Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Динамические процессы при сбросах нагрузки




Наряду с режимами нормальной эксплуа­тации энергоблока АЭС могут возникать и различные аварийные режимы, в том числе один из наиболее серьезных, связанный со сбросом нагрузки и отключением турбогенера­тора от сети.

При любых аварийных режимах на АЭС должна гарантироваться безопасная работа ядерной паропроизводящей установки (ЯППУ). Должно быть исключено серьезное повреждение (расплавление) тепловыделяю­щих элементов в активной зоне реактора, обеспечены локализация образующихся в ре­акторе радиоактивных продуктов и защита персонала АЭС, окружающего населения и внешней среды от радиоактивного воздей­ствия.

Отключение турбогенератора от сети про­изводится электрическими за­щитами блока при авариях в энергосистеме вне АЭС (короткие замыкания и отключения линий электропередачи, значительные откло­нения частоты и напряжения и др.). Основной задачей системы регулирования турбины и блока в целом в этом режиме является безус­ловное сохранение турбогенератора в работе на мощности, соответствующей собственным нуждам блока (8—15% номинальной) при до­пустимых отклонениях частоты и напряжения вырабатываемого тока. В этом случае после устранения причин, вызвавших отключение турбогенератора, в распоряжении энергоси­стемы оказывается полная мощность блока, что позволяет уменьшить масштабы наруше­ния энергоснабжения.

При сбросах нагрузки на блоках АЭС необходимо обеспечить надежность не только турбоустановки, но и ЯППУ, так как отклонение параметров (по­вышение давления в реакторе) может привести к его аварийному отключению. При сбро­се нагрузки с выделением генератора на ши­ны собственных нужд энергоблок с кипящим реактором может быть отключен своей защи­той вследствие роста потока нейтронов из-за наложения двух процессов: во-первых, увели­чения потока нейтронов из-за нарастания дав­ления в реакторе и, во-вторых, возрастания частоты тока в сети собственных нужд при повышении частоты вращения ротора генера­тора в переходном процессе. Это вызывает увеличение частоты вращения нерегулируе­мых асинхронных двигателей, приводящих ГЦН, которые увеличивают свою подачу, и поток нейтронов растет вследствие отрица­тельного коэффициента реактивности из-за уменьшения объема паровой фазы.

На рис.1 показан характер изменения параметров ЯППУ блока с реактором ВВЭР-440 в переходном процессе при сбросе нагрузки двумя турбинами К-220-44 до уровня собственных нужд блока, соответствующего 8—10 % номинальной мощности.

После сброса нагрузки блока системы регулирования турбин быстро прикрывают регулирующие клапаны. Расход пара на тур­бины уменьшается в несколько раз, что при­водит к росту давления и температуры пара во втором контуре и температуры теплоноси­теля в первом контуре на входе в реактор.

Для сохранения параметров ЯППУ в допустимых границах мощность реактора автомати­чески снижается, избыточное количество пара из парогенераторов при достижении давления во втором контуре 5,2 МПа сбрасывается через БРУ-К в конденсаторы турбин, а если давление продолжает расти и достигнет 5,4 МПа,—то через сбросные клапаны БРУ-А в атмосферу. Кроме того, для защиты обору­дования первого и второго контуров от чрез­мерного повышения давления на компенса­торах объема и парогенераторах устанавли­ваются предохранительные клапаны. Первые из них срабатывают при давлении в первом контуре 14,5 и 14,9 МПа и сбрасывают пар в специальный барботер, а вторые срабаты­вают при давлении во втором контуре 6,0 МПа и сбрасывают пар в атмосферу. Пропускная способность и быстродействие БРУ-К и БРУ-А должны быть достаточными для того, чтобы при полном сбросе нагрузки турбоге­нераторами блока предохранительные кла­паны ни в первом, ни во втором контурах не срабатывали.

Рис. 1. Изменение параметров ЯППУ блока с реак­тором ВВЭР-440 при сбросе нагрузки обеими турбина­ми К-220-44 до уровня собственных нужд блока:

1—тепловая мощность реактора Ртепл ; 2 - температура тепло­носителя на выходе из активной зоны реактора tвых; 3— температура теплоносителя на входе в активную зону реак­тора tвх; 4 температура пара во втором контуре ts; 5— давление теплоносителя в первом контуре p1.

Если после сброса нагрузки быстродейст­вие системы регулирования частоты вращения турбин окажется недостаточным, сработают автоматы безопасности и закроются стопор­ные клапаны, то быстродействующая аварий­ная защита реактора заглушит его и даст сигнал на ввод в работу системы надежного электрического питания ответственных потре­бителей собственных нужд блока. Отвод теп­лоты от активной зоны реактора первые примерно 100 с после закрытия стопорных клапанов осуществляется за счёт совместного выбега турбогенераторов и ГЦН, а затем — благодаря естественной циркуляции теплоно­сителя в первом контуре.

При сбросе нагрузки на блоке с реакто­ром РБМК-1000 и двумя турбинами К-500-65/3000 защита реактора быстро сни­жает мощность ЯППУ до уровня собствен­ных нужд блока, т. е. до 20 % номинальной мощности. Если давление в барабане-сепара­торе поднимется до 7,2 МПа, автоматически сработают БРУ-К и сбросят пар в конденса­торы турбин. Если давление будет продол­жать расти и достигнет 7,3 МПа, через БРУ-Б пар будет сброшен в специальный барботер и, наконец, при давлении 7,4—7,5 МПа открываются предохранительные клапаны, ко­торые также сбрасывают пар в барботеры.

Таким образом, независимо от типа реак­тора для обеспечения готовности блока воз­действие регулирования турбины на реактор должно быть ограниченным. Даже макси­мальные изменения мощности или возмуще­ния в системе регулирования турбины не должны приводить к срабатыванию быстро­действующей аварийной защиты реактора и его заглушению. Для этого прежде всего должно быть обеспечено удержание турбиной сброса нагрузки без срабатывания автоматов безопасности и закрытия стопорных клапанов.

Динамические ха­рактеристики влажно-паровых турбин АЭС по сравнению с турбинами перегретого пара ТЭС имеют существенные различия. Благодаря более развитой части низкого давления постоянная времени ротора влажно-паровой турбины Tj = Jwo2/Po при­мерно на 50—60 % выше, чем у турбины пере­гретого пара одинаковой мощности. Постоянная времени промежуточного перегрева у турбин АЭС значительно меньше, чему турбин ТЭС. Менее развита в турбоустановках АЭС и система регенерации. Перечисленные особенности влажно-паровой турбины улучшают переходный процесс при сбросе нагрузки. Но в па­ровом тракте турбоустановки АЭС аккумули­ровано значительное количество воды как в виде сосредоточенных масс в различных ка­мерах, так и в виде пленок на омываемых влажным паром поверхностях проточной части, в ресиверах и особенно в СПП. Перед сбросом нагрузки этот аккумулиро­ванный конденсат находится в состоянии на­сыщения, отвечающем текущему местному значению давления. После сброса нагрузки из-за снижения давления после закрытия регулирующих клапанов конденсат интенсив­но испаряется в результате парообразования на свободной поверхности и кипения у стенки из-за интенсивного подвода теплоты от го­рячих поверхностей корпуса и трубопроводов к пленке, охлаждающейся при испарении и снижении давления. Образовавшееся дополни­тельное количество пара при расширении в проточной части совершает работу, которая в некоторых условиях может привести к не­допустимо высокому повышению частоты вращения.

При расчете динамического заброса часто­ты вращения наиболее сложным является определение граничных условий: толщины пле­нок, скрытых масс конденсата и др. Трудность заключается в том, что, например, толщина пленки не является постоянной, а зависит от многих факторов—от режима работы тур­бины, формы поверхности, скорости парового потока и пр. Важные указания для уточне­ния граничных условий может дать экспери­ментальное определение изменения давлений по ступеням турбины после сброса нагрузки. Так, если давления меняются медленнее, чем по расчету, то это обусловлено неучтен­ными массами конденсата и можно внести соответствующие поправки.

Определение характеристик влажно-паро­вых турбин при сбросах нагрузки необходимо для дифференцированного, в зависимости от уровня динамического заброса частоты вра­щения, осуществления мероприятий для его снижения.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-30; Просмотров: 643; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.