BR112018067411A2 - método de controle do grau de corrosão do equipamento do circuito de processamento de usinas nucleares - Google Patents
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Abstract
forma de controle do grau de corrosão dos equipamentos do circuito de processamento de usinas nucleares de acordo com o qual medem os valores do potencial eletroquímico do material estrutural dos tubos de troca de calor (ttc) e a condutividade elétrica específica da água purga dos geradores de vapor, medem valores da resistência à polarização do material de construção dos dutos do trato condensado-nutricional e da condutividade elétrica específica da água nutriente dos geradores de vapor, calcular automaticamente esses parâmetros e compará-los com os valores normalizados. os valores do potencial eletroquímico e da condutividade elétrica específica da água purga dos geradores de vapor são exibidos na forma de pontos em nomograma de dois parâmetros com coordenadas « potencial eletroquímico - condutividade da amostra h-cationizada» da água purga, dividido nas zonas ¿, ¿, d, f que caracteriza diferentes graus de atividade corrosiva em relação ao material ttc da água purga dos geradores do vapor de acordo com o modo de operação. os valores do potencial eletroquímico e da condutividade elétrica específica da água nutriente dos geradores de vapor são exibidos na forma de pontos em nomograma de dois parâmetros com coordenadas « resistência à polarização - condutividade da amostra h-cationizada » da água nutriente, dividido nas zonas g, y, x, z que caracteriza diferentes graus de atividade corrosiva em relação ao material dos dutos do circuito de água nutriente dos geradores de vapor de acordo com o modo de operação. dependendo da localização do ponto na uma das zonas do nomogramas de dois parâmetros nenhuma ação é tomada ou fazem regulação dos parâmetros do refrigerante ou parada da unidade de potência.
Description
MÉTODO DE CONTROLE DO GRAU DE CORROSÃO DO EQUIPAMENTO DO
CIRCUITO DE PROCESSAMENTO DE USINAS NUCLEARES
ÁREA TÉCNICA [0001] A invenção refere-se à energia nuclear, propriamente, à gestão de confiabilidade de equipamentos dos tratos condensado-nutrientes e de vapor do circuito de processamento, particularmente, a otimização do controle de corrosividade do ambiente de trabalho e pode ser usada em
| operação | das | centrais nucleares (CN) com equipamentos | de aços | ||
| perolíticos | de | baixa liga e aços austeníticos | de | cromo- | |
| níquel. | |||||
| NÍVEL TÉCNICO ANTERIOR | |||||
| [0002] | Usinas | nucleares pertencem a objetos | de | maior |
complexidade técnica e alto perigo. A confiabilidade do funcionamento dos tratos de condensado-nutrientes e de vapor dos circuitos de processamento recebe atenção especial. Paredes de dutos e dos equipamentos do circuito de processamento, que são barreiras físicas, e também medidas técnicas e organizacionais para proteger barreiras e manter sua eficácia, destinam-se a garantir a confiabilidade da operação da usina nuclear. (Normas e Regras (NR)-001-15 Disposições gerais para garantir a segurança das usinas nucleares https://www.seogan.ru/np-001-15). No segundo circuito das unidades de energia com reatores do tipo WER (reator energético água-água) ou PWR (reator com água sob pressão) barreiras de segurança são as paredes dos tubos de troca de calor dos geradores de vapor. Tubos de troca de calor dos geradores de vapor e aquecedores do segundo circuito são feitos de aço cromo-níquel de classe austenítica que são propensas à rachaduras corrosivas sob pressão em condições de atividade dos tensões de tração e meioambiente da corrosão ativa que contém determinada quantidade de activadores (ânions de ácidos fortes) e oxigênio. Os oleodutos e dutos de vapor do segundo circuito são feitos de aços fortes de perlite e de baixa liga que estão expostos ao
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2/21 ambiente de trabalho incluindo por mecanismo de desgaste por corrosão. 0 grau de desgaste corrosivo dos elementos dos oleodutos e dutos de vapor do segundo circuito depende da composição de aços (teor de cromo, cobre, molibdênio) e características do ambiente de trabalho (grau linear de fluxo, valores de pH, concentrações de impurezas e de inibidores de corrosão) . Produtos de corrosão dos dutos e do equipamento do do segundo circuito entram com composição da água nutriente em geradores de vapor e são depositados nas superfícies de transferência de calor dos tubos. A concentração de produtos de corrosão de ferro na água nutriente influencia a intensidade de formação de depósitos de óxido de ferro em geradores de vapor e, consequentemente, a confiabilidade deste equipamento. (ver Tomarov G. V., Shipkov A. A. «Remoção corrosiva-erosiva ligações de ferro origem de depósitos em geradores de vapor das NC com WER» // Engenharia de energia térmica, N°3, 2011, pag. 55-61). A tendência do desenvolvimento da energia nuclear é a redução do tempo de reparos, o aumento dos intervalos entre os reparos e tempo total de operação das unidades de energia. Nesses condições exigiu a necessidade de garantir uma dada confiabilidade do equipamento (ver NR-096-15 Requisitos para gestão dos recursos de equipamentos e oleodutos das usinas nucleares. Normas básicas, https://www.seogan.ru/np-096-15). Experiência na operação do segundo circuito de reatores WER demonstra que nos geradores de vapor acontece concentração de impurezas e produtos de corrosão, o que causa mudança na agressividade corrosiva do meio ambiente. Produtos corrosivos e impurezas são acumulados principalmente em superfícies com alto fluxo de calor e nas áreas hidrodinâmicas estagnadas. No trato condensado-nutriente (CNT) determinam as principais características do regime químico-aquoso do Segundo lineamento. CNT recebe todas as impurezas que formam a composição do ambiente de trabalho. São componentes de água de resfriamento dos condensadores (impurezas salinas, carbonatos, bicarbonatos e oxigênio); impurezas salinas em soluções de inibidores de corrosão (hidrazina, amônia,
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3/21 etanolamina); água nutriente que contem impurezas salinas, oxigênio, dióxido de carbono e substâncias orgânicas de cloro neutro; sucção de ar através de vazamentos do equipamento de cilindros de baixa pressão (oxigênio e ácido carbônico). Nas usinas nucleares modernas, a sucção da água de resfriamento é de 0,00001 mac. % de consumo do vapor em capacitores. Na relação quantitativa, estes valores são muito pequenos. Por isso, na operação das unidades de energia modernas com capacitores densos (os tubos de condensadores de baixa pressão são feitos de aços inoxidáveis ou ligas de titânio) o consumo do condensado da turbina através dos filtros do sistema de purificação do condensado da turbina pode ser reduzido. Considerando que as impurezas salinas e óxido de ferro passam para fase de vapor em quantidades limitadas, remoção de impurezas do meio de trabalho do segundo circuito (produtos de corrosão de ferro e sal) ocorre em geradores de vapor sob a forma de depósitos em superficies de transferência de calor e filtros do sistema de purificação de água de purga. Devido os efeitos dos processos termofisicos não-linear dentro dos geradores de vapor na impuresa do meio de trabalho, pelo indicadores de água purga, provável uma relação desfavorável de impurezas salinas na água nutriente e altos valores da condutividade elétrica especifica aeH.
[0003] Existe um método de avaliação da resistência à corrosão e, consequentemente, a confiabilidade do equipamento (ver Documentos de Orientação da Organização Operacional (DOOO) 1.1.2.11.0571-2015 Normas de espessuras das paredes permitidas dos elementos de tubulações feitos de aços carbono sob desgaste corrosivo-erosivo. http://www.snti.ru/snips rd3.htm), de acordo com o qual é realizada a avaliação da condições das paredes do equipamento durante o desligamento de unidades de energia. Mede-se a espessura e o grau de continuidade das paredes do equipamento com métodos de teste ultra-sônico (UST) e propriedades eletromagnéticas mede-se as condutividades elétricas e magnéticas da superfície. Valor de espessura medido spar da parede do elemento do duto de aço carbono a desgaste uniforme
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4/21 e local por erosão e corrosão não deve ser menor que o valor normativo [s] por desigualdade: spar^[s].
[0004] As desvantagens do método popular do controle de confiabilidade do equipamento são: impossibilidade do monitoramento e, consequentemente, do controle da grau de corrosão no intervalo entre os reparos.
a. Existe o método do controle de qualidade de água para a usina nuclear (ver patente US5398269, MFC G01C 19/307, C01D 01/00, G01C 03/08, publicado 14.03.1995), que inclui amostragem de água do reator, medição de pH da água do reator à temperatura ambiente, medição da concentração de ferro na água nutriente, medição da concentração de hidrogênio na água do reator, manutenção da concentração de ferro na água nutriente menor de 0,05 ppb (0,05 partes por bilhão) aumentando o grau de remoção de ferro no sistema de purificação do condensado da turbina, mantendo o pH da água do reator abaixo de 6,8, determinado à temperatura ambiente, introduzindo na água do reactor um material que forma iões ácidos, por exemplo, dióxido de carbono ou nitrogênio gasoso ou óxido nitroso e manutenção da concentração de oxigênio dissolvido na água do reator abaixo de 20 ppb, através da introdução de hidrogênio no primeiro circuito em que a concentração de iões 60Co no primeiro circuito persiste por muito tempo.
[0005] A desvantagem do método comum é o uso de dióxido de carbono para manter o pH da água do reator. No Segundo circuito da CN com WER ou PWR ácido carbônico é uma impureza indesejável devido à sua ligação de agentes alcalinos especialmente dosados para circuito para elevação do pH e minimização da grau de corrosão. Além disso, no trato condensado-nutriente pode ocorrer a formação de carbonatos
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5/21
| meio-solúveis de magnésio. | hidróxidos | de | ferro, cobalto, | cálcio e | |
| [0006] | Existe | um método | de | reduzir a | corrosão dos |
| materiais | estruturais do | reator nuclear | (ver | patente |
US8295426, MFC G21C 09/00, G21C 19/307, G21D 01/00, publicado 23.10.2012), segundo a qual, durante o encerramento do reactor nuclear adicionam na água do reactor solução ou suspensão da substância que gere corrente de excitação sob condições de reator nuclear e sendinam esta substância, por exemplo TiO2, ZrO2, ZnO, WO3, PbO, BaTiO3, Bi2O3, SrTiO3, Fe2O3, FeTiO3, KTaO3, MnTiO3, SnO2, Nb2O3, na superfície de materiais estruturais em quantidade 10-200 mkg/cm2. Adicionam hidrogênio na água do reator, mantendo a concentração de hidrogênio na água de alimentação dentro de (0,2-1,0) ppb, controlando assim o potencial eletroquímico (EQP ou Eh) da água do reator, que é mantido na faixa de -0,4 B a -0,1 B relativamente a EHP (eletrodo de hidrogênio padrão).
[0007] A desvantagem do método comum para reduzir a corrosão dos materiais estruturais de um reator nuclear é a possibilidade de controlar o grau de corrosão apenas da liga de conchas de EEC (elementos emissores de calor) e equipamentos de aços inoxidáveis n um reator de ebulição e apenas pela dosagem do agente redutor - hidrogênio, o que limita as possibilidades do método.
[0008] Existe um método de controlar o teor de oxigênio no circuito de processamento da usina nuclear (ver requerimento CN104090592, MFC C02F 01/20, G05D 11/00, G21C 19/307, publicado 08.10.2014), que inclui a formação de um sistema de tanques de controle e desgaseificação sequencialmente conectados, uma bomba e um circuito de processamento de refrigeração, fornecendo o gás tratado com gás inerte ao circuito de refrigeração do processo, com isso a purga com um
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6/21 gás inerte é continuada até que o conteúdo de oxigênio medido no vaso de desgaseificação se torne menor que 1 vol.%) . A solução de hidrazina é introduzida na partida num volume determinado pelo cálculo para controlar o conteúdo de oxigênio na água do circuito de processamento. Consumo de hidrazina é ajustado com base nos resultados da medição do teor de oxigênio na água do circuito de processamento de modo que a concentração de oxigênio na água do circuito de processamento era inferior a 0,1 mg/kg.
[0009] A desvantagem do método comum é a possibilidade de seu uso somente em reatores do tipo BWR (reator de água a ferver), cujo trato condensado-nutriente é desprovido de desaerador, o que limita as possibilidades do método.
[0010] Existe método para monitorar a corrosão do duto (ver requerimento RU2009117712, MFC G01N17/00, publicado 20.11.2010), que consiste em coleta das informações sobre os principais parâmetros técnicos e operacionais dos sistemas de dutos, as características de meios agressivos transportados por meio de sistemas de dutos, dados estatísticos sobre a taxa de acidentes do sistema de dutos e dados sobre o diagnóstico técnico do sistema de dutos. Simula-se fluxograma do sistema de dutos usando todas as informações coletadas acima indicados; determina as tensões operacionais de dutos desse sistema de tubulação, usando o modelo criado do esquema de processamento. Depois calcula o grau de corrosão da tubulação e determine o modo hidrodinâmico de transporte dos produtos de tubulação, usando certas tensões operacionais do oleoduto, o perfil de rota do oleoduto; confirma o grau de corrosão do projeto da tubulação usando métodos de laboratório. Classifica as seções da tubulação de acordo com o grau de risco do grau de corrosão, usando os resultados dos métodos de laboratório. Coloca pontos de controle de corrosão
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7/21 em seções de risco de corrosão de dutos usando níveis de risco determinados anteriormente, entretanto o número desses pontos de corrosão depende tanto do número de tais áreas corrosivas quanto de sua extensão. Escolhe os meios de medida a corrosão, sabendo o tipo de corrosão, a taxa de desenvolvimento de defeitos de corrosão e o modo hidrodinâmico de transporte de produtos de oleoduto; aplicase um dispositivo de monitoramento da corrosão em tubulação dependendo dos meios de medição de corrosão. Forma um mapa das medidas do grau de corrosão da tubulação e da corrosividade do meio ambiente, indicando a periodicidade das medições, usando dispositivos de monitoramento de tubulações e ferramentas de medição de corrosão. Meça os parâmetros ambientais com base no mapa de medição; sincroniza os parâmetros ambientais medidos com um único sistema de relógio em tempo real. Faz-se monitoramento contínuo da corrosão da tubulação é realizado utilizando os meios técnicos de medição acima.
[0011] O método comum para ser transferido para outro objeto requer desenvolvimento de um modelo adicional dos processos de corrosão e verificação dele para um caso particular. Além disso, este método é limitado apenas ao monitoramento de corrosão e não preve o controle do grau de corrosão ou emissão de recomendações para controlar o grau de corrosão de acordo com a análise. O método comum não regula o regime químico de operação do duto e, respectivamente, não há meios de mantê-lo dentro dos limites otimos especificados.
[0012] Um método é conhecido por controlar a taxa de corrosão de equipamentos de circuitos de processamento de usinas nucleares, em particular, com um reator nuclear de urânio-grafite, que coincide com a presente solução técnica para o maior número de características essenciais e adotado
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8/21 para o protótipo (ver patente RU2486613, MFC G21C11/00, publicado 27.06.2013) . O método é realizado através da medição dos valores do potencial eletroquimico na temperatura de operação e a condutividade elétrica especifica à temperatura ambiente, média automática dos parâmetros medidos e comparação-los com os valores normalizados, exibição do valor do potencial eletroquimico e a condutividade elétrica especifica na forma de pontos num nomograma de dois parâmetros com coordenadas «potencial de aço inoxidável condutividade», dividido nas zonas A, B e C com característica dos diferentes graus de agressividade da corrosão do fluido térmico de acordo com o regime operacional. Depois de avaliar a qualidade do regime químicohídrico, são tomadas medidas para otimizar o grau de corrosão: ao encontrar as coordenadas do ponto: - na zona A nenhuma ação é tomada; - na zona B fazem, no determinado tempo, o ajuste de parâmetros do fluido térmico ajustando os desaeradores para reduzir a concentração de oxigênio na água nutriente e reduzir na condutividade específica em sistemas de purificação de água nutriente e purgar, conectam filtros de reserva com resinas frescas ou regeneradas, e os usados são levados para a regeneração, - na zona C parem a unidade de potência.
[0013] A desvantagem do método protótipo é que apenas medidas EHP do aço inoxidável b água purga e avaliação da possibilidade de pitting em regime transitório ou o grau de crescimento de rachaduras não são suficientes para efetivo controle do grau de corrosão de tubulações de condensadonutricionais do segundo circuito de CN com WER e PWR. O método protótipo desconhece o efeito sobre a confiabilidade dos dutos e equipamentos do trato condensado-nutriente a concentração neles os produtos de corrosão de ferro que
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9/21 entrem nos geradores de vapor e afetam durante operação a intensidade de formação de depósitos de superfície em tubos de troca de calor, associada com a carga térmica de forma não linear.
DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO [0014] A tarefa desta solução técnica é o desenvolvimento de tal método de controle do grau de corrosão, o que proporcionaria um aumento na eficácia do controle de corrosão das materiais estruturais do trato condensado-nutriente e aumentando da confiabilidade da exploração do equipamento do circuito de processamento das usinas nucleares e, antes de tudo, geradores do vapor.
[0015] A tarefa em vista é resolvido a maneira de que o método de controle do grau de corrosão do equipamento do circuito de processamento das usinas nucleares inclui medição de valores potenciais eletroquímicos e condutividade específica do transportador de calor, média automática dos parâmetros especificados e comparação com os valores normalizados, exibição dos valores do potencial eletroquímico e condutividade específica na tela de exibição na forma dos pontos em nomograma de dois parâmetros com coordenadas «potencial de aço inoxidável - condutividade», avaliação da qualidade do regime químico-hídrico e realização de acções de controle do grau de corrosão. Novidade nesse método é medida do valor do potencial eletroquímico na temperatura de operação e a condutividade elétrica específica da amostra Hcationizada da água purga dos geradores de vapor. Simultaneamente, medem os valores da resistência de polarização na temperatura de operação e a condutividade elétrica específica da amostra H-cationizada de água nutriente dos geradores de vapor. Valores de potencial eletroquímico (Eh) e condutividade elétrica específica (aeHb)
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10/21 da amostra H-cationizada da água purga dos geradores de vapor são exibidos como pontos num nomograma de dois parâmetros com coordenadas «Eh - «Hb», dividido em zonas A, B, D, F que caracterisam os graus diferentes de atividade corrosiva da água purga dos geradores de vapor de acordo com o modo de operação. Os valores da resistência de polarização (Rp) e condutividade elétrica específica (aeHf) da amostra Hcationizada de água nutriente dos geradores de vapor são exibidos como pontos num nomograma de dois parâmetros com coordenadas «Rp - aeHf», dividido em zonas G, Y, X, Z que caracterisam os graus diferentes de atividade corrosiva da água nutriente dos geradores de vapor de acordo com o modo de operação. Com pontos coordenadas nas zonas A e G nenhuma ação é tomada. Com pontos coordenadas nas zonas A e Y - durante determinado tempo, os parâmetros da água purga dos geradores de vapor são regulados. Zonas A e G condição de corrosão do equipamento nos parâmetros da qualidade do regime químicoaquático que garantem operação confiável e segura do circuito de processamento de usinas nucleares. Zonas B, D, F para água purga e as Y, X, Z água nutriente correspondem às zonas dos níveis de ação que deve ser produzida depois de atingir os valores especificados da concentração de impurezas normalizadas no meio de trabalho por PO 1.1.1.03.004.09792014 «Regime químico-hídrico do segundo circuito no comissionamento da unidade de energia da usina nuclear do projeto AES-2006 em operação. Normas de qualidade do ambiente de trabalho e meios de sua manutenção», «Empresa «Rosenergoatom» (http ://www.snti.ru/snips rd3.htm) . Com coordenadas dos pontos nas zonas B e Y - durante determinado tempo, são regulados os parâmetros da água nutriente dos geradores de vapor. Com coordenadas dos pontos nas zonas D ou F e X ou Z - durante determinado tempo realizam busca e
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11/21 eliminação de causas dos desvios nos parâmetros e na impossibilidade de solucioná-los passam a parada de geração de energia para a realização de atividades de compensação.
[0016] Com coordenadas dos pontos nas zonas A e Y os parâmetros da água purga dos geradores de vapor podem ser ajustados aumentando sua taxa de fluxo em (0,5-1,0) em peso. % de capacidade do vapor, busca e eliminação de causas dum aumento na condutividade elétrica especifica aeHb · [0017] Com coordenadas dos pontos nas zonas B e Y A regulação dos parâmetros da água nutriente dos geradores de vapor pode ser realizada através do aumento do fluxo dos filtros do sistema de purificação do condensado da turbina, alterando o consumo de inibidores de corrosão, alterando a taxa de vazão da água purga.
[0018] Como inibidores de corrosão pode ser introduzida uma solução de hidrazina e/ou amônia e/ou solução de aminas orgânicas.
[0019] Com coordenadas dos pontos nas zonas D ou F e X ou Z quando a unidade de energia é desligada, as medidas de compensação podem incluir inspeção técnica, reparo ou substituição do equipamento.
[0020] Esse método do controle da grau de corrosão é baseado numa avaliação integrada do ambiente de trabalho por análise conjunta da posição dos pontos com coordenadas (Eh, a^Hb) e (Rp, aeHf) em ambos os nomogramas.
[0021] O presente método, ao contrário do método protótipo, controla o grau de corrosão do segundo circuito da CN com WER e PWR, usa para avaliar a qualidade do regime quimico-hidrico (QHR) e controle do grau de corrosão indicadores eletroquimicos integrados: EQI (Eh) na água purga resistência à polarização (Rp) na água nutriente. As águas nutriente e purga dos geradores do vapor caracterizados por
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12/21 vários mecanismos principais de corrosão de materiais estruturais. Ao avaliar a qualidade de QHR e emissão das recomendações para controlar o grau de corrosão usam os nomogramas em conjunto «Rp - aeHf» da água nutriente e «Eh aeHb» água purga.
BREVE DESCRIÇÃO DA REPRESENTAÇÃO [0022] O presente método é explicado nos desenhos, onde:
| [0023] | fig. | 1 | é | dado | um | nomograma | de dois parâmetros | com |
| coordenadas | ||||||||
| [0024] | «Eh - | aeHb» | água | purga dos geradores do vapor; | ||||
| [0025] | fig. | 2 | é | dado | um | nomograma | de dois parâmetros | com |
| coordenadas «Rp | ) ~ | aeHf» | da | água nuti | eiente dos geradores | do | ||
| vapor; | ||||||||
| [0026] | fig. | 3 | é | dado nomograma | de dois parâmetros | com | ||
| coordenadas «Rp | ) ~ | aeHf» | da | água nuti | eiente dos geradores | do |
vapor na primeira opção do controle do grau de corrosão;
[0027] fig. 4 é dado nomograma de dois parâmetros com coordenadas [0028] «Eh - aeHb» da água purga dos geradores do vapor na primeira opção do controle do grau de corrosão;
[002 9] fig. 5 é dado nomograma de dois parâmetros com coordenadas «Rp - aeHf» da água nutriente dos geradores do vapor na segunda opção do controle do grau de corrosão;
[0030] fig. 6 é dado nomograma de dois parâmetros com coordenadas [0031] «Eh - aeHb» da água purga dos geradores do vapor na segunda opção do controle do grau de corrosão.
A MELHOR OPÇÃO DE IMPLEMENTAÇÃO DA INVENÇÃO [0032] Nos termos da da presente invenção, um método de controle do grau de corrosão dos equipamentos de circuito de processamento de usinas nucleares é realizado da seguinte forma: ambiente de trabalho entra em modo automático dos
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13/21 membros dos pontos de seleção regulares (antes dos filtros do sistema de purificação da água purga dos geradores do vapor e depois do grupo de aquecedores da água nutriente de alta pressão) em tubos de impulso para as células dos sensores de medição para as células dos sensores de medição de Eh da água purga e Rp da água nutriente. Ao mesmo tempo, um ambiente de trabalho entra no refrigerador e a temperatura de ambiente passa células de sensores do sistema automático de controle químico (CQA): água nutriente aseguir do grupo dos aquecedores de alta pressão passa células dos sensores de condutividade específicos da amostra H-cationizada, pHf e a concentração de hidrazina (N2H4); água purga aseguir do grupo dos aquecedores de alta pressão passa células dos sensores de condutividade específicos da amostra H-cationizada, pHb e concentração de ions de sódio ([Na]), cloro ([Cl]) e sulfato ([S04] ) . Os sinais dos sensores procedem para conversores secundários, e, em seguida, ja em formulário padronizado, passam no computador para calcular os valores dos parâmetros acima indicados. Ao mesmo tempo fazem: calculo dos valores medidos dos potenciais eletroquímicos, resistência à polarização e outros indicadores de CQA (aeHf, pHf, [N2H4] , aeHb, pHb, [Na], [Cl], [S04] ) ; recálculo de valores medidos de potenciais de eletrodos de trabalho em unidades de eletrodo de hidrogênio padrão (SHE); formação de quadros de vídeo nomograma «Rp - condutividade específicos da amostra Hcationizada» da água nutriente e «EQP - condutividade específicos da amostra H-cationizada» da água purga. Suporte de informações efetivo para o operador na avaliação da condição de corrosão do equipamento e na tomada de decisões sobre o controle da taxa de corrosão são realizados com base em combinação das medidas diretas nos fluxos de circuitos mais importantes (águas nutriente e purga) com os resultados
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14/21 de cálculos para modelos físico-quimicos da distribuição ao longo do circuito de concentrações de impurezas no ambiente de trabalho e a emissão de recomendações sobre possíveis opções de ação dependendo das posições nos nomogramas dos pontos com coordenadas «Rp - aeHf» da água nutriente e «Eh aeHb» da água purga. Com coordenadas dos pontos nas zonas A e G nenhuma ação e tomada. Com coordenadas dos pontos nas zonas A e Y durante determinado tempo, são regulados os parâmetros da água purga dos geradores de vapor. Com coordenadas dos pontos nas zonas B e Y durante determinado tempo, são regulados os parâmetros da água nutriente dos geradores de vapor. Com coordenadas dos pontos nas zonas D ou F e X ou Z durante determinado tempo, procuram e eliminam-se as causas dos desvios nos parâmetros, e no caso de impossibilidade da sua eliminação fazem a parada de geração de energia para a realização de atividades de compensação.
[0033] Por meio do controle do grau de corrosão dos materiais estruturais no caso da saída das coordenadas dos pontos que caracterizam a atividade corrosiva do ambiente de trabalho além dos limites de zonas A e G são: uma mudança nas concentrações de reagentes inibitórios regulando a taxa de fluxo do último em água nutriente; alteração no consumo do ambiente de trabalho através dos filtros do sistema de purificação do condensado da turbina em caso de fuga do grupo condensador; mudando a taxa de descarga dos geradores de vapor; Alteração, conforme necessário, do tempo planejado para lavagem, descontaminação e inspeção técnica dos geradores de vapor.
[0034] Em particular, com as coordenadas dos pontos nas zonas A e Y os parâmetros da água purga dos geradores de vapor são ajustados aumentando seu consumo em (0,5-1,0) em
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15/21 peso. % de capacidade do vapor, da pesquisar e eliminação da causa do aumento da condutividade específica xHb · [0035] Com coordenadas dos pontos nas zonas B e Y o ajuste de parâmetros da água nutriente dos geradores de vapor é levado a cabo aumentando o fluxo pelos filtros do sistema de purificação de condensado de purificação de turbina de purificação de água de purificação, da mudança no consumo de inibidores de corrosão, mudança do consumo de água de purga. Como um inibidor de corrosão usam uma solução de hidrazina e/ou solução de amônio e/ou solução de aminas orgânicas.
[0036] Com coordenadas dos pontos nas zonas D ou F e X ou Z quando a unidade de energia é desligada, as medidas de compensação incluem inspeção técnica, reparo ou substituição do equipamento.
[0037] Esse método do controle do grau de corrosão dos equipamentos de circuito de processamento de usinas nucleares dá ao operador uma oportunidade avaliar visualmente a localização dos pontos correspondentes ao estado atual em relação aos limites das zonas de graus diferentes de agressividade corrosiva das águas nutriente e purga. Ter em conta o caráter dos limites não linear (fig. 1, fig. 2) essa avaliação visual contribui, na presença de desvios e violações, para determinar a menor distância do ponto até o limite da zona de baixa corrosividade (vetor de influência necessária). Usando as projeções do vetor no eixo de ambos os nomogramas (em primeiro lugar os aeHf e aeHb) r pode obter os valores das mudanças mínimas necessárias nos parâmetros
| monitorados | para reduzir | a agressividade | corrosiva | do | ||
| ambiente de | trabalho. | A | organização da | operação | de | |
| amostragem, a | instalação | de | sensores, | conversores, conexões, | ||
| redes elétricas e cabos | de | sinal do | sistema | CQA fazem | nas | |
| unidades de | instalação | de | energia | nuclear | (ENI) | pela |
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16/21 respectiva documentação técnica. Receber dados em um computador, calcular, arquivar e transmitir informações aos operadores é feito com a ajuda de um software especialmente desenvolvido.
[0038] Indicadores de água nutriente, em maior medida, caracterizam os valores da concentração de ferro. Em valores aumentados aeHf e diminuídos Rp remoção de ferro e, portanto, sua concentração é maior. Isto pode ser ligado à falta do inibidor (hidrazina, amônia, amina orgânica), aumento no conteúdo de ânions de ácidos e carbonatos fortes ou com uma relação desfavorável dos componentes listados (frequentemente durante mudança na unidade de energia). As características de purga caracterizam, basicamente, a concentração de sal perto dos tubos de troca de calor. Quanto mais positivo o valor Eh e quanto maior o valor aeHb, mais as impurezas salinas são retidas nos depósitos de óxido de ferro nos tubos de troca de calor e maior a agressividade do ambiente de trabalho em geradores de vapor e maior a possibilidade de formação do pitting e corrosão subsequente sob tensão dos tubos de troca de calor.
[0039] Exemplos específicos que mostram a eficácia do uso deste método na operação de usinas nucleares com WER-1200 na implementação do procedimento para avaliar a qualidade do regime químico-hídrico de acordo com o presente método são apresentados a seguir.
[0040] APLICAÇÃO INDUSTRIAL [0041] Exemplo 1. As fig. 3 e fig. 4 demonstram nomogramas das águas nutriente e purga durante a operação da unidade de de potência com WER-1200 no poder. Condições de operação os seguintes: O fluxo de condensado através dos filtros do sistema de purificação de condensado da turbina é aproximadamente de 10% em peso. % de fluxo de vapor através
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17/21 de capacitores - 340 t/h; ventosa de projeto da água de resfriamento através do vazamento do grupo de capacitância, 10~5 em peso. % de fluxo de vapor através de capacitores, 0,32 kg/h; concentração de cloretos na água de refrigeração 5259 mg/dm3, sulfatos - 530 mg/dm3 e respectivamente, a introdução de impurezas salinas na forma de ânions ácidos fortes no segundo circuito equivale ao cloreto - 1687 mg/h, sulfatos - 170 mg/h; total purga de geradores de vapor é minima e é aproximadamente de 0,5 em peso. % da capacidade de vapor - 30 t/h. A introdução de inibidores de corrosão é realizada de acordo com os requisitos da PO
1.1.1.03.004.0979-2014 «Regime quimico-hidrico do segundo circuito no comissionamento da unidade de energia da usinas nuclear do projeto AES-2006 em operação. Normas de qualidade do ambiente de trabalho e meios de sua manutenção», «Empresa «Rosenergoatom» (http ://www.snti.ru/snips rd3.htm) . Os inibidores são amônia (solução aquosa de 25%), hidrazina e etanolamina. Fig. 3 é um nomograma de dois parâmetros com coordenadas «resistência à polarização - condutividade aeHf da amostra H-cationizada» da água nutriente. Ponto (1-0) com coordenadas (Rp, aeHf) localiza-se na zona G e indica uma alta qualidade de água nutriente, propriamente a concentração de ânions de ácidos fortes é muito baixa: cloretos - 1,11 mkg/kg, sulfatos - 0,14 mkg/kg, o valor especifico de condutividade elétrica da amostra H-cationizada, aeHf=0,069 pS/cm (o valor da condutividade elétrica especifica da água teoricamente pura é igual a 0,055 pS/cm). Nomograma de dois parâmetros com coordenadas «potencial eletroquimico condutividade elétrica da amostra H-cationizada» da água purga dos geradores do vapor para o caso é dado em fig. 4. Ponto (2-0) com coordenadas (Eh, aeHb) fica na zona B. Isso se deve ao resultado evaporando em compartimentos de sal dos
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18/21 geradores de vapor, a concentração de cloreto alcançou aproximadamente 128 mkg/kg, sulfatos - 20 mkg/kg. Valor aeHb assim é 1,78 pS/cm. Sbendo que a quantidade de água de resfriamento proveniente do meio ambiente através dos vazamentos de equipamentos (ventosas), e, respetivamente, a concentração de impurezas salinas no condensado da turbina é insignificante, aumentação da taxa de fluxo do meio de trabalho através de filtros do sistema de limpeza é indesejável. O meio de trabalho, incluindo o condensado, contém reagentes - inibidores de corrosão, amônia e etanolamina, cujas concentrações excedem o teor de impurezas salinas mais de mil vezes. Os filtros do sistema de purificação absorvem todas as impurezas e, em primeiro lugar, os inibidores de corrosão. Como resultado: capacidade dos filtros é reduzida, e uma quantidade adicional de amônia e etanolamina deve ser injetada no ambiente de trabalho para manter a qualidade exigida do regime quimico-hidrico. Nestas condições, é mais conveniente aumentar a taxa de descarga dos geradores de vapor de 0,5 em peso. % capacidade total de vapor dos geradores de vapor até cerca de 1 em peso. %, de 30 t/h até 64 t/h. Depois de aumentar o consumo de água purga até 64 t/h a posição dos pontos nos nomogramas mudou. Ponto com coordenadas (Rp, aeHf) ocupou no nomograma fig. 3 a posição (1-1) . E os valores da concentração de cloreto aço 0,51 mkg/kg, sulfatos - 0,08 mkg/kg, valor aeHf - 0,062 pS/cm. Ponto com coordenadas (Eh, aeHb) mudou no nomograma fig. 4 para zona verde a posição (2-1). E os valores da concentração de cloreto de aço 32,7mkg/kg, sulfatos - 5,18 mkg/kg, valor aeHf 0,49 pS/cm. Tendo em conta a elevada concentração de cloretos em «compartimentos salinos» (>30 mkg/kg) é recomendada a seguinte ação de compensação. Ao redução da energia durante
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19/21 os modos transitórios, aumentar a taxa de fluxo de purga para os filtros do sistema de purificação de água purga até o máximo do projeto(140 t/h) para remoção de impurezas salinas, transferidos nestes modos de depósitos para o volume de geradores de vapor, para reduzir a possibilidade de defeitos de corrosão na forma de pittings em tubos de troca de calor.
[0042] Exemplo 2. A fig. 5 e fig. 6 demonstram nomogramas de águas nutriente e purga durante a operação da unidade com WER-1200 no poder. Condições de funcionamento são os seguintes: O fluxo de condensado através dos filtros do sistema de purificação do condensado da turbina é aproximadamente de 10 em peso. % de fluxo de vapor através de capacitores - 340 t/h; ventosa de projeto de água de resfriamento através do vazamento do grupo de capacitância, 10~5 em peso. % de fluxo de vapor através de capacitores, 0,32 kg/h; concentração de cloretos na água de refrigeração 3143 mg/dm3, sulfatos - 363 mg/dm3 e, respetivamente, a introdução no segundo circuito das impurezas salinas na forma
| de aniões | ácidos fortes é | : cloreto - | 1008 | mg/h, sulfatos - | |
| 117 mg/h; | purga total dos | geradores | de | vapor é cerca de 1 | em |
| peso. % de capacidade de | vapor - | 64 | t/h. | A introdução | de |
| inibidores | de corrosão | é realizada | de | acordo com | os |
requisitos da PO 1.1.1.03.004.0979-2014 «Regime quimicohidrico do segundo circuito no comissionamento da unidade de energia da usina nuclear do projeto AES-2006 em operação. Normas de qualidade do ambiente de trabalho e meios de sua manutenção», «Empresa «Rosenergoatom» (http://www.snti.ru/snips rd3.htm). Os inibidores são amônia (solução aquosa de 25%), hidrazina e etanolamina. Fig. 5 é um nomograma de dois parâmetros com coordenadas «resistência à polarização - condutividade aeHf da amostra H-cationizada» da água nutriente. Ponto 5 com coordenadas (Rp, aeHf) que
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20/21 caracteriza a atividade corrosiva da água nutriente, fica na zona entre G e Y perto da zona Y. Concentrações de ânions ácidos fortes são muito baixas: cloretos - 0,31 mkg/kg, sufatos - 0,06 mkg/kg, o valor da condutividade aeHf da amostra H-cationizada, - 0,22 pS/cm. O nomograma de dois parâmetros com coordenadas «potencial eletroquimico - condutividade aeHb
| da amostra | H-cationizada» da água purga dos geradores do |
| vapor para | esse caso dado na nomograma fig. 6. Ponto 6 com |
| coordenadas | (Eh, aeHb) fica na parte da zona A, adjacente à |
zona B. Os parâmetros controlados da água purga dos compartimentos de sal dos geradores de vapor são os seguintes: concentração de cloreto - 19,7 mkg/kg, sulfatos 4,2 mkg/kg. O valor aeHb aqui constitui 1,15 pS/cm. Cálculo teórico de valores da condutividade elétrica da amostra Hcationizada, a levar em consideração apenas controlados ânions, cloretos e sulfatos, da os seguintes valores: aeHf 0,0,059 pS/cm m aeHb _ 0,28 pS/cm. É claramente evidente, no ambiente de trabalho do circuito de processamento existem impurezas salinas descontroladas. A presença nestas impurezas de fluoretos ou carbonatos de origem diferente é muito provável. O ácido carbônico pode vir para circuito de: ar nas ventosas da parte de vácuo da turbina; termólise como das aminas orgânicas tal das impurezas orgânicas neutras não retidos por filtros dos sistemas de processamento de água. O dióxido de carbono é neutralizado com inibidores de corrosão alcalinos, por isso não é removido nos deaerators. Ações recomendadas: Aumento dos consumos através dos sistemas de purificação ao máximo disponível; aperfeiçoamento da vedação de equipamentos de turbina; aperfeiçoamento dos sistemas de processamento de água; isolamento dos tanques de armazenamento da água de reposição e planejamento da ampla inspeção técnica dos equipamentos e tubulações do circuito
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21/21 para encontrar áreas de desgaste corrosivo que excede os valores normalizados.
[0043] Assim, a utilização deste método na prática permitirá aumentar a eficiência da avaliação da corrosividade do refrigerante no circuito de processamento da unidade de energia da usina nuclear e, consequentemente, aumentar a confiabilidade da operação do equipamento dos circuitos de processamento de usinas nucleares e, em primeiro lugar, dos geradores de vapor. Além disso, aumenta a confiabilidade da determinação da duração do período de intercontrole o que permite justificar seu aumento e/ou o volume de exame técnico de diferentes seções do trato condensado-nutriente e geradores de vapor, garantindo o nível de confiabilidade e segurança de operação da usina nuclear estabelecida pelo proj eto
Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES1. Método de controle do grau de corrosão do equipamento dos circuitos de processamento de usinas nucleares usando os resultados da medição dos valores do potencial eletroquimico e da condutividade elétrica especifica do ambiente aquático, média automática dos parâmetros indicados e sua comparação com os valores normalizados, mapeamento dos valores do potencial eletroquimico e da condutividade elétrica especifica no diagrama mnemônico da tela do monitor na forma de pontos em nomograma de dois parâmetros com coordenadas «potencial eletroquimico - condutividade», avaliação da qualidade do regime quimico-hidrico e ações destinadas a controlar o grau de corrosão, caracterizado por a medição do potencial eletroquimico e a condutividade elétrica especifica da água purga dos geradores de vapor, medição dos valores da resistência à polarização e da condutividade elétrica especifica da água nutrientte dos geradores de vapor, os valores do potencial eletroquimico e da condutividade elétrica especifica da água purga dos geradores de vapor serem exibidos na forma de pontos em nomograma de dois parâmetros com coordenadas «potencial eletroquimico condutividade elétrica especifica da amostra H-cationizada» da água purga, dividido nas zonas A, B, D, F que caracteriza diferentes graus de atividade corrosiva da água
purga dos ge radores de vapor de acordo com o modo de operação, os valores da resistência de polarização e da condutividade elétrica especifica da água nutriente dos geradores de vapor são exibidos na forma de pontos em nomograma de dois parâmetros com coordenadas «resistênciaa ápolarização - condutividade da amostra H-cationizada» da água nutriente, dividido nas zonas G, Y, X, Z que caracteriza diferentes graus de atividade corrosiva da água nutriente dos geradores de vapor de acordo com o modo dePetição 870180124535, de 31/08/2018, pág. 9/46 - 2/2 operação com coordenadas dos pontos nas zonas A e G nenhuma ação é tomada, - nas zonas A e Y durante determinado tempo, são regulados os parâmetros da água purga dos geradores de vapor - nas zonas B e Y durante determinado tempo, são regulados os parâmetros da água nutriente dos geradores de vapor, - nas zonas D ou F e X ou Z durante determinado tempo, procuram e eliminam a causa do desvio dos parâmetros e no caso da impossibilidade da seu eliminação, desligam a unidade de energia para tomar medidas compensatórias.2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por quando as coordenadas dos pontos nas zonas A e Y, os parâmetros da água purga dos geradores de vapor serem reguladas aumentando seu fluxo por (0,5-1,0) em peso. % da produtividade de vapor, busca e eliminação da causa do aumento da condutividade especifica aeHb ·
- 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por quando as coordenadas dos pontos nas zonas B e Y, a regulação dos parâmetros da água nutriente dos geradores de vapor ser realizada através do aumento do fluxo dos filtros do sistema de purificação de água do condensado da turbina, alterando o consumo de inibidores de corrosão, alterando o consumo da água purga.
- 4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o inibidor de corrosão utilizado ser uma solução de hidrazina e/ou solução de amônia e/ou solução de aminas orgânicas.
- 5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por quando as coordenadas dos pontos nas zonas D ou F e X ou Z durante a parada da unidade de energia, as medidas de compensação incluírem inspeção técnica, reparo ou substituição do equipamento.
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