Читайте также: |
|
Отримані дані по концентраціям домішок, як для парогенераторної води, так і для пара, який він виробляє, не відповідає нормам, тому потрібно додавати у воду деякі корегуючі елементи, які б дозволили забезпечити циркуляцію води у контурі станції з параметрами ВХР, відповідаючими нормам.
Я пропоную застосувати гідразіновий режим, для покращення ВХР.
Розрахунок режиму показаний у наступному розділі.
Змн. |
Арк. |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Арк. |
18 |
КР “Розрахунок показників ВХР для АЕС з ВВЕР 1000 МВт” |
Перший контур має як теплоносій розчин борної кислоти. Зміна концентрації борної кислоти від максимальної (40 г/л при стоянках і при роботі реактора до 16 г/л) до мінімальної близько 0 наприкінці періоду перед перевантаженням ядерного палива. Концентрація борної кислоти, яка є добрим поглиначем нейтронів, визначається фізичним станом реактора і служить для компенсації реактивності реактора та підтримки його потужності у міру вигорання та “отравлення” ядерного палива. Використання розчину борної кислоти забезпечує найбільш вдалий та рівномірний вплив на нейтронне поле реактора, тому використовується на усіх реакторах такого типу у всьому світі. Тобто борна кислота та її використання не пов'язані з вимогами водного режиму та є вихідними умовами організації водного режиму першого контуру. Зрозуміло, що задачею організації ВР у першому контурі є нейтралізація негативного впливу борної кислоти на корозійні процеси.
Окрім цього для першого контуру характерно те, що під впливом нейтронного потоку має місце радіоліз води. Цей процес досить складний, а його продуктами є різноманітні активовані радикали, в тому числі серед продуктів радіолізу найбільш неприємними та важливими для організації ВР є кисень та водень. Наявність кисню є передумовою інтенсивної корозії і цьому потрібно запобігати.
Для підвищення рН потрібно нейтралізувати кислоту, для чого у воду додаємо луг КОН. КОН активується у нейтральному полі за рахунок радіонукліду К41, який є у природному калії (його приблизно 6.4%). К41 захоплює нейтрон та перетворюється в радіоактивний К42, період напіврозпаду якого складає 12 год. Це вагомий недолік. Однак вміст цього ізотопу невеликий, крім того немає особливих проблем з його видаленням, наприклад за допомогою іонного обміну. Рішення про використання гідроксиду калія принято на вітчизняних АЕС і на практиці доведена можливість підтримки радіаційного
рівня першого контуру в допустимих межах.
Для того, щоб запобігти радіолізу води, використовують аміак, який при високих температурах розпадається з утворенням водню:
2NH3 ↔ N2 + 3H2
Поява водню забезпечує його надлишок у воді і зміщує реакцію радіолізу води:
2H2O ↔ O2 + 2H2
згідно з законом діючих мас вліво. Тобто утворення кисню подавляється.
Змн. |
Арк. |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Арк. |
19 |
КР “Розрахунок показників ВХР для АЕС з ВВЕР 1000 МВт” |
Гідразин N2H4 - його вводять у воду для скріплення кисню. Він є сильним відновником і у воді здатний зв'язати кисень, у тому числі ”відібравши” його в інших з'єднань, наприклад, в оксидів металів. Ці реакції описуються таким чином:
N2H4 + О2 = N2 + 2 Н2О,
N2H4 + 2 FeO = N2 + 2 Fe + 2 H2O,
3N2H4 + 2 Fe2O3=3N2 + 4 Fe + 6 H2O,
N2H4 + 2 CuO = N2 + 2 Cu + 2 H2O.
Термодинамічна вірогідність таких реакцій дуже велика. У зв'язку з утворенням нейтральних речовин вони сильно зміщені управо. Швидкість реакції залежить від температури. При температурі вище 100 оС і надлишку гідразину 20 мкг/кг реакція завершується протягом 2... 3 сек (рН = 9... 9,5). Такі властивості гідразину обгрунтовують найбільш поширене рішення про дозування його на вхід живильного насоса. Проте можливе використання і з подачею на вхід конденсатних насосів. Але там дія гідразину ослаблена із-за низьких температур.
Важливим фактором використання гідразину є також те, що при температурах вище 150 оС він починає розкладатися, тому в тракті ПГ він не зберігається. Розкладання йде за реакціями
3N2H4 → 4 NH3 + N2
або
3N2H 4® 2NH3 + 3H2 + 2N2
Утворення аміаку є корисним і відповідає ідеології ГАВР, азот у воді нейтральний, тому не є небезпечним. Він видаляється разом з іншими газами в деаератори і конденсаторі.
Процеси приготування і дозування гідразину представлені на рис.2
Доза гідразину N2H4 розраховується по рівнянню (мкг / кг)
dг = 3C1 + 0,3 C2 + 0,15 C3 + 0,35 С4 + 1,05 С5
dг = 3*1,63 + 0,3*1436 + 0,15 *1,65 + 0,35 *0,0051 + +1,05*0,34=
=436,6 мкг / кг
де С1, С2, С3, С4, С5 - відповідно концентрації кисню, Fe2O3, Cu, NO2-, NO3-, мкг/кг.
Доза аміаку dNH3 = 0,68 C CO2 + 0,27=0,68*8,35 +0,27=0,275 мг/л,
де C CO2 - концентрація вуглекислого газу, мг/л.
З рівняння знаходимо 3N2H4 → 4 NH3 + N2 еквівалентну дозу гідрозина de=0,388 мг/л.
Тоді сумарна доза буде знайдена d= dNH3+ de=0,436+0,388=0,842 мг/л
Рис. 2. Схема приготування і дозування гідразину
1 - всмоктуючий колектор живильного насоса, 2 - розчинний бак, 3 - насос робочого розчину, 5 - покажчик рівня, 6 - видатковий бак (бак-дозатор),
7 - насос-дозатор (або ежектор), 8 - підведення живильної води (конденсату),
9 - подача вихідного розчину реагентів
Змн. |
Арк. |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Арк. |
20 |
КР “Розрахунок показників ВХР для АЕС з ВВЕР 1000 МВт” |
Надлишок гідразину в конденсатних-живильному тракті, парогенераторі і парі розкладається по реакції, яка наведена вище. Продукти розкладання вже не є токсичними, вони відносяться до домішках, які зазвичай присутні в тракті блоку.
Розрахункова потреба в гідразині розраховується як
АNH4 = Do d / (10Са ηа) = 1469* 0,824 / (10*64 *1)=1,89 кг/год,
де Do - витрата пари на турбіну, т /год,
Са-концентрація розчину гідрозину у %, якщо зберігається на станції то це зазвичай 64%, ηа-чистота продукту.
Змн. |
Арк. |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Арк. |
21 |
КР “Розрахунок показників ВХР для АЕС з ВВЕР 1000 МВт” |
mNH4р = (АNH3 100)/ Ср = ( 1,89 * 100)/ 1=189 кг/год,
Ср- обрана концентрація розчину, що дозуэться в%.
Далі розраховуються ємності видаткових баків. Вони повинні забезпечувати добову продуктивність парогенератора при концентрація розчину, що дозується 0,1... 2%. Годинна продуктивність насосів для перекачування повинна дорівнювати добовій продуктивності.
Баки повинні мати кришки, лінії для перекачування, водовказівне скло. Напірні трубопроводи повинні бути діаметром не менше ніж 8 мм.
Швидкість розчину в трубопроводах не менше ніж 1 м / с. Обладнання та трубопроводи виготовляються з вуглецевої сталі. Об’єм баків розраховується по рівнянню
V = 1,3 mN43р τ / ρа = 1,3 *189*24/ 1000=5,89 м3
Тож будемо використовувати баки об’ємом 6 м3 з нержавіючої стілі 12Х18Н10Т.
Для роботи схема приготування і дозування гідразину підбираю насос-дозатор та відцентровий насос.
Відцентровий насос: тип КсВ 2000-90 (2 робочих та один у резерві),
потужність 746 кВт.
Насос-дозатор: тип НД-100/10 (2 робочих та один у резерві),потужність 1,1 кВт.
Введення гідразину здійснюється перед ПНД (в усмоктувальну лінію КН2) або (та) в живильну воду на вході в живильний насос.
Досвід експлуатації АЕС на такому режимі в цілому дав певний ефект, проте незадоволеність в цілому залишилася, як і основні недоліки, властиві ГАВР. Практично не вдавалося підтримувати рН як живильної так і парогенераторної води на рівні (9,0), він залишався на рівні 8,2.. 8,5, як і раніше мала місце корозія сталі, занос ПГ продуктами корозії і потреба в регулярних відмивки ПГ.
Змн. |
Арк. |
№ докум. |
Підпис |
Дата |
Арк. |
22 |
КР “Розрахунок показників ВХР для АЕС з ВВЕР 1000 МВт” |
1. Маргулова Т.Х., Мартынова О.И. Водные режимы тепловых и атомных электростанций: Учеб. для втузов по спец. «Технология воды и топлива на тепловых и атомных электростанциях».− 2 –е изд.,испр. и доп. − М.: Высш. шк., 1987. − 319 с.
2. Кардасевич О.О.Водні режими теплових і атомних електростанцій. Навчальний посібник. – Одеса: ОНПУ, Наука і техніка, 2005.-133с.
3. Методуказания к курсовому проектированию по водному режиму ТЕС и АЕС для студ. спец. 10.06 / О.А.Кардасевич и др./. ─ Одесса: ОПИ, 1990. –20 с
4. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций.-М.: Энергоатомиздат, 1982. – 262 с.
Дата добавления: 2015-08-09; просмотров: 114 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Конденсатно-живильного тракту | | | ВВЕДЕНИЕ |