Особенности ВХР 2-го контура

Введение

ВХР 2 контура ЯЭУ АЭС должен обеспечивать работу основного и вспомогательного теплоэнергетического оборудования без повреждений и снижения экономичности, вызванных образованием:

- накипи и отложений на теплопередающих поверхностях оборудования АС, в том числе и на трубах конденсаторов турбин;

- шлама в оборудовании и трубопроводах АЭС и в тепловых сетях;

- коррозии внутренних поверхностей водоподготовительного и теплоэнергетического оборудования, тепловых сетей;

- отложений в проточной части турбин.

Известно, что долговечность и экономичность работы любой ЯЭУ с водо-водяными ЯР зависят от качества пара, которое при заданных параметрах определяется главным образом влажностью и содержанием солей и нерастворимых примесей. Высаждение солей и других примесей на поверхностях пароперегревателя и лопатках турбин может привести к аварии установки. Отложения уменьшают коэффициент теплопроводности теплообменных поверхностей пароперегревателя. Высаждение солей в трубопроводах и других элементах ЯЭУ приводит к увеличению гидравлического сопротивления, ускорению коррозии поверхностей пароперегревателей, паропроводов, проточной части турбин и конденсаторов. Наличие влаги в паре перед турбиной приводит к снижению ее КПД и увеличенному эрозионному износу проточной части.

Нерастворимые продукты (например, шламы) могут попасть в пар только с капельной влагой, поэтому на АЭС предпринимаются меры по удалению влаги из пара, выходящего из перогенераторов. Попадание же солей в пар происходит двумя путями: с выносом капельной влагой растворенных в ней солей и непосредственным растворением солей в паре (вклад последнего процесса незначителен для большинства солей).

Основной особенностью II контура ВВЭР является наличие фазового перехода рабочего тела из воды в пар в парогенераторе, и обратно из пара в воду в конденсаторе.

При переходе рабочего тела из воды в пар в парогенераторе за счет разности растворимости различных веществ в воде и паре происходит накопление твердых веществ в котловой воде ПГ, что требует наличие специальных систем для их вывода из ПГ.

Конденсация пара в конденсаторе происходит в условиях глубокого вакуума, что может приводить, при наличии неплотностей, к присосам охлаждающей воды и атмосферного воздуха в вакуумную часть конденсатора и конденсатного тракта. В охлаждающей воде всегда присутствует значительное количество опасных примесей, которые попадая через неплотности, могут существенно ухудшать качество конденсата (ускорение коррозии и образования отложений). Это требует наличие систем очистки турбинного конденсата. В атмосферном воздухе также содержится достаточно большое количество агрессивных газов, которые необходимо удалять из рабочего тела II контура.

Второй важной особенностью II контура ВВЭР является наличие разнородных конструкционных материалов.

Одним из основных элементов II контура является ПГ. В настоящее время наиболее распространенным материалом для трубной системы ПГ ЯЭУ с ВВЭР является аустенитная нержавеющая сталь. Ее применение обусловлено высокой общей коррозионной стойкостью, что важно по условиям работы 1 контура, так как ПГ принадлежит в равной мере как к 1 (радиоактивному), так и ко второму

(условно нерадиоактивному) контурам и перетечки теплоносителя во второй контур через неплотности и коррозионные повреждения могут происходить именно в этой части ЯЭУ АЭС. Однако аустенитная нержавеющая сталь склонна к коррозии под напряжением в присутствии хлоридов и кислорода, а также щелочному растрескиванию. Следовательно, вода II контура и добавочная вода должны иметь минимально-возможную концентрацию хлоридов, натрия и кислорода.

Основными конструкционными материалами для остального оборудования, трубопроводов и арматуры 2 контура АЭС с реакторами типа ВВЭР-1000 являются углеродистая сталь и медьсодержащие сплавы.

При эксплуатации оборудование, выполненное из углеродистых сталей (СПП, корпус ПНД, корпус и теплообменная поверхность ПВД, камеры и трубные доски конденсаторов турбины и ТПН, трубопроводы питательной воды и пара, деаэраторные баки и пр.) и медьсодержащих сплавов (теплообменные трубки конденсатора турбины и в некоторых случаях ПНД), подвергается коррозионно-эррозионному износу, степень которого увеличивается при снижении рН рабочей среды, накоплении углекислоты и появлении кислорода в технологическом тракте.

Однако в щелочной области величин рН медьсодержащие сплавы и стали ведут себя различно. С увеличением рН растворимость оксидных пленок на поверхности сталей уменьшается, поскольку она напрямую зависит от концентрации ионов ОН^- через величину ПР. Растворимость медных сплавов наоборот увеличивается вследствие комплексообразования ионов меди с аммиаком. Таким образом, установленная величина рН теплоносителя 2-го контура сегодня является результатом компромисса между оптимальными условиями для медь- и железосодержащих сплавов.

При выводе блока из работы необходимо проводить консервацию оборудования (например, пленкообразующими аминами). При отсутствии консервации или некачественном ее проведении на внутренней поверхности металла оборудования остановленного блока протекает стояночная кислородная коррозия, что приводит к образованию язв и накоплению продуктов коррозии.

Существенно усиливает коррозию металла парогенераторов (коллекторов, корпуса, трубопроводов раздачи питательной воды и продувки ПГ) снижение рН рабочей среды за счет накопления углекислоты, поступающей с присосами воздуха в вакуумную часть конденсатного тракта, а также концентрирования органических кислот, источником которых может быть добавочная вода после ХВО, очищенная вода после СВО-5 и ионообменные смолы фильтров БОУ при их деструкции.

Из изложенного выше следует, что основными задачами в организации ВХР II контура являются:

- минимизация отложений на теплопередающих поверхностях парогенераторов, в проточной части турбин, в подогревателях высокого давления;

- предотвращение коррозионных и коррозионно-эрозионных повреждений парогенераторов, оборудования и трубопроводов парового, конденсатного и питательного трактов;

- эффективный вывод примесей из водяного объема ПГ, очистку продувочной воды ПГ и турбинного конденсата;

- организацию химконтроля за качеством питательной и продувочной воды парогенераторов, основного и очищенного конденсата турбины, подпиточной воды;

- своевременное выявление и устранение причин, вызывающих отклонение качества рабочей среды от установленных нормируемых пределов;

- снижения попадания коррозионно-активных примесей с присосами охлаждающей воды через неплотности трубной системы основного конденсатора турбины.

- качественное проведение пассивации и консервации поверхностей оборудования второго контура в период останова блока;

- качественное проведение предпусковой промывки энергооборудования;

- минимально достижимый объем сбросов, содержащих вредные для окружающей среды химические примеси.

Дата добавления: 2014-01-07