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.
Дата добавления: 2015-06-30; Просмотров: 656; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |