Насосы аэс и их ремонт реферат

Обновлено: 02.07.2024

Расход охлаждающей технической (химически не очищенной) воды на АЭС примерно в 1,5 раза больше, чем на тепловых электростанциях. Основными потребителями охлаждающей воды в АЭС являются конденсаторы паровых турбин, теплообменники автономных промежуточных контуров охлаждения, системы подготовки подпиточной воды второго контура, спецводоочистки, санитарно-бытовые и другие устройства и системы.

В зависимости от схемы технического водоснабжения и мощности турбоагрегатов в качестве циркуляционных насосов на АЭС применяются главным образом вертикальные осевые насосы типа ОПВ или центробежные типа В насосные агрегаты. Схемы установки вертикальных осевых типа ОПВ и центробежных типа В насосных агрегатов показаны на рис. 2.37. Подводы 3 насосов выполнены в бетонной части здания. Насосы 4 и электродвигатели 5 крепятся на раздельных фундаментах. Валы насосов и электродвигателей соединяются жесткой муфтой 1. В осевых насосах типа ОПВ (рис. 2.37,а) отвод выполнен в виде колена 2, а в центробежных типа В (рис. 2.37, б) — в виде спиральной улитки 2.

Осевые насосы типа ОПВ (рис. 2.38, а) вертикальные, консольные, одноступенчатые, поворотно-лопастные. Закладное кольцо 10 установлено в верхней части колена всасывающей трубы. На нем смонтирована камера 9 рабочего колеса 8. На камере рабочего колеса устанавливается выпрямляющий аппарат 7, с которым соединяется литой диффузорный корпус 5. Во втулке рабочего колеса расположен механизм поворота лопастей. Внутри выправляющего аппарата смонтирован нижний опорный подшипник 6. На горловине корпуса установлен верхний опорный подшипник 3. Вкладыши опорных подшипников выполнены из резины и смазываются и охлаждаются перекачиваемой водой. Уплотнение 2 вала 4 насоса — сальникового типа с мягкой набивкой. Валы насоса и электродвигателя соединены жесткой муфтой 1, что позволяет применить единый упорный подшипник, расположенный в верхней части электродвигателя и смазываемый маслом от картерной маслосистемы.

Рис. 2.37. Схемы установки на АЭС вертикальных осевых типа ОПВ (а) и центробежных типа В (б) насосных агрегатов

Рис. 2.38. Циркуляционные насосы: а — осевые типа ОПВ; 6 — центробежные типа В

Центробежные вертикальные насосы типа В (рис. 2.38, б) консольные, с корпусом спирального типа и рабочим колесом одностороннего входа. Рабочее колесо жестко крепится к фланцу вала 2. В верхней крышке 5 устанавливается корпус опорного подшипника 4, смазываемого водой. Уплотнение 3 вала насоса сальникового типа с мягкой набивкой. Вал насоса соединяется с валом электродвигателя жесткой муфтой 1.

В качестве насосных агрегатов, применяемых в подсистемах технического водоснабжения и промежуточных замкнутых контурах охлаждения, используются главным образом насосные агрегаты типа Д и скважинные типа ЭЦВ. Насосы типа Д (рис. 2.39) одноступенчатые, горизонтальные с рабочим колесом 4 двустороннего входа. Рабочее колесо посажено на вал 5 по скользящей посадке. Спиральный корпус 3 имеет горизонтальный разъем. Уплотнение 2 вала насоса сальникового типа, в буксу 6 из напорной полости подводится вода. Радиальная опора 1 ротора насоса — подшипник качения с кольцевой смазкой. Для восприятия неуравновешенного осевого усилия шарикоподшипник 7 закреплен в корпусе в осевом направлении. Электродвигатель соединяется с валом насоса упругой муфтой 8.

Рис. 2.39. Насосы двустороннего входа типа Д

Электронасосы центробежные вертикальные типа ЭЦВ (рис. 2.40), многоступенчатые с трансмиссионным валом. Первая ступень насоса находится ниже уровня воды. Рабочие колеса 1 диагонального типа. Полуосевой выправляющий аппарат 3 одновременно служит корпусом насоса. Опоры 2 ротора 4 — подшипники скольжения, работающие на перекачиваемой воде. Уплотнение 5 сальникового типа. Ротор насоса соединен с двигателем жесткой муфтой 6.

Рис. 2.40. Электронасосы центробежные вертикальные скважинные типа ЭЦВ

В системах теплоснабжения АЭС, АТЭЦ и ACT применяются сетевые электронасосы типа СЭ. На рис. 2.41 показан электронасосный агрегат СЭ 5000-160. Электродвигатель 1 соединен с насосом 3 зубчатой муфтой 2. Агрегат комплектуется индивидуальной маслоустановкой 4 и крепится на железобетонном фундаменте 6 анкерными болтами 5.

Рис. 2.41. Сетевой электронасосный агрегат СЭ 5000-160

Насос одноступенчатый с колесом 5 двустороннего входа, с полуспиральным подводом 4 и двухзавитковым спиральным отводом (рис. 2.42). В сальниковые уплотнения 3 подается холодная запирающая вода. Опоры ротора 1 — гидродинамические подшипники скольжения 2 с принудительной смазкой от индивидуальной маслоустановки. Остаточное осевое усилие воспринимается спаренным шарикоподшипником 6.

Рис. 2.42. Сетевой насос СЭ 5000-160

Технические характеристики основных насосов водоснабжения приведены в табл. 2.10.

Основными потребителями масла на АЭС являются опоры роторов и системы регулирования турбин, опоры роторов генератора, насосов, компрессоров и их приводов. Для обеспечения маслом указанных агрегатов и систем применяются две схемы маслообеспечения: централизованные системы и индивидуальные установки.

В качестве примера на рис. 2.43, а показана централизованная система АЭС с реактором ВВЭР-1000, которая обеспечивает подачу масла потребителям. Маслонасосы 2 подают масло через охладители 9 в демпферный бак 8, откуда оно поступает на подшипники турбины 6, генератора 7 и главных питательных насосных агрегатов 4. Сливается масло в бак 1, в котором установлены фильтры. При отключении маслонасосов в подшипники поступает ограниченное количество масла от индивидуальных аварийных баков 5.В систему регулирования турбин масло подается из баков 1 насосами 3.

Рис. 2 43. Принципиальные схемы централизованного (а) и индивидуального (б) маслообеспечения АЭС с реактором ВВЭР-1000

Индивидуальные установки предназначены для обеспечения маслом главных циркуляционных и питательных насосов, а также насосов подпитки-продувки первого контура АЭС. На рис. 2.43, 6 показана индивидуальная маслоустановка насосного агрегата ЦН 60-180 подпитки-продувки. Масло из бака 4 насосами 1 подается через охладители 9 и фильтры 8 к подшипникам насоса 7, электродвигателя 3, гидромуфты с мультипликатором 5 и к зубчатым соединительным муфтам 6. Масло из контура циркуляции гидравлической муфты сливается через охладитель 2 в бак 4.

Маслонасосные агрегаты MB 60-490 систем регулирования турбин вертикального исполнения, многоступенчатые, однокорпусные, секционные показаны на рис. 2.44, а. Маслонасосные агрегаты МКВ 600-40 системы смазки подшипников турбогенераторов и турбопитательных насосных агрегатов вертикального исполнения, однокорпусные, одноступенчатые, консольные, со спиральным корпусом представлены на рис. 2.44, б.

Технические характеристики основных маслонасосов АЭС с водным теплоносителем приведены в табл. 2.11.

Рис. 2.44. Маслонасосные агрегаты MB 60-490 систем регулирования турбин (а) к МКВ 600-40 систем смазки подшипников турбогенераторов и турбопитательных насосных агрегатов (б) АЭС с реакторами ВВЭР-1000 и РБМК-1500

Основными, специфическими для ремонтного обслуживания АЭС положениями являются:

1) ядерный реактор, основные его конструкционные элементы недоступны или ограниченно доступны при работе реактора для ремонта;

2) необходимость дезактивации оборудования;

3) ограниченное пребывание ремонтного персонала в зоне проведения ремонта;

4) необходимость разработки специнструмента, автоматов, приспособлений для дистанционного выполнения работ, защитных и других устройств, обеспечивающих радиационную безопасность персонала;

6) труднодоступность отдельных узлов реакторного и технологического оборудования;

7) восстановление значительного количества быстроизнашиваемых узлов и деталей, имеющих радиоактивную загрязненность, невозможно (это ведет к повышенному расходу запчастей узлов и деталей);

8) значительный объем и сложность работ по контролю состояния основного металла и сварных соединений оборудования и трубопроводов основных контуров;

9) высокие требования к качеству ремонта, так как от этого зависит надежная и безопасная эксплуатация АЭС.

Условия для ремонта оборудования на АЭС не благоприятнее чем на ТЭС. Это связано не только с радиационной опасностью, но также с труднодоступностью отдельных узлов реакторного и технологического оборудования и ограничением времени пребывания персонала. Поэтому к ремонтопригодности реакторного и другого технологического оборудования предъявляются более высокие требования, в том числе касающиеся широкого применения спецоснастки, приспособлений и устройств для выполнения работ в сложных условиях (под слоем воды, жидкого Na, в газовой среде). Основной объем ремонтных работ на АЭС выполняется в периоды плановых остановок энергоблока для ремонта оборудования или для перезагрузки топлива в реактор.

Выполнение ремонта в условиях ионизирующего излучения и, чаще всего, в стесненных условиях или в труднодоступных местах с ограничением допустимого времени требует высокой квалификации персонала. В связи с этим трудозатраты на ремонтное обслуживание и численность ремонтного персонала в 1,2 – 1,5 раза выше, чем на традиционных ТЭС.

На большинстве современных АЭС основные турбоагрегаты работают на насыщенном паре, что приводит к более частому эрозионному повреждению отдельных узлов проточной части турбин, трубопроводов и другого теплоэнергетического оборудования, а, следовательно, к дополнительному объему ремонтных работ.

К качеству ремонтных работ предъявляются повышенные требования, так как от этого в значительной степени зависит надежная и безопасная эксплуатация АЭС. Поэтому ремонтный персонал должен иметь высокую квалификацию и натренированность для работы в специальных условиях АЭС, проходить подготовку (обучение) по спецпрограммам, обеспечивать знание устройства и конструкционных особенностей оборудования, правил технической эксплуатации, правил ядерной и радиационной безопасности.

Для эффективного и качественного ремонта требуются специализированные ремонтные службы и соответствующая ремонтная база. Поскольку большинство действующих и стоящихся АЭС состоят из четырех и более мощных энергоблоков, то, как подтверждает опыт эксплуатации, целесообразно и необходимо на каждой станции иметь хорошо оснащенную базу для ремонта (мастерские, стенды, узлы дезактивации, макеты, тренажеры, специнструмент, приспособления для дистанционного выполнения работ и т. д.).

Виды ремонта

На АЭС действует система планового предупредительного ремонта (ППР) принятое для энергопредприятий. Планирование и организация ремонта на АЭС осуществляется с учетом специфики оборудования и огромного опыта, накопленного при выполнении ремонтов на ТЭС. Система ППР включает в себя: капитальный, средний и текущий ремонт. Капитальный ремонт (КР) должен обеспечивать надежную (безотказную) работу агрегата (оборудования) в течение межремонтного периода. При капитальном ремонте восстанавливаются (или заменяются) все узлы и детали, исчерпавшие установленный ресурс работы, либо получившие значительный износ (повреждения), а также устраняются дефекты, выявленные в процессе предшествующей эксплуатации.

Средний ремонт (СР) производится в периоды между КР в целях устранения выявляющихся дефектов или улучшения технико-экономических показателей работы агрегатов.

В процессе текущего ремонта (ТР) выполняются профилактические несложные ремонтные работы, обеспечивающие надежную эксплуатацию оборудования в периоды между очередными СР и КР.

Периодичность выполнения КР, СР и ТР, последовательность их чередования в плановом ремонтном цикле также как и продолжительность ремонта зависит от типа и состояния основного оборудования АЭС.

Как правило, все КР и СР совмещаются с ежегодными остановками энергоблока для перегрузки ядерного топлива в реакторах. КР и СР основного реакторного и энергетического оборудования проводят с периодичностью один раз в три-пять лет, а ТР – ежегодно. Периодичность выполнения КР и СР насосного, технологического и вспомогательного оборудования обычно чаще и составляет один раз в два-три года.

Плановые нормы продолжительности ремонта:

Продолжительность среднего ремонта основного оборудования 25-40 суток.

Время, необходимое для текущего ремонта основного и вспомогательного оборудования АЭС определяется характером ремонта и составляет 2-10 суток.

Ремонтная документация

Документация предназначена для:

1) формирования организационной структуры технического обслуживания и ремонта (ТО и Р);

2) организации контроля состояния ТО и Р и своевременного выявления его недопустимых изменений;

3) планирования и подготовки ТО и Р;

4) выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту с установленным качеством.

Исходные документы на ремонт:

1) конструкторская документация;

2) технические условия на ремонт;

3) типовые технологические документы на ремонт;

4) графики и ведомости объемов ремонта.

Организационно-технические мероприятия по безопасному проведению ремонтных работ

Работы на оборудовании производятся по письменным нарядам-допускам или устным распоряжениям. Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ при ремонте оборудования являются: оформление работы нарядом-допуском или распоряжением, допуск к работе, надзор во время работы, перевод на другое рабочее место, оформление перерывов в работе, оформление окончания работы.

Наряд-допуск – это письменное распоряжение на безопасное производство работ, определяющий содержание, место, время, условия ее производства, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность работ.

Наряд выдается на время, определяемое лицом, выдающим наряд, но не более чем на срок, утвержденный графиком ремонта оборудования. Если срок действия наряда истек, ремонт не закончен, наряд может продлить лицо, выдающее наряд на срок до полного окончания ремонта. Продлить наряд можно только один раз. Право выдачи наряда предоставляется ИТР, прошедшему проверку знаний, допущенного к самостоятельной работе и включенному в список лиц, имеющим право выдачи наряда.

Руководитель работ – назначенный из числа ИТРов ремонтных цехов. Списки лиц, которые могут быть руководителями и производителями работ по наряду должны утверждаться главным инженером предприятия и корректироваться при изменении состава лиц. Производитель работ назначается из числа слесарей.

Работы, не требующие проведения технических мероприятий по подготовке рабочих мест, могут выполняться по распоряжениям. Распоряжения имеют разовый характер. Срок его действия определяется продолжительностью рабочего дня.

Учет и регистрация работ по нарядам и распоряжениям производится в журнале учета работ по нарядам и распоряжениям. В указанном журнале регистрируется только первичный допуск к работе и полное ее окончание с закрытием наряда. Ответственными за безопасность работ, выполняемых по нарядам (распоряжениям) являются:

1) выдающий наряд, отдающий распоряжение;

2) руководитель работ;

3) производитель работ;

4) дежурный, дающий разрешение на подготовку рабочего места;

5) дежурный ли лицо из оперативного персонала, подготавливающий рабочее место;

6) допускающий к работе;

8) члены бригады.

При ремонте оборудования ядерной части АЭС первостепенное значение придается вопросам радиационной безопасности. К ремонту радиоактивного оборудования приступают после дезактивации и достижения минимально возможного уровня ионизирующего излучения от оборудования. Если дезактивация не обеспечила требуемого снижения мощности дозы, то тогда при ремонте используются защитные средства и спецприспособления для дистанционного ремонта. Дозу внешнего облучения можно снизить, уменьшив время пребывания в зоне облучения, увеличив расстояние от источника до работающего. Применение защитных экранов, поглощающих (ослабляющих) излучение, также уменьшает мощность дозы излучения. В качестве защитных экранов на АЭС широко применяют листовой свинец, переносные стальные, чугунные и другие стены, ограждения из материалов с большой плотностью. емонтные работы в зоне ионизирующего излучения, т. е. в необслуживаемых и полуобслуживаемых помещениях проводятся только по письменному разрешению (дозиметрическому наряду-допуску). Распоряжением руководства станции устанавливается перечень помещений и номенклатуры ремонтных работ, при которых требуется обязательное оформление дозиметрического наряда-допуска.

Дозиметрический наряд определяет границы рабочего места, допустимое время пребывания на рабочем месте, условия производства ремонтных работ, дополнительные средства биологической защиты на рабочем месте, необходимые индивидуальные защитные средства, меры радиационной безопасности, состав бригад и лиц, ответственных за радиационную безопасность производства работ. Наряд-допуск оформляется ежедневно, перед началом работ проводятся инструктажи ремонтного персонала. Соответствующим образом подготавливается рабочее место, инструмент и все необходимые приспособления. Рабочее место, как правило, выгораживается и оборудуется переносным санитарным шлюзом, укомплектованным индивидуальными защитными средствами (бахилами, полухалатами, передниками, перчатками), комплектуется поддонами с дезактивирующими растворами для обмывки обуви, а также пневмозащитными костюмами и респираторами.

Контроль за соблюдением правил радиационной безопасности осуществляет дежурный дозиметрист и руководитель работ. Если ремонтные работы планируется выполнять в необслуживаемых или полуобслуживаемых помещениях, то заранее определяются и соответствующим образом наглядно обозначаются маршруты движения (туда и обратно) ремонтного персонала. При входе в зону ионизирующего излучения каждый работник получает средства индивидуального дозиметрического контроля. При выполнении ремонта в зоне ионизирующего излучения необходимо заранее определять состав ремонтных бригад, ограничивая количество персонала определенным минимумом, исходя из принципа, что на рабочих местах должны быть только непосредственные исполнители работ. Для хранения и транспортировки инструмента, запасных частей и материалов применяются металлические коробки и пластиковые мешки. После окончания ремонтных работ рабочее место убирается. Отработавшие узлы, детали, протирочный материал и другие твердые радиоактивные отходы собираются в специальные контейнеры и отправляются на захоронение в хранилища. После этого рабочее место сдается работникам дозиметрической службы.

Оснащение ремонтных мастерских

Для ремонта основного оборудования необходимы специализированные ремонтные мастерские, специальные стенды-иммитаторы, узлы дезактивации и другая ремонтно-техническая оснастка.

Мастерские, располагающиеся в зоне ионизирующего излучения, должны оснащаться необходимыми средствами дезактивации и удовлетворять санитарным требованиям и условиям соблюдения радиационной безопасности. Все ремонтные помещения, мастерские зоны строгого режима должны быть хорошо оснащены необходимым станочным парком, стационарными подъемно-транспортными и транспортно-технологическими приспособлениями., грузозахватными и такелажными приспособлениями, средствами малой механизации, а также набором-комплексом ремонтных приспособлений для дистанционного ремонта и осмотра оборудования и трубопроводов АЭС.

Дезактивация оборудования

Работа ядерной энергетической установки сопровождается радиоактивными загрязнениями внутренних и наружных поверхностей оборудования контура, а также поверхностей тех помещений, где оно расположено. Основные источники радиоактивного загрязнения: дефектные ТВЭЛы, продукты коррозии, продукты износа движущихся частей оборудования, которые переносятся в теплоносителе по контуру и активируются нейтронами в активной зоне реактора.

Дезактивация – удаление радиоактивных загрязнений с поверхности оборудования и трубопроводов. Является одним из защитных мероприятий, уменьшающих воздействие излучения на персонал АЭС, а также предупреждающих распространение загрязнений по помещениям и территории станции. Эффективность дезактивации зависит от вида загрязненности оборудования, средств и методов очистки и оценивается коэффициентом дезактивации:

где A_н – начальное загрязнение оборудования, A_к – загрязнение после дезактивации.

Выбор метода дезактивации определяется характером загрязненности, конструкционными материалами оборудования, условиями эксплуатации, габаритными размерами, конфигурацией, а также доступностью дезактивируемых поверхностей. Наиболее часто применяются следующие виды дезактивации:

1) химический – отложения снимаются за счет химического воздействия при заполнении оборудования химическими растворами или погружением его в соответствующий дезактивирующий раствор. Эффективность зависит от состояния поверхностей оборудования и трубопроводов, от температуры дезактивирующих растворов, времени выдержки оборудования в контакте с раствором, а также от количества циклов дезактивации;

2) электрохимический – представляет собой анодное травление дезактивируемых поверхностей в электролите при пропускании через него постоянного электрического тока;

5) механический – используется для дезактивации оборудования, облицовок бассейнов и других механических поверхностей. Для механической очистки используют специальные скребки машинки для зачистки, металлические щетки и т. д.

На АЭС для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов должны быть организованы их техническое обслуживание и ремонт. Для обеспечения безопасной эксплуатации и надежности оборудования с определенной периодичностью проводятся технические освидетельствования и контроль металла и сварных соединений оборудования и трубопроводов и в случае обнаружения дефектов – их ремонт, а иногда и реконструкция.

Как следует из анализа ремонтного обслуживания оборудования АЭС, очень важной проблемой при производстве работ являются дозовые нагрузки для персонала. Ремонтный персонал АЭС должен обладать достаточными знаниями и регулярно совершенствовать свое мастерство. Он должен знать назначение и функции трубопроводов и оборудования, должен знать материалы, применяемые для ремонта, марки сталей трубопроводов и оборудования, сварочные материалы, методы контроля сварных соединений, дефекты сварки. Должен владеть оснасткой, применяемой при ремонте. Перед началом ремонта должен изучить и знать технологии ремонта, монтажа, реконструкции. Должен знать нормативные документы и выполнять их требования.

Руководящие документы регламентируют все необходимые положения по сборке оборудования, сварке, контролю сварных соединений, и строгое соблюдение их требований является залогом безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомной электростанции.

АЭС в силу технологических особенностей использует огромное количество насосов и насосного оборудования, среди них главные циркуляционные насосы, питательные, конденсатные, дренажные, и многие другие. В данной статье мы расскажем о насосах для атомных электростанций.

Применение насосов на АЭС

Насосы применяется практически во всех ключевых технологических процессах:

Главный циркуляционный контур, для перекачки теплоносителей в реакторных установках, действующих АЭС
Циркуляционная система для охлаждения конденсаторов турбин
Питательные насосы в системе подачи питательной воды
Насосы в тракте основного конденсата
Насосы в системе безопасности и прочие насосы

Принципиальная схема отечественного энергоблока 300МВт

Обозначения на схеме энергоблока:

1. Турбопитательный насос

2. Питательный насос пускорезевный

3. Предвключенный насос

4. Конденсатные насосы

5. Дренажные насосы

6. Насосы циркуляционной воды

7. Расширительный бак

8. Подогреватель питательной воды высокого давления

9. Подогреватель питательной воды низкого давления

10. Эжектор пусковой

11. Охладитель газоохладителей и конденсатный

Насосы применяемые на АЭС

Насосы, используемые в ядерной энергетике, можно приблизительно разделить на следующие группы насосов:

Главные циркуляционные насосы (ГЦН) - насосы предназначенные для создания циркуляции теплоносителя с вспомогательными насосами к ним.

Главные циркуляционные насосы обеспечивают циркуляцию воды в контуре многократной принудительной циркуляции реакторных установок. По расположению вала все ГЦН выполнены вертикальными.

В ГЦН в качестве привода используются асинхронные электродвигатели вертикального исполнения с радиально-осевым подшипником на масляной смазке. Крутящий момент от электродвигателя к насосу передается при помощи соединительных муфт различных конструкций.

Требования к главным циркуляционным насосам:

Высокая надежность насоса. Насосы должны работать надежно и обеспечивать устойчивую работу при нормальной эксплуатации и в переходных режимах в течение длительного времени (не менее периода между планово-предупредительными ремонтами)
Обеспечение достаточного выбега (вращение после обесточения электродвигателя насоса), необходимого для охлаждения активной зоны при авариях с потерей электроснабжения собственных нужд.
Надежная герметизация ГЦН во избежание утечки теплоносителя из первого контура.
Обеспечение ремонта насосов с минимальным временем нахождения поблизости от них ремонтного персонала для демонтажа выемных частей ГЦН.
Материалы проточной части ГЦН должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к материалам главного циркуляционного контура, т.е. не должны взаимодействовать с теплоносителем в рабочем диапазоне температур и давления, должны допускать дезактивацию щелочными и кислотными растворами, а также должны быть коррозионно-стойкими и устойчивыми против эрозии при предельных скоростях движения теплоносителя в проточных частях.

Питательные насосы – насосы для подачи питательной воды в парогенераторы или барабаны-сепараторы.

конденсатные насосы - для подачи конденсата в деаэраторы из конденсаторов турбин и подогревателей низкого и высокого давления.

Питательные насосы применяются для подачи химически очищенной воды в парогенераторы энергоблоков АЭС. Питательные насосы изготавливаются в различных конструктивных исполнениях: горизонтальные, одно- или двухкорпусные, секционного или спирального типа, одноступенчатые с рабочим колесом двухстороннего входа или многоступенчатые с односторонним расположением рабочих колес. Бескавитационная работа питательных насосов обеспечивается применением рабочего колеса с расширенным входом или применением предвключенного колеса или насоса.

Питательные насосы должны отвечать следующим требованиям:

Обеспечивать динамическую устойчивость во всем диапазоне работы насоса.
Вибрация на корпусах подшипника не должна превышать 0,05 мм.
Обеспечивать удобство монтажа, ремонта и обслуживания.
Насосы должны снабжаться обратными клапанами с линией рециркуляции, чтобы не возникало обратного вращения ротора насоса и перегрева воды до температур, близких к парообразованию.

Конденсатные насосы - насосы применяемые для подачи конденсата отработанного пара турбин, конденсата греющегося пара из теплообменных аппаратов энергоблоков АЭС, а также жидкостей, сходных с конденсатом по вязкости и химической активности.

Конденсатные насосы обычно работают с минимальным располагаемым кавитационным запасом в условиях глубокого вакуума на входе и при температуре конденсата, близкой к температуре насыщения. Поэтому для улучшения антикавитационных качеств насоса первую ступень выполняют двухпоточной с уширенным входом или с предвключенным рабочим колесом. Конденсатные насосы с подачей до 200 м3/ч обычно изготавливают в горизонтальном исполнении, а с подачей 200 м3/ч и выше - в вертикальном.

Основные требования, предъявляемые к конденсатным насосам:

Обеспечение стабильной формы напорной характеристики при параллельной работе насосов.
Отсутствие подсоса воздуха через работающий и неработающий насос.

В России наиболее распространены конденсатные насосы типов Кс, КсА, КсВ, КсВА. Эти насосы

предназначены для перекачивания конденсата при темпера-до 140°С, а также жидкостей, сходных с конденсатом по вязкости и химической активности. Насосы изготавливают в вертикальном и горизонтальном исполнениях.

Насосы систем безопасности - насосы систем безопасности предназначены для поддержания в допустимых пределах параметров работы АЭС, определяющих ее безопасность не только в нормальных условиях эксплуатации (работа энергоблока на мощности, пуск и остановка, плановое изменение нагрузки, плановое расхолаживание и т.п.), но также и в аварийных режимах, вызванных нарушениями в работе или отказом оборудования и систем АЭС

Кроме вышеперечисленных насосов на АЭС используются другие насосы к примеру:

Насосы циркуляционного водоснабжения для охлаждения конденсатор турбин.
Насосы технического водоснабжения главного корпуса.
Насосы масло снабжения систем турбоагрегатов.
Насосы спецводоочистки и химводоочистки.
Насосы вспомогательных систем.

Обзор основных производителей насосов для АЭС

Список производителей можно значительно расширить особенно если говорить о насосах для вспомогательных систем/

Для увеличения времени выбега при обесточивании насосный агрегат может быть снабжен маховиком. В этом случае требования к надежности электроснабжения приводного двигателя такие же, как и в насосах с контролируемыми протечками для водяного теплоносителя. Чтобы увеличить время выбега в режимах аварийного обесточивания, можно либо увеличить маховые массы насосного агрегата, либо использовать энергию выбегающего синхронного генератора.
Из вспомогательных систем питания от аккумуляторной батареи требуют лишь аварийный маслонасос системы смазки подшипников насоса и электродвигателя и аварийный маслонасос уплотнения вала насоса. Агрегат снабжен электронагревателями для расплавления металлического теплоносителя при пусках из холодного состояния и для поддержания его в жидком виде при неработающем реакторе. К. п. д. таких насосов близок к к. п. д. центробежных водяных насосов соответствующей производительности.
Благодаря высокой электропроводности жидких металлов для их перекачки можно применять электромагнитные насосы. В зависимости от того, как подводится ток к жидкому металлу — путем непосредственного контакта жидкого металла с токоведущей шиной или индукционным путем — электромагнитные насосы разделяют на кондукционные и индукционные. Кондукционные насосы могут быть выполнены на постоянном и переменном токе; индукционные — только на переменном. Кондукционные насосы большой производительности могут быть выполнены только на постоянном токе. Насосы этого типа могут использоваться в качестве главных циркуляционных насосов первого и второго контуров АЭС. Насосы постоянного тока требуют для питания источников с большим током и малым напряжением. В случае мощных насосов выпрямительные установки для этих целей малопригодны, так как они получаются громоздкими и с малым к. п. д. Более подходящими в этом случае являются униполярные генераторы.
При небольших производительностях от 0,5 до 150 м3/ч, давлении до 6 бар и температуре до 680° С для перекачки жидкого натрия и его сплавов с калием разработана серия спиральных индукционных насосов [15], в магнитопроводе которых используются статорные листы стандартных асинхронных двигателей. Такие насосы широко используются во вспомогательных системах (перекачивающих, подпиточных, в контуре очистки).
Основным достоинством электромагнитных насосов всех типов является возможность полной герметичности конструкции без каких-либо систем уплотнения, отсутствие вращающихся частей и легкость регулирования производительности, что обеспечивает их высокую надежность в работе и простоту обслуживания. Основными недостатками электромагнитных насосов являются: гораздо более низкий, чем у центробежных насосов, к. п. д., низкий коэффициент мощности (у индукционных насосов) из-за больших зазоров в магнитопроводе и полное отсутствие механического выбега.
В этом отношении они уступают даже бессальниковым циркуляционным насосам и требуют обязательного питания электроэнергией выбегающего синхронного генератора в режимах аварийного обесточивания, если такой электромагнитный насос используется в контуре циркуляции. По сравнению с центробежными насосами их достоинством является отсутствие вспомогательных систем, требующих сохранения питания в режиме исчезновения напряжения в сети собственных нужд.
Электромагнитные насосы постоянно совершенствуются. Если сейчас для мощных АЭС с жидкометаллическим теплоносителем выбор типа главного циркуляционного насоса решается, как правило, в пользу центробежных из-за их пока более высокой надежности, меньших потерь и наличия инерции вращающихся масс, то в будущем после отработки надежной конструкции электромагнитных насосов высокой производительности и решения вопроса перехода на режим естественной циркуляции без использования инерции вращающихся масс насоса (за счет инерции теплоносителя или использования выбега турбогенераторов) электромагнитные насосы смогут с успехом использоваться в качестве главных циркуляционных насосов I и II контура.
Электронагреватели паровых компенсаторов объема и оборудования с жидкометаллическим теплоносителем. На АЭС
с реакторами с водой под давлением появляется весьма ответственный и мощный потребитель собственных нужд — электронагреватели паровых компенсаторов объема (см. рис. 1-1). Компенсаторы объема (давления) с электронагревателями, правда, гораздо меньшей производительности используются и в схемах с канальными водографитовыми реакторами, но последние используются лишь при пуске станции из холодного состояния, электронагреватели же компенсаторов объема работают как в пусковых, так и во всех других режимах, правда, наибольшая мощность потребляется ими при пуске станции.
Так, например, в реакторе ВВЭР-440 [8] в корпусе компенсатора объема имеется 120 штуцеров, в которые вварены блоки нагревателей. Каждый блок состоит из нержавеющей стальной пробки, в которую вмонтированы три трубчатых нагревателя мощностью по 5 кВт. Электрическое соединение нагревателей в блоке параллельное. Смена блоков может производиться при остановленном реакторе. Следует различать пусковую нагрузку электронагревателей компенсаторов объема, составляющую 1440 кВт, и нагрузку электронагревателей при работе реактора на стационарном уровне мощности. Она невелика и соответствует тепловым потерям компенсатора. Большая часть этой нагрузки не предъявляет повышенных требований к надежности питания. Часть блоков нагревателей общей мощностью около 180 кВт должна быть обеспечена питанием от автономных источников даже в режиме аварийного обесточивания, с тем чтобы предотвратить понижение давления и вскипание теплоносителя.
На АЭС с жидкометаллическим теплоносителем электронагревателями снабжается все оборудование, где возможен переход металла в твердую фазу при охлаждении: трубопроводы, задвижки, насосы, теплообменники, парогенераторы, хранилища металла, линии подпитки. Мощность этих устройств может достигать нескольких тысяч киловатт. Большая часть нагрузки нагревателей не предъявляет повышенных требований к надежности электропитания. Из-за территориальной разбросанности и раздробленности этой нагрузки схема ее электропитания отличается большой разветвленностью и большим количеством источников питания.
Электропривод насосов технической воды и роль этой системы на АЭС. Система технического водоснабжения на АЭС играет еще большую роль, чем на ТЭС, что объясняется рядом обстоятельств.
Во-первых, на современном этапе развития атомной энергетики широкое применение имеют турбины, работающие на насыщенном паре [4, 8] давлением 29—65 бар. Удельные расходы насыщенного пара существенно выше, чем в турбинах той же мощности, но работающих на докритических или сверхкритических параметрах с использованием перегрева. Поэтому производительность и мощность насосов циркуляционной воды конденсаторов турбин в 1,5—2 раза выше, чем на ТЭС той же мощности. При использовании механического выбега основных турбогенераторов АЭС в режиме аварийного расхолаживания приходится оставлять на выбеге часть циркуляционных насосов для сохранения вакуума выбегающих турбин.
Во-вторых, от многих агрегатов атомной электростанции как основных, так и вспомогательных, а также из отдельных ее помещений приходится отводить большое количество тепла. Весьма существенно то, что отвод этого тепла, правда, в меньших количествах нужно продолжать и после остановки станции, даже при аварийном ее отключении с полной потерей напряжения в сети питания собственных нужд. Поскольку отвод тепла производится технической водой, подаваемой специальными насосами, очевидно, что часть этих насосов должна иметь электропривод с питанием от автономных источников.
Третьей особенностью системы технического водоснабжения АЭС, существенно влияющей на построение схемы питания ее электродвигателей, является необходимость создания так называемого промежуточного контура технической воды, от которого охлаждается часть потребителей, связанных с реакторной установкой. Это объясняется необходимостью исключить проникновение радиоактивных примесей в охлаждающую воду, покидающую станцию и сбрасываемую в естественные водоемы.
С учетом сказанного принципиальная схема технического водоснабжения АЭС имеет вид, изображенный на рис. 1-5.
От циркуляционных насосов технического водоснабжения 1 охлаждаются прежде всего конденсаторы турбин, технологические конденсаторы, маслоохладители генераторов, а также маслоохладители и воздухоохладители приводных электродвигателей питательных и конденсатных насосов. От этой же системы через подъемные насосы 2 питаются газоохладители генераторов. Требования к надежности энергоснабжения электродвигателей этих насосов технической воды такие же, как на ТЭС.

Рис. 1-5. Схема технического водоснабжения АЭС

1— циркуляционные насосы конденсаторов; 2 — подъемный насос газоохладителей генераторов; 3 — потребители, охлаждаемые циркуляционной водой конденсаторов; 4 — газоохладители генераторов; 5 — рабочие насосы технической воды; 6— потребители, требующие охлаждающую воду с напором более 10 м; 7 — аварийные насосы технической воды; 8— теплообменник промежуточного контура; 9 — потребители; подпитка теплосети и санитарно-бытовые устройства; 10— насос промежуточного контура; 11 — аварийный насос промежуточного контура; 12 — потребители реакторного зала, охлаждаемые водой промконтура; 13 — вода из водоема; 14 — сброс воды в водоем

На АЭС есть потребители, требующие для своего охлаждения техническую воду напором более 10 м водяного столба; их охлаждение нельзя ставить в зависимость от работы циркуляционных насосов турбин. Эта техническая вода идет на охлаждение: теплообменника промежуточного контура, теплообменника бассейна выдержки отработавших тепловыделяющих элементов, теплообменника бака биологической защиты, теплообменников охлаждения воздуха в боксах парогенераторов и ГЦН, теплообменников вентиляционных систем для охлаждения воздуха в рабочих помещениях, маслоохладителей и воздухоохладителей подпиточных насосов, теплообменников спецводоочистки. От этой же системы можно подать охлаждающую воду в технологический конденсатор. От промежуточного контура охлаждаются теплообменники системы управления и защиты, теплообменники автономных контуров ГЦН, теплообменники доохлаждения продувочной воды реактора и некоторые теплообменники спецводоочистки, т. е. оборудование, где циркулирует радиоактивный теплоноситель и где возможно его загрязнение.
Как правило, циркуляционные насосы промконтура не допускают даже кратковременного перерыва питания при полном обесточивании АЭС, и поэтому аварийный насос промконтура выполняют с питанием от аккумуляторной батареи, а рабочий насос питается от сети переменного тока с переключением на автономный источник питания (дизель-генератор) при обесточивании. Аварийные насосы технической воды допускают перерыв в питании, исчисляемый двумя-тремя минутами, после чего питание должно быть восстановлено от автономных источников.

Электрооборудование системы управления и защиты (СУЗ) реактора.

Читайте также: