CS207163B1 - Havarijní zabezpečení parního generátoru - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je havarijní zabezpečení parního generátoru, zejména parního generátoru článkového provedení.

Parní generátory jaderných centrál, zejména pak parní generátory vyhřívané tekutým sodíkem, je třeba vybavovat zařízením, které parní generátor a nepřímo i ostatní části jaderné elektrárny chrání před následkem havárií, takzvaným havarijním zabezpečením. Požadavky kladené na havarijní zabezpečeni parních generátorů vyhřívaných tekutým sodíkem jsou velmi náročné. Patří k nim co nejmenší časové a prostorové vymezení styku sodíku s vodou v havarijní situaci vyvolané porušením těsnosti teplosměnné plochy, dále redukce tlakového zatížení vyvolaného reakcí sodíku s vodou na co nejmenší hodnotu tlaku při jeho působení co nejkratší dobu, dále organizovaný odvod produktů reakce z parního generátoru do havarijních nádrží a konečně rychlá a z hlediska více nákladů nenáročná izolace vadné části parního generátoru umožňující neporušené části parního generátoru dále provozovat.

Dosud známé havarijní zabezpečení parních generátorů, zejména článkového provedení používá k dříve uvedeným cílům více či méně úspěšně těchto prvků: rychlouzavíracích armatur na vstupním a výstupním potrubí teplonositele, nezávislých průtržných membrán, odlehčovacího potrubí často napojeného na vyrovnávací nádrže teplonositele a dále prvků na vodní straně parního generátoru. Průtržné membrány lze považovat za nezávislé proto, že otvírají odlehčovací .potrubí až po jejich protržení zvýšeným tlakem v parním generátoru vyvolaným havarijní situací. Jejich funkce je tudíž nezávislá na činnosti obsluhy parního generátoru a celé elektrárny za provozu.

Použití těchto dosud známých prvků nebo jejich kombinací pro havarijní zabezpečení parních generátorů velkého výkonu přináší sebou celou řadu potíží provozního i investičního charakteru.

Tak užití pouze rychlouzavíracích armatur na vstupním a výstupním potrubí teplonositele, zejména jde-li o sodík, znamená sice oddělení havarovaného parního generátoru od ostatních částí elektrárny, avšak za poměrně dlouhou dobu. Zkracování doby uzavírání vede ke zvýšení nebezpečí rázu kapaliny v potrubí, parním generátoru i vlastní armatuře, což vnáší do· těchto částí s vysokou pracovní teplotou další přídavné dynamické zatížení. Navíc pro parní generátory velkého výkonu je třeba konstruovat rychlouzavírací armatury velkých světlostí i od Js 350 výše, což sebou nese značné investiční náklady a sama armatura je technologicky velmi náročná.

Použití pouze nezávislých průtržných membrán, které po svém protržení otevírají cestu teplonositeli z parního generátoru odlehčovacím potrubím do havarijních nádrží se v poslední době velmi rozšiřuje. Skutečností však zůstává, že průtržná membrána je nejcitlivějším místem tlakového systému parního generátoru a protože pracuje nezávisle na obsluze i prvkem do jisté míry nespolehlivým. Může se totiž protrhnout i za nominálního provozu, a to z různých příčin, kromě toho žádný výrobce negarantuje dlouhodobou životnost prútržné membrány za vysoké teploty a v korozním prostředí. Membrány je nutno pro spolehlivé zabezpečení jejich funkce často měnit, což vede k odstavení parního generátoru a úplné drenáži na straně teplonositele. Havarijní zabezpečení parního generátoru založené pouze na použití průtržných membrán sice redukuje tlakové zatížení parního generátoru v havarijní situaci co do velikosti i doby trvání, neohraniěuje však podstatně Časový styk teplonositele a vody v parním generátoru při havarii, což je zvlášť nebezpečné u sodíkových parních generátorů. Současné použití obou dříve uvedených dosud známých prvků havarijního zabezpečeni parního generátoru na straně teplonositele odstraňuje všechny nevýhody jejich samostatného použití.

Uvedené nevýhody dosud známého havarijního zabezpečení parních generátorů odstraňuje havarijní zabezpečení parního generátoru, zejména článkového provedení začleněného do hlavního okruhu, se vstupním a výstupním potrubím, se vstupní a výstupní komorou teplonositele a se vstupním a výstupním propojovacím potrubím a vyrovnávací nádrží teplonositele podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na vstupním propojovacím potrubí a na výstupním propojovacím potrubí a na výstupním propojovacím potrubí je umístěno trojcestné rychlouzavírací zařízení. Troj čestné rychlouzavírací zařízení je napojeno odlehčovacím potrubím na alespoň jednu havarijní nádrž, nebo alternativně na plynový prostor hlavního okruhu, například ve vyrovnávací nádrži teplonositele.

Trojcestné rychlouzavírací zařízení může být koncipováno napr. podle ČSAO č. 196 571.

Havarijní zabezpečení podle vynálezu pracuje tak, že při vzniku havarijní situace jednak trojcestná rychlouzavírací zařízení odizolují porušení parní generátor od ostatních částí, čímž se časově a prostorově vymezí styk obou pracovních látek, jednak současně, bez zpoždění, otevřou odlehčovací potrubí, čímž se co do hodnoty i času redukuje tlakové zatížení z titulu havárie parního generátoru na minimum a přitom, jak ukazují zkoušky, ne2 vznikne ráz kapaliny, a konečně se provádí takto současně organizovaný odchod produktů reakce z parního generátoru, je-li vyhřívaný tekutým sodíkem.

Havarijním zabezpečením podle vynálezu lze docílit rychlé izolace vadné části parního generátoru při nesrovnatelně nižších investičních nákladech než je tomu u dosud známých prvků nebo jejich kombinací havarijního zabezpečení.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 je schéma havarijního zabezpečení s odlehčovacím potrubím zaústěným do havarijní nádrže, na obr. 2 s alternativním zaústěním do plynového prostoru okruhu.

Teplonositel je přiváděn do parního generátoru 1 vstupním potrubím 2 zpravidla přes technologickou armaturu 4 a zejména u článkových parních generátorů zpravidla dále přes vstupní komoru 5 teplonositele vstupním propojovacím potrubím 6 a odváděn z parního generátoru 1 výstupním propojovacím potrubím 7 přes zpravidla výstupní komoru 8 teplonositele, technologickou armaturou 4 výstupním potrubím 9 zpět do hlavního okruhu 3 jaderné elektrárny. Na vstupním propojovacím potrubí 7 jsou umístěna trojcestná uzavírací zařízení 10, připojená na odlehčovací potrubí 11 zaúsťující do alespoň jedné havarijní nádrže 12 nebo alternativně do plynového prostoru 18 hlavního okruhu 3 vytvořeného například ve vyrovnávací nádrži 17 teplonositele, čímž je vytvořeno havarijní zabezpečení na straně tepíonositele podle vynálezu. Voda je do parního generátoru 1, zejména článkového provedení, přiváděna vstupní vodní komorou 15 a vodním převáděcím potrubím 13 a vyrobená pára je z parního generátoru 1 odváděna parním převáděcím potrubím 14 do parní komory 16.

Havarijní zabezpečení pracuje tak, že bud obsluha nebo na základě signálu z automatické havarijní signalizace, trojcestná rychlouzavírací zařízení 10 uzavřou v čase kratším než 1 s vstupní proj ovací potrubí 6 a výstupní propojovací potrubí 7 a současně otevřou odlehčovací potrubí 11, čímž teplonositel proudí z porušeného parního generátoru 1 malým odlehčovacím potrubím 11 do alespoň jedné havarijní nádrže 12, nebo alternativně do plynového prostoru 18 hlavního okruhu 3 vytvořeném například ve vyrovnávací nádrži 17. Činnost trojcestných rychlouzavíracích zařízení 10 nevyvolá žádný ráz kapaliny v parním generátoru 1, ani v hlavním okruhu 3, přičemž havarijní zabezpečení podle vynálezu splňuje všechny požadavky na ně v současné době kladené. Navíc vychází havarijní zabezpečení podle vynálezu pro parní generátory velkého výkonu levněji ve srovnání s dosavadním stavem.

Claims (3)

1. Havarijní zabezpečení parního generátoru, zejména článkového provedení, začleněného do hlavního okruhu, se vstupním a výstupním potrubím, se vstupní a výstupní komorou teplonositele a se vstupním a výstupním propojovacím potrubím a vyrovnávací nádrží teplonositele, vyznačující se tím, že na vstupním propojovacím potrubí (6) a na výstupním propojovacím potrubí (7) je umístěno troj čestné rychlouzavírací zařízení (10).

2. Havarijní zabezpečení podle bodu 1, vyznačující se tím, že trojcestné rychlouzavírací zařízení (10) je napojeno odlehčovacím potrubím (11) na alespoň jednu havarijní nádrž (12).

3. Havarijní zabezpečení podle bodu 1, vyznačující se tím, že trojcestné rychlouzavírací zařízení (10) je napojeno odlehčovacím potrubím (11) na plynový prostor (18) hlavního okruhu (3), například ve vyrovnávací nádrži (17) teplonositele.