Процесс пуска ЭБ с ВВЭР включает в себя следующие этапы:
— подготовку РУ к пуску;
— разогрев теплоносителя первого контура до 373-393 К с помощью электронагревателей КД и работающих ГЦН;
— гидравлические испытания на плотность оборудования и трубопроводов первого контура;
— физический пуск ЯР и проведение экспериментов на РУ; разогрев РУ до рабочих параметров теплоносителя; подготовку к работе основного и вспомогательного оборудования машзала и прогрев паропроводов до турбины;
— пуск турбоагрегатов, их разворот и вывод на холостой ход, испытания, включение генератора в сеть;
— ступенчатый набор электрической нагрузки ЭБ до заданного уровня.
Движение теплоносителя в РУ в пусковых режимах осуществляется в соответствии с проектом по специальным пусковым схемам. Применительно к ЭБ с ВВЭР-1000 пусковая схема приведена на рисунке ниже. К пусковым схемам РУ предъявляются следующие требования:
- обеспечение безопасности пусков и остановок РУ (включая и аварийную остановку ЭБ);
- прогрев и дренирование основных узлов, трубопроводов и турбогенераторов;
- надежный отвод тепла из активной зоны при пусках и остановках ЭБ.
Пусковая схема ЭБ с ВВЭР-1000: 1 — реактор; 2 — компенсатор давления; 3 — электронагреватель; 4 — сприн-клерная установка; 5 — ИПУ; 6 — барботер; 7 — парораздающий коллектор с соплами; 8 — теплообменная поверхность; 9 — насос; 10 — БРУ-А; 11 — станционный коллектор собственных нужд; 12 — стопорно-регулирующие клапаны; 13 — конденсатор; Ц — ЦНД; 1б — СПП; 16, 17 — ЦВД, 18 — БРУ-К; 19 -БРУ-ТПН; 20 — сепарагдаонные устройства; 21 — ПГ; 22 — ГЦН; 23 — технологический конденсатор; 24 -деаэратор; 25 — ПНД; 26 — конденсатный насос; 27 — конденсаточистка; 28 — АПЭН; 29 — бустерный насос, 30 — турбопривод; 31 — питательный насос; 32 — ПВД
С целью обеспечения надежного отвода тепла и предотвращения чрезмерного повышения давления в РУ в условиях, когда значительную часть пускового периода закрыты стопорно-регулирующие клапаны турбин, по пусковой схеме РУ организуется движение пара, генерируемого ПГ, в обвод турбины через специальные паросбросные устройства. К последним относятся быстродействующие редукционные установки (БРУ): БРУ-К — для сброса свежего пара из ПГ в конденсаторы турбин; БРУ-А — для сброса пара из ПГ в атмосферу с целью защиты второго контура от превышения давления, если по какой-либо причине не происходит сброс пара в конденсаторы турбин; БРУ-Д и БРУ-СН — для передачи свежего пара к деаэратору и на собственные нужды. При пуске также производится подача пара к СПП.
Защиты первого контура от недопустимого повышения давления и аварийный отвод тепла от активной зоны (при нарушении движения теплоносителя в пусковой схеме) осуществляется системой предохранительных клапанов, сбрасывающей пар из КД в барботер.
Большинство технологических устройств пусковой схемы используется и в других эксплуатационных режимах РУ (как нормальных, так и особых), в основном для защиты оборудования ЭБ от недопустимого повышения давления (в частности, при полных или частичных сбросах нагрузки).
Элементами пусковой схемы являются линии дренажей и продувок. предназначенных для отвода из паропроводов, корпусов турбин и других элементов РУ влаги, образующейся в них в результате конденсации пара при прогреве.
Технология пуска РУ. Исходное положение РУ при пуске ЭБ с ВВЭР:
- активная зона ЯР полностью загружена ТВС и поглотителями;
- верхний блок (крышка) с блоком приводных механизмов СУЗ собран с корпусом ЯР;
- главный разъем реактора уплотнен;
- стержни-поглотители СУЗ, соединенные с приводами, занимают крайнее нижнее положение;
- ЯР и циркуляционные петли первого контура заполнены теплоносителем с концентрацией борной кислоты, обеспечивающей необходимую подкритичность активной зоны (не менее 12 л/ч для ВВЭР-440 и 16 л/ч для ВВЭР-1000).
При первом пуске РУ по окончании сооружения ЭБ должен быть выполнен весь комплекс ПНР и проведена холодная и горячая промывка оборудования и трубопроводов циркуляционного контура. После проверки работоспособности всех систем и устройств, обеспечивающих надежную и безопасную работу ЭБ, проводятся гидроиспытания (ГИ) реактора, оборудования и трубопроводов первого контура. Сначала ГИ проводятся в холодном состоянии при давлении в первом контуре 3,5-4 МПа для ВВЭР-440 и 5-5,5 МПа для ВВЭР-1000. Затем оборудование первого контура разогревается со скоростью не более 20 К/ч и проводятся ГИ в горячем состоянии. После ГИ выполняют настройку и проверку срабатывания предохранительных клапанов КД, а также проверяют циркуляцию теплоносителя в первом контуре, функционирование электроэнергетической системы, обслуживающей РУ, и системы резервного питания неотключаемых потребителей. Наиболее трудоемкими работами являются функциональные проверки систем сигнализации, управления, блокировок и АЗ ЯР.
Пусковым операциям предшествуют расчеты пусковой концентрации борной кислоты и положения поглощающих сборок СУЗ для этой концентрации борной кислоты и заданной температуры теплоносителя.
При выходе на МКУ уменьшение подкритичности ЯР осуществляется за счет извлечения из активной зоны поглощающих сборок СУЗ и снижения концентрации борной кислоты в первом контуре. Температура теплоносителя поддерживается на уровне 373 К, а в работе должно находиться не менее двух-трех ГЦН. После подъема в верхнее положение всех поглощающих сборок СУЗ дальнейший вывод ЯР в критическое состояние осуществляется уменьшением концентрации борной кислоты в теплоносителе за счет дренирования и подпитки первого контура чистой водой. По достижении критичности реактора подпитка прекращается, ЯР стабилизируется в критическом состоянии с помощью одной группы сборок СУЗ. Уровень мощности ЯР должен составлять 10-4 — 10-3 % номинального значения.
После физического пуска и экспериментов постепенным увеличением мощности ГЦН и теплом, выделяемым в реакторе, последний выводится на режим 1-3% номинала. Когда давление пара в ПГ достигнет 1-1,5 МПа для ВВЭР-440 и 2-2,5 МПа для ВВЭР-1000, приступают к пуску паротурбинной установки, а ЯР продолжает набирать мощность. Номинальным режимом работы РУ считается такой режим, при котором ЯР работает с проектной тепловой мощностью и к нему подключены все циркуляционные петли, ГЦН и ПГ.
Нормальная остановка и расхолаживание реакторной установки
Различают следующие виды остановки РУ:
- нормальная остановка ЯР оператором;
- аварийная остановка оператором;
- автоматическая остановка реактора системой АЗ.
Под нормальной остановкой РУ понимается остановка без воздействия АЗ, проводимая оператором путем постепенного введения стержней-поглотителей СУЗ в активную зону для прекращения цепной реакции деления. Нормальные остановки РУ бывают плановыми и внеплановыми. Плановые остановки РУ осуществляются для проведения Г1ПР и перегрузки ЯТ. Внеплановые нормальные остановки связаны с отклонениями от режима нормальной эксплуатации РУ, при которых работа ЯР на мощности запрещается, но допускается нормальная остановка. Нормальные остановки ЭБ могут проводиться с расхолаживанием РУ либо без расхолаживания.
Остановка РУ представляет собой совокупность нейтронно-физических и теплогидравлических процессов таких, как:
- прекращение цепной реакции деления;
- уменьшение плотности нейтронного потока;
- уменьшение тепловыделения в активной зоне; постепенное охлаждение РУ;
- остаточное энерговыделение в ЯТ в результате распада продуктов деления ЯТ.
Нормальная остановка без расхолаживания РУ проводится при устранении неисправностей оборудования турбоустановки или электрической части АЭС, когда ремонт можно сделать без снижения давления и температуры в ПГ, после чего энергоблок снова вводится в нормальную эксплуатацию. Если же остановка ЭБ связана с разуплотнением первого контура и с ремонтом систем, обеспечивающих безопасность ЭБ и АЭС, то выполняется нормальная остановка РУ с расхолаживанием.
Остановке ЭБ предшествует его разгрузка до выхода на холостой ход. При этом воздействии на механизм управления турбиной снижают ее мощность со скоростью, предписанной заводом-изготовителем. Одновременно с разгрузкой турбины снижается нейтронная мощность ЯР путем опускания стержней поглотителей СУЗ либо вручную, либо воздействием на задатчик автоматического регулятора мощности. После снижения мощности до уровня нагрузки СН АЭС электроснабжение СН переводится на резервные трансформаторы. Турбогенераторы отключаются от энергосистемы. Погружая в активную зону все поглощающие сборки СУЗ, ЯР окончательно заглушается.
На атомных станциях особенно важна проблема очистки воды. Для охлаждения используется вода, которая предварительно проходит несколько этапов очистки, в том числе хлорирование. Надёжные хлораторы для атомных и тепловых электростанций на hlorator.ru.
При остановке ЯР без расхолаживания температура теплоносителя в течение достаточно длительного времени поддерживается близкой к исходному значению за счет работы нескольких ГЦН.
Расхолаживание остановленного ЯР осуществляется в несколько этапов. На первом этапе остановки ЯР циркуляция теплоносителя обеспечивается работающими ГЦН. Отвод тепла от первого контура производится отбором пара, генерируемого ПГ, на СН АЭС и в технологический конденсатор. Скорость расхолаживания не должна превышать 30 К/ч. КД расхолаживается впрыском воды в паровое пространство. Второй этап расхолаживания: поочередное отключение ГЦН и постепенный переход от режима с полным расходом теплоносителя к режиму с естественной циркуляцией в первом контуре.
Теплоноситель, нагретый в активной зоне, охлаждается в ПГ, из которых пар отводится в технологические конденсаторы. Третий этап расхолаживания: переход от парового режима охлаждения на водоводяной. Для этого в ПГ подается относительно холодная вода из деаэраторов, которая нагревается; из ПГ вода поступает в технологические конденсаторы, там охлаждается и снова попадает в деаэраторы. Циркуляция воды обеспечивается насосами расхолаживании. При достижении температуры воды 323-333 К в первом контуре РУ считается расхоложенной.
В течение стоянки РУ недопустимо увеличение температуры воды на выходе из активной зоны выше 353 К.