Теплогидравлические испытания оборудования верхнего блока ядерных реакторов В 428 и В-320 В.У. Хайретдинов; С.В. Мамонтов; А.А. Воропаев; А.Б. Родионов ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС» 5-я международная научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» 29 мая – 1 июня 2007 г. г. Подольск, ФГУП ОКБ "ГИДРОПРЕСС"

Цель теплогидравлических испытаний оборудования верхнего блока ядерных реакторов 9 Целью испытаний являлось: - подтверждение готовности оборудования верхнего блока реакторных установок В-320, В-428 к проведению пусконаладочных работ и эксплуатации; - анализ теплогидравлических особенностей работы контролируемого оборудования во взаимосвязи с параметрами и режимами работы РУ в целом; - подтверждение проектных температурных условий работы основного оборудования, а в случае невыполнения проектных критериев анализ причин, вызвавших отклонение от проектных критериев и выдача рекомендаций по их устранению. В настоящем докладе приведен сравнительный анализ конструктивных решений вентиляционных систем ВБ реактора В-428 и серийного В 320, особенностей работы вентиляционных систем ВБ на различных режимах, приведены результаты измерений с использованием СПНИ, полученные при пусконаладочных работах на серийных блоках с В 320 и на блоке 1 ТАЭС.

Система охлаждения ВБ (TL03) установки В-320 Система охлаждения ВБ (TL03) включает в себя три канала воздушного охлаждения. Каждый канал состоит из вентагрегата TL03D01 (D02, D03) производительностью не менее м3/ч, водяного воздухоохладителя TL03W01-W03 (W04-W06, W07-W09) и затвора с электроприводом (гермоклапана) TL03S01 (S02, S03), установленного на воздуховоде перед вентиляторным агрегатом. Циркуляция охлаждающего воздуха осуществляется следующим образом: воздух забирается из помещения ГА-701 (центральный зал), проходит через элементы ВБ, поступает в шестигранные кожухи приводов СУЗ, охлаждая электромагниты приводов СУЗ, электроразъёмы датчика положения шагового (ДПШ) и электроразъемы приводов СУЗ. Штепсельные разъёмы канала нейтронных измерений (КНИ) и температурного контроля (ТК) охлаждаются воздухом, проходящим через три отверстия Ду10 в страховочных кольцах. После охлаждения элементов ВБ воздух собирается в отводящем воздушном коллекторе, расположенном в районе уплотнения патрубков крышки реактора. Из воздушного коллектора по шести воздухоотводящим коробам воздух поступает в проложенный в бетоне коллектор. Затем из коллектора по индивидуальному, для каждого вентагрегата воздуховоду, воздух поступает в воздухоохладитель, и далее на всас работающего вентагрегата TL03.

Система охлаждения ВБ (TL03) установки В – воздушный коллектор; 2 – теплоизоляция крышки реактора; 3 – воздуховод; 4 – воздухоохладитель; 5 – гермоклапан; 6 – вентиляторный агрегат.

Результаты испытаний и измерений Измерения, проведенные с использованием СПНИ в ходе пусконаладочных работ на 3 блоке Калининской АЭС (КАЭС), 4 блоке Ровенской АЭС (РАЭС) и 2 блоке Хмельницкой АЭС (ХАЭС) показали, что в режиме нормальной эксплуатации система охлаждения ВБ реакторной установки В-320 в целом обеспечивает проектный температурный режим работы элементов оборудования ВБ, однако на всех блоках была отмечена зависимость расхода воздуха через привод СУЗ, а также температуры элементов оборудования ВБ от того, какой вентагрегат в данный момент в работе.

Результаты испытаний и измерений КАЭС. Этап освоения проектной мощности. Изменение температуры электромагнитов привода СУЗ, электроразъемов и на выходе из воздушного коллектора и из привода СУЗ при различном сочетании работающих вентагрегатов г. N=49%Nном

Результаты испытаний и измерений РАЭС. Изменение расходов охлаждающего воздуха на входе в приводы СУЗ при различном сочетании работающих вентагрегатов г. N=75%Nном

Результаты испытаний и измерений На 4 блоке РАЭС и 2 блоке ХАЭС при раздельной работе вентагрега- тов системы TL03 было отмечено превышение проектного критерия «температура воздуха на входе в кожух центрального привода», но при этом температурный режим работы элементов ВБ по показаниям термопреобразователей СПНИ не превышает предельно-допустимых значений. На 3 блоке КАЭС превышений критериев при раздельной работе вентагрегатов системы TL03 отмечено не было

Результаты испытаний и измерений Значения температур, контролируемых на ВБ на РАЭС Наименование параметраКритерийЭтап ХГО Этап физпуска Подэтап 40%N ном Подэтап 75%N ном Подэтап 100%N ном Температура воздуха на входе в привод, С не более Температура наружной поверхности электромагнитов приводов СУЗ ШЭМ- М, С не более Температура наружной поверхности блока изоляции в районе приварки рёбер жёсткости, С не более Температура воздуха на выходе из воздушного коллектора, С не более

Результаты испытаний и измерений Значения температур, контролируемых на ВБ на ХАЭС Наименование параметраКритерийЭтап ХГО Этап физпуска Подэтап 40%N ном Подэтап 75%N ном Подэтап 100%N ном Температура воздуха на входе в привод, С не более Температура наружной поверхности электромагнитов приводов СУЗ ШЭМ- М, С не более Температура наружной поверхности блока изоляции в районе приварки рёбер жёсткости, С не более Температура воздуха на выходе из воздушного коллектора, С не более

Результаты испытаний и измерений Значения температур, контролируемых на ВБ на КАЭС Наименование параметраКритер ий МКУ ( ) N=50% ( ) N=75% ( ) N=90% ( ) N=100% ( ) Температура воздуха на входе в привод СУЗ, С не более Расход воздуха через привод СУЗ,м 3 /ч ÷330236÷360228÷350250÷330- Температура штепсельных разъемов канала контроля нейтронных измерений (КНИ), С не более Температура штепсельных разъемов канала ТК, С не более Температура наружной поверхности электро-магнитов приводов СУЗ ШЭМ-3, С не более Температура наружной поверхности электрических разъёмов привода СУЗ ШЭМ 3, С не более

Рециркуляционная система охлаждения ВБ KLA30 реакторной установки В-428 Рециркуляционная система KLA30 реакторной установки В-428. предназначена для охлаждения приводов системы управления и защиты (СУЗ), соединителей электрического питания датчика ДПШ и электромагнитов приводов СУЗ и состоит из четырех параллельных установок (две рабочих, две резервных), каждая из которых состоит из вентагрегата с охладителем воздуха, в который поступает охлаждающая вода промконтура, запорных клапанов, воздуховодов и средств КИП. Воздух с напора вентилятора по вентиляционному коробу поступает на ВБ, распределяется по каналам, отбирает тепло у основных элементов верхнего блока, нагревается, собирается в коллекторе, по обратному вентиляционному коробу поступает в охладитель, охлаждается и поступает на всас вентилятора.

Рециркуляционная система охлаждения ВБ KLA30 реакторной установки В-428 Схема рециркуляционной системы KLA30. 1 – вентагрегат; 2 – воздухоохладитель; 3 – гермоклапан.

Рециркуляционная система охлаждения ВБ KLA30 реакторной установки В-428 Система охлаждения ВБ реакторной установки В-428 замкнутая и, как показали измерения, при работе системы охлаждения ВБ независимо от того, какие вентагрегаты в работе, расход воздуха через привода остается постоянным. Температурные условия работы охлаждаемого оборудования ВБ зависят от температуры охлаждающей воды промконтура ответственных потребителей системы КАА, поступающей в воздухоохладители.

Результаты испытаний и измерений ТАЭС. Изменение температуры охлаждающего воздуха на входе в привода СУЗ при различном сочетании работающих вентагрегатов г. N=100%Nном

Результаты испытаний и измерений ТАЭС. Изменение температуры электрических разъемов при различном сочетании работающих вентагрегатов г. N=100%Nном

Результаты испытаний и измерений ТАЭС. Изменение температуры воды в промконтуре при проведении испытаний г. N=100%Nном

Результаты испытаний и измерений Наименование параметраКрите рий МКУN=50% Nном N=75% Nном N=100% Nном Обесто- чивание Температура охлаждающего воздуха на входе в верхний блок, С не более Температура воздуха на входе в привод СУЗ, С не более Температура охлаждающего воздуха на выходе из верхнего блока, С не более Расход воздуха через привод СУЗ, м 3 /ч ÷470320÷ ÷535- Температура штепсельного разъёма измерительного канала КНИТ, С не более Температура наружной поверхности электровводов датчиков ДПШ и питания электромагнитов, С не более Температура наружной поверхности электромагнитов приводов СУЗ ШЭМ-3, С не более

Замечания к работе оборудования Замечание - Не обеспечивается расход воздуха через привод не менее 400 м3/ч на ВБ РАЭС Причина – Присосы воздуха через неплотности, неправильная настройка затвора у вентагрегатов Произведенные действия - Настройка открытия-закрытия затвора у вентагрегатов, устранения присосов воздуха в месте приварки шестигранных кожухов к воздушному коллектору и через съемные резиновые соединительные манжеты коробов отвода охлаждающего воздуха Результат - Расход воздуха через привод не менее 400 м3/ч

Замечания к работе оборудования Замечание - На 2 блоке ХАЭС на этапе ГО было отмечено, что подключение второго вентагрегата системы 2TL03 для совместной работы приводит к резкому росту температуры на входе в кожухи приводов Причина – Неплотность между теплоизоляцией и воздушным коллектором ВБ и, в результате, приток горячего воздуха из под теплоизоляции Произведенные действия - Устранение неплотности между теплоизоляцией и воздушным коллектором ВБ Результат - Подключение второго вентагрегата системы 2TL03 для совместной работы уменьшает температуру на входе в кожухи приводов и улучшает охлаждение ВБ

Замечания к работе оборудования Замечание - На блоке 3 КАЭС неравномерное распределение расхода воздуха через привода СУЗ Причина – неправильная настройка затвора у вентагрегата TL03D02 Произведенные действия – работы по регулировке открытия- закрытия затвора у вентагрегата TL03D02, в период ремонтного расхолаживания Результат - более равномерное распределение расхода воздуха через привода СУЗ и, как следствие, при работе TL03D02 температура элементов оборудования ВБ стала минимальной.

Замечания к работе оборудования Замечание - На блоке 1 ТАЭС были выявлены превышения критериев по температуре охлаждающего воздуха на входе и выходе привода СУЗ ШЭМ-3, расположенного в центральной части верхнего блока (08-27), а также в воздушном коллекторе верхнего блока Причина – Значительные утечки охлаждающего воздуха из объема верхнего блока через проемы над шандорами бассейна ревизии (проем размером ~ 0,3х5 м) и бассейна выдержки топлива (~ 0,3х1 м). Переток воздуха через выявленные проемы составил около м3/ч (измерения проводились переносным прибором TESTO 400) Произведенные действия – Перекрытие проемов Результат - Снижение температуры элементов основного оборудования до значений, удовлетворяющих проектным требованиям.

ВЫВОДЫ Анализ результатов измерений с применением СПНИ на всех этапах ввода в эксплуатацию в ходе пусконаладочных работ на блоке 1 ТАЭС, на блоке 3 КАЭС, на блоке 2 ХАЭС и на блоке 4 РАЭС показал следующее: 1.Температурные условий работы основных элементов верхнего блока (приводов системы управления и защиты, электроразъемов) при работе системы охлаждения ВБ в целом соответствуют проектным требованиям. 2. При нормальных условиях эксплуатации рециркуляционная система охлаждения ВБ KLA30, примененная на В-428 обеспечивает более стабильный расход охлаждающего воздуха через привода, чем система TL03, применяемая на В-320, независимо от того, какие вентагрегаты находятся в работе, обеспечивает выполнение теплогидравлических проектных требований при установленных 85 приводах СУЗ ШЭМ-3 (проектное количество для первой загрузки) и максимальной проектной температуре охлаждающей воды промконтура ответственных потребителей системы КАА.

ВЫВОДЫ Эта система (KLA30 ) менее чувствительна к небольшим подсосам воздуха, чем система TL03, не имеет съемных резиновых соединительных манжет коробов отвода охлаждающего воздуха (подача и отвод воздуха осуществляются по металлическим коробам). 3. Для режима с перерывом подачи охлаждающего воздуха на верхний блок лучшие температурные условий работы основных элементов верхнего блока отмечены у В-320, за счет свободного доступа воздуха из центрального зала к верхнему блоку и осуществления охлаждения оборудования ВБ за счет естественной циркуляции воздуха. 4. Для ВБ установки В-320, укомплектованного приводами СУЗ ШЭМ-3 система охлаждения ВБ TL03 обеспечивает выполнение теплогидравлических проектных требований при работе одного вентагрегата, тогда как для ВБ установки В-320, укомплектованного приводами СУЗ ШЭМ-М проектные требования полностью выполняются только при работе двух вентагрегатов одновременно.