Ой этап пуска блока

Основной задачей этого этапа, как указывалось выше, является разогрев КМПЦ до температуры 120-140°С и профилирование (установление) расходов теплоносителя по топливным каналам с помощью их запорно-регулирующих клапанов (ЗРК). Необходимый расход воды по каждому ТК определяется расчетом в соответствии с загрузкой активной зоны. Для профилирования необходима работа не менее 2-х ГЦН в каждой половине контура КМПЦ, но лучше производить его при работе 3-х насосов, т.к. в этом случае обеспечиваются близкие к рабочим расходы по всем каналам, а перераспределения их под влиянием последующего включения третьего ГЦН не будет.

Включение ГЦН. Главные циркуляционные насосы АЭС – это сложные агрегаты, возможность и надежность работы которых обеспечивается рядом вспомогательных систем. Поэтому пуск ГЦН начинается с проверки и ввода в работу этих систем. Кроме того, возможность пуска насоса обеспечивается рядом условий, в частности, приведением контура циркуляции в определенное проектом состояние. Частично эти вопросы были рассмотрены в главе 3 первой части пособия. Ниже в приложении они конкретизируются применительно к вспомогательным системам ГЦН энергоблоков РБМК.

Здесь же поясним только следующее. Условием безкавитационной работы ГЦН реактора РБМК при подаче 8000 м³/час является наличие подпора на его всасе не менее 23 м. в. ст. Разница высот уровня в БС и всаса насоса составляет примерно 28 м. Подпор меньше этого значения на величину гидравлического сопротивления трассы «БС–ГЦН» и поэтому недостаточен. Чтобы обеспечить величину подпора, требуемую для безкавитационной работы насосов, в период разогрева КМПЦ необходимо снизить гидравлическое сопротивление трассы, т.е. уменьшить расход теплоносителя, для решения поставленной задачи достаточно снижения расхода до 6500-7000 м³/час. Кроме того, такое снижение расхода уменьшает и величину требуемого подпора до 20 м вод. ст.

При работе же реактора, начиная со значения мощности 15-20%, требуемый подпор обеспечивается и при 8000 м³/час за счет снижения температуры воды на всасе ГЦН. Это достигается путем подачи более холодной питательной воды непосредственно в опускные трубопроводы контура МПЦ (рис. 4). Для справки: при работе реактора на полной мощности температура воды на входе в насос равна 270°С, что соответствует давлению насыщения 5,5 МПа, т.е. при давлении в БС 6,8 МПа подпор составляет около 170 м вод.ст.

Итак, после включения и установления стабильного режима упомянутых выше вспомогательных систем в каждой половине контура МПЦ включается по два или три ГЦН с пониженной подачей – по 6500-7000 м³/час на насос. В момент включения каждого насоса его напорная и всасывающая задвижки открыты полностью, а дроссельно-регулирующий клапан (ДРК) на напоре открыт на 10-15%. После разворота насоса до полных оборотов (это около 15 с) ДРК открывается так, чтобы установился указанный выше расход.

Повторная проверка системы регулирования и контроля расходов через технологические каналы реактора. Для РБМК, повторюсь, важнейшим моментом обеспечения безопасности работы реактора является гарантия наличия и контроля расхода воды через каждый технологический канал (ТК). Поэтому первый цикл работ по проверке системы регулирования и контроля расходов через ТК выполняются еще до включения ГЦН, он описан выше.

После включения ГЦН производится еще одна проверка этой системы. Для этого путем общего снижения расхода поочередно на каждую половину КМПЦ на величину не менее 3000 м³/час проверяют исправность каждого расходомера, сравнивая по распечаткам поканальные расходы до и после снижения общего расхода.

Если какой-либо элемент в комплекте расходомера того или другого канала подвергался ремонту, то данный канал дополнительно проверяют индивидуально – прикрытием-открытием его ЗРК.

При неисправностях в системе регулирования и контроля расхода разогрев КМПЦ выше 60°С, а тем более пуск реактора запрещаются.

Профилирование расходов. Собственно профилирование (установление необходимых) расходов теплоносителя по технологическим каналам производится с помощью их запорно-регулирующих клапанов (ЗРК). Цель профилирования – достижение определенного равномерного паросодержания на выходе из каналов. Необходимый расход воды по каждому ТК определяется расчетом в соответствии с загрузкой активной зоны, он указывается в картограмме загрузки активной зоны и при профилировании устанавливается в соответствии с показаниями поканальных расходомеров.

В результате регулировки расходы через ТК должны соответствовать картограмме загрузки зоны, при этом расходы через ТК с ТВС должны быть не менее 10 м³/час (через ТК с максимальной мощностью расход составляет примерно 30 м³/час), а через ТК с ДП или СВ – не менее 7 м³/час.

Разогрев КМПЦ. Он начинается сразу после включения ГЦН и продолжается в течение всего периода регулировки расходов через технологические каналы. Допустимая скорость разогрева реактора и КМПЦ составляет 10°С/час. Определена она прочностными расчетами. Естественно, что разные элементы реактора и КМПЦ допускают разные скорости разогрева. Например, технические условия на ТВС не ограничивают скорость разогрев сборок до мощности 50%, а подъем мощности с 50 до 100% допускается за 2,5 часа; допустимая скорость разогрева ГЦН – 2°С/мин; трубопроводы обычно разогреваются со скоростью 1-1,5°С/мин. Общая же скорость разогрева установки определяется наиболее «слабым» звеном. В случае РБМК таким критическим узлом оказалась верхняя плита реактора – сварная коробчатая конструкция, заполненная внутри серпентинитовым бетоном (т.н. «схема» Е). Близка к ней по свойствам и нижняя плита («схема» ОР). Параметром, по которому контролируют допустимость скорости разогрева, является разность температур между трактами технологических каналов и ребрами жесткости верхней и нижней плит реактора. Эта разность не должна превышать 50°С в центре зоны и 120°С на периферии. Быстрые прогревы и охлаждения вредны также для графитовой кладки.

Кроме указанных параметров в процессе разогрева контролируется разность температур между верхней и нижней образующими барабанов-сепараторов (БС), которая не должна превышать 40°С, и разность температур воды в БС и питательной воды, которая не должна превышать 130°С. Указанные ограничения действуют весь период разогрева вплоть до достижения номинальных параметров.

Поскольку каждый ГЦН выделяет в контур при своей работе около 4,5 МВт тепла, чтобы поддерживать скорость разогрева в допустимых пределах избыточное тепло отводится системой продувки и расхолаживания (СПИР). Одновременно эта система обеспечивает охлаждение теплоносителя перед подачей его на очистку (расход 120-200 т/час). Расходы по половинкам контура устанавливают по результатам анализа водно-химического режима.

Разогрев КМПЦ производится при закрытой паросбросной и отсечной арматуре. В процессе его растет давление в контуре. Удаление излишков воды (а при разогреве от 100 до 285°С она расширяется, увеличивая свой удельный объем, от 1,04 до 1,35 м³/т) производится после обработки их на фильтрах системы байпасной очистки в приемный бак.

Качество воды в КМПЦ и КОСУЗ к концу 2-го этапа должно быть доведено до установленных для пуска значений, в частности, содержание железа в воде контура МПЦ – не больше 500 мкг/кг. Если велся ремонт со вскрытием трубопроводов КМПЦ большого диаметра, необходимо не менее 24 часов вести промывку КМПЦ при включении 3-4 ГНЦ в каждой насосной для удаления отложений.

Если не предполагается проведение гидравлических испытаний на прочность, после достижения температуры 120-130°С разрешается вывод реактора из подкритического состояния на установленный минимальный уровень мощности (ниже для краткости этот процесс часто будет называться «пуск реактора»). В случае необходимости проведения испытаний, а они проводятся при 140-150°С, пуск реактора начинается после их окончания.

Выбор параметров, при достижении которых начинается пуск реактора, определяется замедлением темпа роста температуры за счет работы ГЦН и необходимостью подвода дополнительного тепла от реакции деления.

Важным моментом в процессе разогрева считается переход через температуру 100°С, после которого начинается рост давления в КМПЦ. К этому времени должна быть закончена установка ЗРК всех технологических каналов в рабочее положение, приведены в готовность защиты от увеличения давления в КМПЦ и реакторном пространстве (РП), система локализации аварийных выбросов пара, система приема пара (БРУ-К, БРУ-Д, БРУ-ТК, технологические конденсаторы), а также проверена готовность к работе системы эксплуатационной подпитки КМПЦ (емкости с запасом воды, насосы, установки очистки).

Готовность РУ к подъему температуры воды в КМПЦ выше 100°С фиксируется в оперативном журнале начальника смены блока.