Механизмы повреждений теплообменной поверхности ПВД, ПНД и конденсатров на АЭС с ВВЭР и РБМК Подольск 29 мая – 01 июня 2007 года ВНИИАЭС - В.И. Бараненко, - презентация

1 Механизмы повреждений теплообменной поверхности ПВД, ПНД и конденсатров на АЭС с ВВЭР и РБМК Подольск 29 мая – 01 июня 2007 года ВНИИАЭС - В.И. Бараненко, В.А. Юрманов, С.А. Баклашов. ООО Энергомашпроект – А.В. Кумов ЦНИИ КМ Филимонов Г.Н., Счастливая И.А.

2 .2 Внешний вид конденсатора турбины К /1500 (КлнАЭС)

3 .3 Паровая турбина К /1500 ХТЗ с боковыми конденсаторами (КлнАЭС)

4 .4 Типовая конструкция конденсатора К , К500-65/3000 (ЛАЭС)

5 .5 Pitting Resistance Equivalent (PRE) = % Cr + 3,3% Mo + 16% N Сталь, марка CrNiMoNСтруктура (аустенит, феррит) PRE 08Х18Н10Т А ,59-- А 08Х17Н13М2Т17132,1-А24 316L17,5132,6- А26 08Х22Н6Т % Ф + 50% А22 SAF ,5--50% Ф + 50% А 23 08Х21Н6М2Т % Ф + 50% А27,5 SAF ,63,20,18 50% Ф + 50% А35,5 SAF ,350% Ф + 50% А43

6 .6 Состояние конденсаторов на ряде зарубежных АЭС советских проектов п/п Тип АЭСНаименование АЭСВыполненные работы 1.АЭС – ВВЭР-440Бл. 1÷4 Пакш, Венгрия Бл. 1, 2 Ловиза, Финляндия Замена на НЖ В проекте титан 2.АЭС – ВВЭР-1000Бл. 1, 2 Темелин, Чехия Бл. 5, 6 Козлодуй, Болгария Бл. 1 Южно-Украинская, Украина Замена на титан Замена на НЖ Замена на НЖ в ППР с совместно с ПГ

7 .7 Замена КНД блока 2 РоАЭС

8 .8 Замена КНД АЭС «Козлодуй»

9 Состояние КНД АЭС п/п АЭС % заглушенных трубок в конденсатореРазгрузки за период 2001÷2006г.г. из-за дефектов трубок допустимыйфактическийВсегоНедовыработка эл. энергии млн. кВт·час 1Балаковская10 5,6 4,9 6,4 3, ,3 2Волгодонская107,41316,7 3Калининская 1,2 блок10 1,42 7,3510,1 4Кольская108,890 (перераспределение Nэл) 5Ленинградская101,393298,7 6Белоярская100,800 7Калининская 3 блок100,1300 8Курская100,71 9Нововоронежская 3,4 блок 104,8-- 10Нововоронежская 5 блок 103,3-- 11Смоленская 100,310,8 ИТОГО142463,3

10 .10 Дефекты конденсаторных трубок КлнАЭС ТГ Количест во трубок в КНД на 1 ТГ % заглушенных трубок на 1 ТГ, доп./факт Динамика глушения трубок по годам на 1 ТГ, штук /1, /7, /0,

11 .11 Схема нанесения системы покрытия ВИКОР ® -ТТ

12 .12 Титановые сплавы, используемые на ТЭС и АЭС Титановые сплавы Состав, % TiAlMoVCSnZn Ti-6242 До ,02,04,04,0 Ti-64 До ,082,02,0- Ti-6246 До ,10,12,02,04,04,0

13 .13 Материалы теплообменных трубок конденсаторов турбин на АЭС мира По состоянию на 1981 год

14 .14 Конструкционные материалы конденсаторных трубок и виды коррозионных повреждений

15 .15 Конденсаторы на АЭС Франции Охлаждающая среда Материал Примечание Морская вода Титан Первое поколение Пресная вода Латунь (30% Zn, 70% Cu) Первое поколение Пресная вода Нержавеющая сталь 316 L (17% Cr, 12%Ni, 2%Mo) 13 блоков 900 МВт 2 блока 1300 Мвт (замена проведена) Пресная вода Нержавеющая сталь 316 L (17% Cr, 12%Ni, 2%Mo) 11 блоков 900 МВт 8 блоков 1300 Мвт (замена в ближайшие годы)

16 .16 Замена конденсаторов на АЭС Целесообразность замены Способ замены Длительность замены Стоимость замены 1. Утонение стенок трубок 2. Повышение мощности блока (на МВт) 3. Требования экологии (применение более коррозионно-стойкого материала) Модульный 56 дн. (1300 МВт) 35 дн. (900 МВт) млн. долл. США По одной трубке (для пучков типа «колос») 42 дн. (блок 900 МВт, кол. трубок 72000) 7-10 млн. долл. США

17 .17 Характеристика конденсаторов АЭС Франции и РФ п/п Мощность блока, МВт Элемент КНД Кол.,штДиаметр, толщина, мм Длина, м 1900 (Фр) Теплооб. трубка (толщина 0,5 мм, титан; 0,6 мм, нержав. ст) 13, (Фр) Теплооб. трубка (толщина 0,5 мм, титан; 0,6 мм, нерж. ст.) 13, (РФ, ЛАЭС) конденсатор К Теплооб. трубка (толщина 1,5 мм, МНЖМц , МНЖ 5-1) 9, (РФ, КлнАЭС) конденсатор К Теплооб. трубка (толщина 1,0 мм, МНЖМц , МНЖ 5-1) 10,0

18 .18 Материал теплообменных трубок конденсаторов АЭС Франции п/п Охлаждающая средаМатериалПримечание 1Морская водаТитан Первые поколения 2Пресная вода Латунь (30% Zn, 70% Cu) Первые поколения 3Пресная вода Нержавеющая сталь 316 L (17% Cr, 12%Ni, 2%Mo) 13 блоков 900 МВт 2 блока 1300 Мвт (замена проведена) 4Пресная вода Нержавеющая сталь 316 L (17% Cr, 12%Ni, 2%Mo) 11 блоков 900 МВт 8 блоков 1300 Мвт (замена в ближайшие годы)

19 .19 Конструктивные особенности конденсаторов АЭС, мощность, МВт Расчет- ная скорость м/сек Уклон на 1 м длины трубки, мм Минимальная скорость, м/сек Удельная площадь, м 2 /1МВт ЭДФ, 13003,45 1,5 2,2-3,0 для титана 1,8 - для других материалов 86,7 ЭДФ, 9003,651,587,8 КлнАЭС, 10002,24--88,6 БалАЭС, 10002, ,0

20 .20 Средняя величина присосов охлаждающей воды на конденсаторах АЭС с ВВЭР, л/ч АЭС БалАЭС13,213,0 КлнАЭС317,5312,0 ВАЭС16,015,0 НВАЭС блок 5 Блоки 3, 4 < 25,0 КолАЭС217,0186,0

21 .21 Повреждения спиралей ПВД на АЭС с ВВЭР-440

22 .22 Конструкция одноплоскостных и двухплоскостных змеевиков ПНД

23 .23 Характер повреждений спиральных змеевиков ПВД

24 .24 САЭС

25 .25 Повреждение корпуса ПНД на САЭС

26 .26 Теплообменные трубки конденсаторов и ПВД, различные элементы ПНД на АЭС, изготовленные из медно-никелевых сплавов и углеродистых сталей подвержены интенсивным коррозионным повреждениям. Для повышения эксплуатационной надежности конденсаторов, ПВД и ПНД реализуются мероприятия, позволяющие повысить их эксплуатационную надежность. Наиболее эффективным мероприятием является замена конструкционных материалов на более коррозионно-стойкие. Накопленный отечественный и зарубежный опыт эксплуатации конденсаторов, ПВД с теплообменными трубами из нержавеющих сталей и титана и элементов ПНД из нержавеющих сталей подтверждает их высокую надежность. Одним из возможных способов повышения эксплуатационной надежности теплообменных труб конденсаторов является нанесение полимерных покрытий на их внутреннюю поверхность. Заключение