обусловлен крупнодисперсными частицами продуктов коррозии, сконцентрированными в пристенном слое за счет действия силы Магнуса, поскольку время выброса для них определяется уже порядка 1-10 часов.

Однако следует отметить, что увеличение концентрации продуктов коррозии (железооксидных соединений) после снижения мощности может происходить вследствие следующих факторов: понижения температуры рабочей среды, и как следствие, увеличения растворимости железооксидных соединений; выхода продуктов коррозии из рыхлых отложений на твэлах за счет снижения давления, поскольку остаточное тепловыделение остается еще достаточно большим, а при снижении давления увеличивается отрывной диаметр пузыря, и как следствие возрастает давление пара в порах отложений (размер пор отложений формировался при параметрах номинальной работы КМПЦ), что приводит к разрушению части рыхлого слоя отложений в зонах с кипением; выбросом свежеосажденных частиц продуктов коррозии при подключении элементов оборудования КМПЦ (при переключении по насосам, по раздаточным групповым коллекторам (РГК), и т.п.).

Особо следует отметить соединения натрия (рис. 1-в). Поскольку Kp для него очень мал, то эффекты прятания и выброса для него выражаются наиболее ярко. Активность 24Na в теплоносителе достаточно быстро достигает стационарного уровня из-за относительно небольшого периода полураспада. А поскольку 24Na практически не имеет нерастворенной формы, то при снижении мощности он сразу выбрасывается из пристенного вязкого слоя в объем (в отличии от крупнодисперсных частиц ). Как правило (при остановах свыше 15 суток), содержание 24Na в теплоносителе не оказывает непосредственного влияния на дозы облучения персонала и радиационную обстановку в помещениях, так в течение 4 суток распадается практически полностью. Однако он является ярким «индикатором» процессов концентрирования в пристенном слое, и по величине выброса 24Na можно судить о загрязненности теплопередающей поверхности.

Следует отметить тот факт, что во время останова блока №2 06.2009 через 22 часа после полного снижения мощности активность теплоносителя, обусловленная продуктами коррозии, возросла в 100-1000 раз (рис.1-г), когда происходило открытие быстродействующей редукционной установки (БРУ-К), что привело к резкому снижению давления в активной зоне и резкому вскипанию теплоносителя, и как следствие, срыву рыхлого слоя отложений. Подобный эффект не наблюдается при открытии БРУ-К при работе реактора на мощности. Это можно объяснить тем, что в этот момент давление в активной зоне сравнительно большое и уменьшение давления в активной зоне хоть и приводит к резкому вскипанию теплоносителя, но отрывной диаметр пузыря при этом имеет практически такой же размер, что и ширина пор в отложениях и разрушения рыхлого слоя не происходит. А при открытии БРУ-К в момент, когда давление в активной зоне близко к атмосферному, при резком вскипании теплоносителя отрывной диаметр пузыря значительно больше ширины пор отложений и вследствие резкого увеличения давления пара происходит разрушение рыхлого слоя отложений.

Основываясь на результатах экспериментов и теоретических сведениях о закономерностях распределения примесей в переходных режимах, предложены основные пути совершенствования регламента проведения продувки:

  • Любое изменение параметров, приводящее к выбросу накопленных в пристенной области примесей необходимо совмещать с проведением периодической продувки (или увеличению постоянной).
  • Необходимо обеспечить максимально возможный расход продувки на протяжении процесса выброса примесей (увеличения концентрации и активности примесей в контурной воде), определяемое расчетом или фиксируемое экспериментально и зависящее от размера частиц примеси.
  • В переходных режимах необходимо производить интенсивную продувку даже после останова реактора с учетом времени осаждения частиц шлама.
  • Периодическая продувка призвана выводить нерастворимые примеси. Скорость осаждения частиц примеси существенно меньше скорости циркуляции рабочей среды. Поэтому периодическая продувка выводит только тот шлам, который попал в продувочный трубопровод, как в тупиковую область. Проводить периодическую продувку с нижних образующих парогенерирующих устройств нецелесообразно, там в процессе работы оборудования шлама нет. В номинальном режиме работы парогенерирующего оборудования (без нарушения норм водного режима) периодическую продувку следует осуществлять крайне редко и только из зон возможного скопления шлама. Организация застойных зон, где скорость рабочей среды будет меньше скорости осаждения частичек шлама возможна в РГК, дренажах КМПЦ, системы продувки и расхолаживания (СПиР), тупиковых зонах, поэтому их продувку при работе в номинальном режиме и особенно после снижения мощности, следует проводить с учетом времени осаждения частиц примесей. Эффективность периодической продувки возрастает только при совмещении ее по времени с разгрузкой реактора.
  • Периодическую продувку РГК, дренажей КМПЦ, СПиР, тупиковых зон необходимо осуществлять точечно (т.е. весь расход продувки направлять на один элемент, а не группу элементов, для того, чтобы организовать максимально возможную скорость вывода рабочей среды, содержащей примеси) и на короткие промежутки времени, определяемые расходом продувки и объемом продуваемого элемента. Промежуток времени между моментами продувки определяется временем осаждения частиц примеси. Если принять средний размер частиц шлама в контуре равным 1 мкм и расход продувки равным 200 м3/ч, то с учетом времени его осаждения для тупиковых зон РГК достаточно осуществлять периодическую продувку каждые 5-6 часов продолжительностью около 1 мин (на каждый РГК).
  • Наибольший выброс в теплоноситель продуктов деления и активированных примесей в теплоносителе происходит с определенным запаздыванием. Для того чтобы избежать распространения активности по КМПЦ необходимо “перехватывать” максимальный выброс активности по возможности ближе к выходу из ТВС, т.е. из БС. При этом для максимальной очистки КМПЦ необходимо задействовать не только возможности СВО-1, но и временный сбор в емкостях, с последующей прокачкой через дезактивирующие системы. Необходимо использовать принцип: максимальная продувка во время максимального выброса примесей.
  • Эффективным является проведения режима открытия БРУ-К как эффективного метода срыва рыхлого слоя отложений с твэлов и использования данного режима в качестве подготовительного к последующим режимам в программе комплексной дезактивации.

Выводы:

  1. Распределение примесей в парогенерирующих установках, рассчитанное по диффузионно-гидравлической модели, описанной в работе, качественно хорошо описывает реально происходящие процессы после снижения мощности. Математическая модель процессов выброса и прятания примесей основана на общем уравнении конвекции-диффузии в движущейся среде, и применима к любым примесям, к любым условиям течения.
  2. Из представленной модели выброса и прятания примесей следует, что концентрация примесей в пристенном слое парогенерирующих поверхностей может на 2-4 порядка превышать концентрацию примесей в ядре потока (например, для соединений натрия).
  3. На динамику распределения примесей в объеме рабочей среды парогенерирующего устройства влияют ряд факторов несвязанных с процессами выброса и прятания. Это и изменение параметров работы оборудования, и включение и выключение дополнительной арматуры, и наличие сложных гидравлических связей между элементами КМПЦ. Все эти факторы необходимо учитывать при разработке регламента ведения продувки для эксплуатируемых и при проектировании новых парогенерирующих устройств.
  4. Помимо эффективного использования процессов выброса примесей при снижении мощности, необходимо большое внимание уделить методам срыва рыхлого слоя отложений путем гидромеханического воздействия на него или другими методами. Особое внимание стоит уделить одному из таких методов – методу срыва рыхлого слоя отложений путем воздействия резкого вскипания теплоносителя после открытия БРУ-К, и, как следствие, резкого увеличения давления в порах отложений. Этот метод не связан с установкой дополнительного оборудования и применением реагентов, а открытие клапанов БРУ-К является плановой операцией по проверке их работоспособности.
  5. Теория распределения примесей в объеме кипящего рабочего тела может быть использована для разработки регламента продувки парогенерирующих установок блоков других типов, с учетом их особенностей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Горбуров В.И., Иванов С.В., Кужаниязов О.С. Гидродинамика теплоносителя и поведение примесей в КМПЦ РБМК в период останова блока // Известия вузов. Ядерная энергетика, №1, 2010. с.128-137.
  2. Горбуров В.И., Иванов С.В., Горбуров Д.В. Распределение примесей в парогенерирующем оборудовании АЭС и ТЭС. М., Атомная энергия, том.108, вып.2, 2010 с.86-91.
  3. Иванов С.В., Горбуров В.И. Поведение примесей в объеме кипящей среды оборудования АЭС и ТЭС. М., Теплоэнергетика, №5, 2010 с.74-78.
  4. Иванов С.В., Будько И.О. Распределение примесей в парогенерирующем оборудовании АЭС и ТЭС. / Тезисы докладов на четырнадцатой международной научно-технической конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», том 3. – М., Изд.дом МЭИ, 2008г. – с.60-61.
  5. Иванов С.В. Анализ поведения примесей в режиме останова блока РБМК-1000 Смоленской АЭС. / Тезисы доклада на пятнадцатой международной научно-технической конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», том 3. – М., Изд.дом МЭИ, 2009г. – с.104-106.
  6. Иванов С.В. Оптимизация регламента продувки в парогенерирующем оборудовании АЭС и ТЭС. / Тезисы доклада на шестнадцатой международной научно-технической конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», том 3. – М., Изд.дом МЭИ, 2010г. – с.13-14.
  7. Иванов С.В., Горбуров В.И. Изменение регламента продувки с целью уменьшения концентрации примесей по объему в парогенерирующем оборудовании АЭС и ТЭС // Сборник трудов одиннадцатой научно-технической конференции молодых специалистов, март 2009 г. / ОКБ «ГИДРОПРЕСС».
  8. Иванов С.В., Горбуров В.И. Изменение регламента продувки с целью уменьшения концентрации примесей по объему в парогенерирующем оборудовании АЭС и ТЭС. // Сборник аннотаций работ "VI Курчатовская молодежная научная школа" / РНЦ «Курчатовский институт», Москва, 2008 г.


 


Похожие работы:

«ДЕНИСОВ Дмитрий Геннадьевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВОДОПОДГОТОВКИ ТЭС НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННОГО КОАГУЛЯНТА 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты 05.17.08 – Процессы и аппараты химических технологий Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2008 Работа выполнена на кафедре Тепловые электрические станции в ГОУ ВПО Ивановский государственный энергетический...»

«МЯТЕЖ аЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный руководитель: доктор технических...»

«ОСТАНИН Андрей Юрьевич МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПЕРСПЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ОБЪЕДИНЕННЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Специальность 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы Новосибирск – 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет. Научный руководитель: доктор...»

«СТЕПЕННОВ Дмитрий Борисович СОЗДАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ центра технической поддержки объектов использования атомной энергии в ниц курчатовский институт Специальность 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2012 Работа выполнена в Национальном исследовательском центре Курчатовский институт (НИЦ Курчатовский институт) (г. Москва)....»

«Латыпов Руслан Назымович ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ БЕРИЛЛИЯ ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ ДО ВЫСОКОЙ ПОВРЕЖДАЮЩЕЙ ДОЗЫ Специальность: 05.14.03 - Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2012 Работа выполнена в отделении реакторного материаловедения ОАО Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов (ОАО ГНЦ НИИАР) Научный...»

«ТРОФИМОВ Андрей Сергеевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет. Научный руководитель: доктор...»

«ВАСИЛЬЕВ Владимир Владимирович разработка автоматики комплексного аварийного управления нагрузкой Специальность 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный руководитель:...»

«АГЕЕВ Михаил Александрович ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМ И РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов – 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет Научный...»

«Чернобаева Анна Андреевна Обоснование моделей радиационного охрупчивания материалов корпусов реакторов и процедуры их применения для оценки состояния эксплуатирующихся корпусов реакторов Специальность 05.14.03- ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание степени доктора технических наук Автор Москва 2009 Работа выполнена в Институте реакторных материалов и технологий Российского научного...»

«Губский Сергей Олегович КРАТКОСРОЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ В ОПЕРАЦИОННОЙ ЗОНЕ РЕГИОНАЛЬНОГО ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ ФАКТОРА ОСВЕЩЕННОСТИ Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новочеркасск – 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасский политехнический институт) на кафедре...»

«Михеев Павел Александрович ПРОДОЛЬНОЕ И ПОПЕРЕЧНОЕ ТОКООГРАНИЧЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С ПОМОЩЬЮ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск - 2008 Работа...»

«Журбенко Евгений Александрович исследование радиационных характеристик окончательно остановленных реакторных установок с ввэр Специальность: 05.14.03. Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Национальном Исследовательском Центре Курчатовский институт....»

«Дерий Владимир Петрович ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА И НАДЕЖНОСТИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Специальности: 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2008 Работа выполнена на кафедре атомных электрических станций ГОУВПО...»

«Бурукин Андрей Валентинович Исследование в реакторе МИР.М1 поведения твэлов ВВЭР с глубоким выгоранием топлива при скачкообразном и циклическом изменении мощности Специальность 05.14.03 Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Димитровград 2010 Работа выполнена в Открытом акционерном обществе Государственный научный центр -...»

«Василенко Владимир Александрович РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА НЕСТАЦИОНАРНОЙ ГАЗОДИНАМИКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ В ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ И СИСТЕМАХ Специальность 05.14.04 – Помышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар – 2009 Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Трофимов Анатолий Сергеевич Официальные оппоненты:...»

«Давиденко Ирина Васильевна РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МНОГОАСПЕКТНОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО МАСЛОНАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Специальность 05.14.12 - Техника высоких напряжений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Екатеринбург – 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждение высшего профессионального образования “ Уральский государственный технический университет -УПИ имени первого...»

«РЫЖКИНА Александра Юрьевна АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО МАСЛОНАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Специальность 05.14.12 – Техника высоких напряжений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный...»

«КАСОБОВ Лоик Сафарович ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ НАРУШЕНИЙ УСТОЙЧИВОСТИ РЕЖИМА ЭНЕРГОСИСТЕМЫ С ПРЕОБЛАДАНИЕМ ГИДРОГЕНЕРАЦИИ (НА ПРИМЕРЕ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ТАДЖИКИСТАНА) Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Новосибирск – 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет...»

«Волков Борис Юрьевич ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВА ВВЭР И PWR ПРИ СОВМЕСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ В РЕАКТОРЕ HBWR Специальность 05.14.03 Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 Работа выполнена в Национальном Исследовательском Центре Курчатовский институт в рамках международной кооперации с исследовательским центром Халденский Реакторный...»

«АЮЕВ БОРИС ИЛЬИЧ МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЕДИНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РОССИИ Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Новосибирск – 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Научный консультант: доктор технических наук, профессор Бартоломей Петр...»






 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

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.