Деаэратор подпитки-продувки ТК10В01
СИСТЕМА ПОДПИТКИ‑ПРОДУВКИ I-ОГОКОНТУРА И БОРНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ (TK) Система подпитки - продувки I контура и борного регулирования является системой нормальной эксплуатации, важной для безопасности и относится: – по назначению к системам нормальной эксплуатации, – по влиянию на безопасность к системам, важным для безопасности. Система продувки-подпитки предназначена для: 1) заполнения или дозаполнения 1 контура раствором борной кислоты; 2) поддержания материального баланса теплоносителя 1 контура; 3) компенсации медленных изменений реактивности из-за выгорания и отравления топлива; 4) дегазации и возврата организованных протечек теплоносителя в 1 контур; 5) корректировки показателей водно-химического режима в соответствии с нормами; 6) гидравлических испытаний 1 контура на давление 200 кгс/см2; 7) подачи запирающей воды на уплотнения главных циркуляционных насосов (ГЦН); 8) расхолаживания компенсатора давления при неработающих ГЦН; 9) первоначального заполнения гидроемкостей системы аварийного охлаждения зоны (САОЗ); Система ТК обеспечивает скорость изменения концентрации борной кислоты в теплоносителе 1 контура: – снижении концентрации не менее 20%/час от текущей; – увеличении концентрации не менее 3г Н3ВО3/час на кг воды при текущей концентрации 8г Н3ВО3 на кг воды.
Состав системы
Система состоит из следующих функциональных групп:
|
|
1) дегазации и деаэрации теплоносителя, ТК10;
2) подпиточных агрегатов ТК20;
3) магистралей подпитки ТК30, 40 и подачи запирающей воды на уплотнения ГЦН- ТК50; слива запирающей воды с уплотнений ГЦНТК60;
4) вывода теплоносителя из контура, ТК80;
5) подачи "чистого" конденсата, ТК70.
Подгруппа дегазации теплоносителя ТК10 предназначена для дегазации теплоносителя 1 контура, дегазации организованных протечек. Подгруппа состоит из деаэратора ТК10В01, теплообменников ТК11, 12W01, трубопроводов и арматуры. Деаэратор ТК10В01 предназначен для дегазации:
- теплоносителя выводимого из контура;
-организованных протечек из бака-приямка оргпротечек TY10B01 или установки спецгазоочистки ТЕ (СВО-2).
Группа подпиточных агрегатов ТК20 предназначена для подачи в 1 контур и на уплотнения ГЦН теплоносителя с концентрацией борной кислоты от 0 до 40 г НзВОз на кг воды с расходом от 10 до 60 м3/час.
Группа состоит из 3-х функциональных подгрупп, включенных между собой параллельно.
Каждая подгруппа состоит из включенных последовательно насосов:
- предвключенного (бустерного) ТК21(22, 23)D01;
- основного подпиточного насоса ТК21(22, 23)D02.
Подгруппа магистралей подпитки ТК30 ТК40, подачи и слива запирающей воды на уплотнение валов ГЦН ТК50 ТК60 предназначена для подачи теплоносителя в 1 контур и на уплотнения ГЦН, а также для слива оргпротечек с уплотнения ГЦН.
|
|
Подгруппа включает в себя трубопроводы подачи теплоносителя с запорной и регулирующей арматурой, вспомогательные трубопроводы оборудования систем подпитки, регулятор YPC02 уровня в компенсаторе давления YP10B01 с регулирующими клапанами TK31, 31S02 и регуляторы перепада давления на уплотнения ГЦН TKC11, 12, 13, 14 с регулирующими клапанами TK51, 52, 53, 54S02. Для исключения перетока теплоносителя I контура в TK10B01 при неработающих подпиточных насосах на трубопроводе подпитки после TK31S02 перед расходомерной шайбой TK40F01 установлен обратный клапан.
Подгруппа вывода теплоносителя и продувки ТК80 включает в себя трубопроводы продувки с регенеративным теплообменником TK80W01 и доохладителем TK80W02, регуляторы расхода и давления продувочной воды TKC01, 02 с регулирующими клапанами TK81, 82S02.
Подгруппа подачи "чистого" конденсата ТК70 состоит из деаэратора борного регулирования ТК70В01, теплообменников TK70W01, W02, TK71W01, трубопроводов и арматуры.
Деаэратор ТК70В01 предназначен для деаэрации чистого конденсата, поступающего от насосов системы TN и подачи его на всас подпиточных насосов. Теплообменники ТК70W01, W02 предназначены для регенеративного подогрева чистого конденсата. Теплообменник TK71W01 предназначен для охлаждения чистого конденсата, сливаемого на баки ТВ40В01, В02.
|
|
Характеристика оборудования.
Баки
Деаэратор подпитки-продувки ТК10В01
Деаэратор подпитки-продувки ТК10В01 дегазирует теплоноситель первого контура, поступающий из линий продувки и организованных протечек I контура.
Деаэратор подпитки-продувки ТК10В01 также дегазирует “чистый” конденсат и борированную воду, поступающие в деаэратор до подачи в первый контур.
Кроме того, деаэратор подпитки-продувки ТК10В01 выполняет функцию демпферной емкости на всасе подпиточных насосов.
В деаэраторе осуществляется выделение кислорода и водорода из теплоносителя I контура, а также разбавление водорода водяным паром или азотом до взрывобезопасной концентрации.
Наряду с глубоким выделением кислорода и водорода, аппарат позволяет выделить из контурной воды растворенные в ней радиоактивные благородные газы (РБГ): криптон, ксенон и другие (попадают в теплоноситель I контура из тепловыделяющих элементов кассет, имеющих газовую неплотность).
|
|
Из подаваемых на подпитку деаэратора "чистого" конденсата и борированной воды в основном осуществляется выделение кислорода, углекислого газа и других газов.
Принцип работы деаэратора
Деаэратор подпитки-продувки ТК10В01 – вертикальный, атмосферного типа, термический. Основной тепловой процесс в деаэраторе сводится к созданию условий, при которых из воды, прошедшей через деаэратор, практически полностью удаляются растворенные в ней газы.
В соответствии с законом Генри количество растворенного в воде газа пропорционально давлению этого газа над жидкостью. Так для кислорода:
Несмотря на уменьшение количества кислорода в воде с повышением температуры (кривая 1) оставшаяся его часть значительна. Так, при изменении температуры воды от 20 °С до 50 °С количество растворенного в воде кислорода уменьшается с 9 до 5 мг/кг, но оставшаяся часть в сотни раз превышает допустимые уровни.
Из уравнений видно, что чем больше будет парциальное давление водяных паров, тем меньше парциальное давление неконденсирующихся газов, в том числе и кислорода, и соответственно их содержание в деаэрируемой воде. В пределе, если:
Р » Pн2о, то åРг + Pо2 » 0
что возможно при нагреве воды до температуры насыщения, т.е. до кипения.
Сущность термической деаэрации заключается в доведении воды до кипения и создания над ней возможно большего парциального давления водяных паров, последнее является решающим, несмотря на снижение Kо2 при увеличении температуры воды до 100 °С.
Ускорению процесса способствуют гидродинамические факторы, обусловленные конструкцией деаэратора - образующийся в толще воды пар барботирует через нее, увлекая за собой пузырьки газов, десорбирующихся из воды, а непрерывный отвод выпара позволяет не допускать над уровнем воды сколько-нибудь заметного парциального давления удаляемых газов.
Конструкция деаэратора
Деаэратор представляет собой цилиндрический аппарат, состоящий из двух основных элементов:
- вертикального бака-аккумулятора со встроенным подогревателем 8,
- деаэрационной (дегазационной) колонки, установленной на баке 13.
Деаэрационная колонка 13 с внутренним Ду = 1400 мм установлена сверху бака-аккумулятора соосно с ним и приварена к его верхнему днищу.
Внутри дегазационной колонны организованы:
- главная 16 и периферийная 18 разделительные камеры,
- центральная 19 и кольцевая 11 струйные камеры,
- малая 10 и большая 22 насадочные колонны.
Главная распределительная камера 16 образована цилиндрическими перегородками, малой распределительной тарелкой 15 и корпусом дегазационной колонны.
Периферийная распределительная камера 18 ограничена цилиндрическими перегородками и большой распределительной тарелкой 20.
Обе камеры сообщаются через гидрозатвор, образованный перегородками и глухим днищем.
Малая насадочная колонна 10, Æ600 мм и высотой 400 мм, расположена в нижней части обечайки под центральной струйной камерой 19. Над насадкой установлена провальная распределительная тарелка 14 с семью патрубками 108х6 для пропуска пара и 54 отверстиями Æ8 для равномерного распределения воды.
Большая насадочная колонна 22, Æ1240 мм и высотой 700 мм, расположена в нижней части дегазационной колонны под кольцевой струйной камерой 11 и малой насадочной колонной 10. Над насадкой установлена провальная распределительная тарелка 20 с восемнадцатью патрубками 159х6 для пропуска пара и 414 отверстиями Æ8 для равномерного распределения воды.
Для организации эффективного газоудаления в связи с большим диапазоном нагрузки и для увеличения площади контакта пара и воды в колонке организованы два самостоятельных контура для больших и малых потоков.
В каждый контур входят распределительная и струйная камера, и насадочная колонна. В обоих колонах в качестве насадки используются кольца Рашига размером 18 х 18 х 2,5 мм из стали 0Х18Н10Т, по поверхности которых стекает пленка деаэрируемой воды, прогреваемая паром, движущимся вверх (хорошо развитая поверхность омывания воды паром позволяет сократить габариты деаэратора).
В качестве опорной конструкции под кольца Рашига используются две решетки из перфорированных листов, подкрепленные ребрами жесткости. Эти решетки, обладая большой несущей способностью, обеспечивают свободное сечение для пропуска воды и пара не менее 50 %.
Малая насадочная колонна предназначена для работы с расходом до 9 т/час, при повышении расхода оставшаяся часть воды переливается на большую насадочную колонну.
Подлежащий деаэрации поток через штуцер подвода теплоносителя, расположенный в верхнем днище деаэрационной колонки поступает в главную распределительную камеру. Постоянная производительность малой насадочной колонны обеспечивается перфорированной тарелкой с 54 отверстиями Ду = 8 мм (небольшой диаметр обеспечивает достаточно мелкое дробление струй воды) и цилиндрической перегородкой, которая обеспечивает необходимый уровень воды в распределительной камере.
В том случае, когда расход поступающей воды не более 9 м3/час, что характерно для деаэратора борного регулирования при работе подгруппы TK70 в резерве, уровень в главной распределительной камере не превысит верхней кромки перегородки, что исключает поступление воды в периферийную распределительную камеру. Весь поток дегазируется проходя мелкими струйками через центральную струйную камеру и далее через малую насадочную колонну.
Перегородка исключает выход пара помимо малой насадочной колонны на распределительной тарелке которой установлены семь патрубков для прохода выпара деаэратора.
В режимах, когда расход воды превышает 9 м3/час, т. е. практически во всех режимах работы деаэратора подпитки-продувки, вода через верхнюю кромку перегородки, большую распределительную тарелку и периферийную струйную камеру поступает на большую насадочную колонну, оборудованную барботажной тарелкой с 414 отверстиями Ду = 8 мм для дополнительной дегазации.
Площадь перфорации барботажного листа принята такой, что даже при минимальной нагрузке деаэратора над листом образуется паровая подушка. Это обеспечивает контакт всей воды с греющим паром в барботажном устройстве.
За время движения стекающая на тарелку вода предварительно нагревается в периферийной струйной камере до температуры, близкой к температуре насыщения за счет конденсации греющего пара. Вода и греющий пар движутся встречными потоками - вода вниз, а пар вверх. Конденсат греющего пара присоединяется к струям воды, а остальной пар проходит дальше вверх по высоте колонны, обеспечивая ее наилучшую вентиляцию, унося с собой неконденсирующиеся газы, выделившиеся в процессе деаэрации, увеличивая время пребывания в нем движущейся вниз воды, что улучшает ее прогрев и деаэрацию.
Оставшийся не сконденсировавшийся пар вместе с газами (выпар деаэратора до 130 кг/час) отводится через штуцер в верхнем днище деаэрационной колонки в охладитель выпара системы дожигания водорода, где пар конденсируется, конденсат пара сливается в бак-гидрозатвор и из него возвращаются в бак организованных протечек. Не конденсировавшиеся газы отводятся в систему дожигания водорода.
Бак-аккумулятор 8 - вертикальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами (диаметр 3000 мм, высота 4760 мм).
Внутри бака-аккумулятора установлены две вертикальные перегородки 2, две наклонные перегородки 3, сегментная перегородка 4 и поддон 1, которые делят весь внутренний объем бака-аккумулятора на две полости.
Внутренняя полость, расположенная между перегородками 2, 3, 4 и поддоном 1, служит для сбора воды, поступающей из дегазационной колонны деаэратора, и организации четкого циркуляционного контура для воды и пара. При этом перегородки 2 делят всю внутреннюю полость на опускной и подъемный участок контура циркуляции.
Козырек 9 направляет воду, выходящую из дегазационной колонны, только в опускной участок внутренней полости.
Внешняя полость, заключенная между двумя вертикальными перегородками 2, двумя наклонными перегородками 3, сегментной перегородкой 4, поддоном 1 с одной стороны, и корпусом бака с другой, служит для сброса продегазированного конденсата.
В нижней части бака-аккумулятора между перегородками 2 распложен подогреватель, изготовленный из 179 U‑образных труб, размером 18х2,5 мм, завальцованных в трубную доску, приваренную к патрубку на корпусе бака. Трубная доска закрыта крышкой-камерой, которая разделена перегородкой на две части. Уплотнение перегородки на трубной доске металл - по металлу.
В верхнюю часть камеры подводится пар из системы RQ, конденсат отводится из нижней камеры в конденсатную линию системы RQ и далее в турбинное отделение.
В баке-аккумуляторе организован циркуляционный контур для деаэрированной воды.
Вода из деаэрационной колонки направляется козырьком в спускной участок внутренней полости бака, барботируется паром, проходит трубный пучок и через отверстие в поперечной перегородке выходит во внешнюю полость.
Для исключения подмешивания не дегазированной воды к воде, прошедшей все стадии деаэрации, уровень в баке-аккумуляторе поддерживается ниже верха перегородки.
Высокая степень дегазации и предотвращение повторного растворения в воде, выделившихся из нее газов обеспечивается четко организованным противоточным движением и постоянным контактом восходящего потока пара и нисходящего потока воды сначала в баке-аккумуляторе, затем в насадочных колонках и струйных камерах.
Подпиточная вода отводится из нижней части бака-аккумулятора.
Деаэратор обеспечивает деаэрацию поступающих потоков в следующих режимах:
- номинальном,
- борного регулирования при вводе и выводе бора,
- аварийном при вводе бора.
Деаэратор обеспечивает хорошую деаэрацию и дегазацию потоков с расходом до 70 м3/час при температуре 104 °С в паровом режиме, снижая содержание кислорода при дегазации с 10 мг/кг воды до 0,02 мг/кг воды.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 2056; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!