Article

14.3. Редукционные установки

Кроме нормального эксплуатационного режима АЭС существуют переходные и аварийные режимы. В таких режимах возникает необходимость изменения тракта движения пара, например, минуя турбину. Однако при этом необходим сброс давления пара от начального до давления того агрегата, в который сбрасывается пар (конденсатор основной, конденсатор технологический, деаэратор), или до атмосферного при сбросе в атмосферу. Дросселирование свежего пара применяется также как резервное для питания отдельных элементов станции, нормально использующих отборный пар турбины, в частности для коллектора пара собственных нужд (СН), из которого снабжаются паром установки спецводоочисток (СВО), пароэжекторная машина и другие вспомогательные системы АЭС.

Для целей дросселирования применяют специальные редукционные установки (РУ), действующие периодически. При быстром включении — 15 с и даже 2 — 4 с вместо 30 с для обычных установок — их называют быстродействующими редукционными установками (БРУ). Место сброса пара обозначается соответствующей буквой, например БРУ-К, БРУ-СН, БРУ-А.

При дросселировании пара может возникнуть необходимость снижения также и температуры пара. Так как на АЭС с водным теплоносителем применяется насыщенный пар, то обычно снижения температуры не требуется. Если свежий пар является перегретым (см. гл. 14 и 15), то требуется снижение и давления и температуры. Установки, в которых снижается и давление и температура пара, называют редукционно-охладительными (РОУ), а при быстром включении — быстродействующими редукционно-охладительными установками (БРОУ).

Общая схема РОУ приведена на рис. 14.7. В РОУ операции по снижению давления и температуры пара проводятся последовательно: сначала снижается давление в редукционном (дроссельном) клапане 1 с электроприводом, затем ступенчато в дроссельных решетках 9 пароохладителя 3.

Рис. 14.7. Схема редукционно-охладительной установки
Рис. 14.7. Схема редукционно-охладительной установки

После снижения давления в пар через форсунки 2 пароохладителя впрыскивается холодный конденсат (от КН11) для охлаждения пара до необходимой температуры. Окончательно параметры пара устанавливаются на некотором расстоянии после пароохладителя 3, поэтому импульс для воздействия на дроссельный клапан 1 и на клапан 7, регулирующий подачу конденсата на впрыск, берется в точке 8 на расстоянии 8 — 10 м после пароохладителя 3.

В связи с большим перепадом давления между водой и паром, прошедшим первоначальное дросселирование в клапане 1, применяется следующая схема подачи воды на впрыск: через дроссельное устройство 6 (набор дроссельных шайб) проходит одно и то же количество воды при всех нагрузках; благодаря этому перепад давления постоянен и перед регулирующим

Рис. 14.8. Пароохладитель с дроссельными решетками
Рис. 14.8. Пароохладитель с дроссельными решетками

клапаном 7 всегда поддерживается одно и то же давление (на 1,0 — 1,5 МПа выше, чем в пароохладителе). Внутри клапана поток разветвляется — большая часть воды поступает на впрыск, а остаток сливается в деаэратор. Вода между сливом и впрыском распределяется клапаном, уменьшающим один из проходов и увеличивающим другой; он называется клапаном постоянного расхода. Чтобы давление в трубопроводе низкого давления не превышало принятого, за пароохладителем после места отбора импульса устанавливают предохранительный клапан 4. Привод редукционного клапана 1, регулирующего клапана впрыска 7 и быстровключающегося запорного вентиля 5 на линии впрыска, позволяет осуществлять не только дистанционное, но в случае необходимости и ручное управление. В БРОУ вместо обычных электро- или гидроприводов применяют быстроходные.

На рис. 14.8 представлен пароохладитель с дроссельными решетками 1, входящий в состав РОУ и БРОУ. Число дроссельных решеток зависит от необходимой степени редуцирования. Расход воды на впрыск (т/ч)

Gв = Gп(h1 — h2)/(h2 — hв)             (14.2)

где Gв — производительность РОУ по редуцированному пару, т/ч; h1 и h2 — энтальпия пара до и после редукционно-охладителыюй установки, кДж/кг: hв — энтальпия впрыскиваемой воды, кДж/кг.

В пароохладителе с диаметром 500 мм впрыскивающие форсунки 2 выполняют под острым углом к направлению потока пара (см. рис. 14.7), а при диаметре 600 мм и более — перпендикулярно (рис. 14.8).

Так как на АЭС с насыщенным паром необходимо только дросселирование пара, а его охлаждение не требуется, то вся система рис. 14.7 ограничивается дроссельным клапаном.

На рис. 14.9 показана схема использования РУ и БРУ на АЭС с водным теплоносителем при сбросе пара в конденсатор, минуя турбину. При работающих реакторной и парогенераторной установках и внезапном сбросе нагрузки турбиной, включается быстродействующая редукционная установка с подачей пара в конденсатор через БРУ-К, входящую в комплект конденсатора. Парогенератор питается по прежней схеме,

однако с меньшей нагрузкой и с выключенными подогревателями низкого и высокого давления по паровой стороне. В переходном патрубке конденсатора в сдросселированный пар впрыскивается конденсат от конденсатного насоса первой ступени. БРУ-К располагается вне переходного патрубка, но поставляется вместе с конденсатором. В зависимости от причин, вызвавших сброс нагрузки турбины, и возможности их ликвидации решается вопрос о продолжении работы реактора с пониженной нагрузкой (если турбин несколько) или о необходимости его останова.

Рис. 14.9. Схема использования РУ и БРУ в системе АЭС:
Рис. 14.9. Схема использования РУ и БРУ в системе АЭС:

1 — реактор; 2 — парогенератор; 3 — РУ; 4 — БРУ-К, входящая в комплект конденсатора; 5 — стопорный клапан турбины; 6 — ЦСД; 7 — ЦНД; 8 — конденсатор; 9 — конденсатный насос; 10 — ПНД; 11 — теплообменник расхолаживания; 12 — деаэратор; 13 — питательный насос; 14 — ПВД; 15 — ГЦН

Из рис. 14.9 видно также возможное использование РУ в режиме расхолаживания АЭС с ВВЭР. Пар после парогенератора через РУ и теплообменник 11 поступает в деаэратор, откуда вода подается в парогенератор через выключенные по паровой стороне ПВД.