CZ3364U1 - Zařízení ke zvýšení otevíracího tlaku pojistných ventilů parního generátoru - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se vztahuje k likvidaci havarijního režimu na jaderných elektrárnách s reaktory WER způsobeného únikem chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní primárního systému do sekundární strany parního generátoru.

Dosavadní stav techniky

U jaderné elektrárny s reaktory WER 440 při úniku chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní primárního systému do sekundární strany parního generátoru se podle současného platného provozního předpisu pro likvidaci poruchových stavů předpokládá zvládnutí poruchy tak, že po identifikaci poškozeného parního generátoru například prasklá teplosměnná trubka, roztěsnění primárního kolektoru případně poškozené trojice parních generátorů operátor mj. odpojí smyčku s poškozeným parním generátorem od primárního okruhu případně trojici poškozených smyček od primárního okruhu dálkovým uzavřením hlavních uzavíracích armatur na hlavních cirkulačních smyčkách. Při komplikovaném vývoji havárie, to jest při ztrátě možnosti oddělit poškozenou smyčku uzavřením hlavních uzavíracích armatur hrozí rozsáhlá kontaminace sekundárního okruhu jaderné elektrárny a hrozí nebezpečí, že událost vyvrcholí únikem aktivity do okolního prostředí jaderné elektrárny.

U jaderné elektrárny s reaktorem WER 1000 není primární systém vybaven hlavními uzavíracími armaturami, takže nebezpečí rozsáhlé kontaminace sekundárního okruhu jaderné elektrárny a únik aktivity do okolního prostředí jaderné elektrárny při úniku chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní primárního systému do sekundární strany parního generátoru hrozí bezprostředně. Podstata nebezpečí rozsáhlé kontaminace sekundárního okruhu spočívá v tom, že charakter průběhu poruchy neumožňuje při současném stavu projektů jaderných elektráren s reaktory WER 1000 okamžité odseknutí poškozeného parního generátoru. Nebezpečí úniku aktivity do okolního prostředí existuje v důsledku značné provozní obtížnosti rychle a spolehlivě odtlakovat primární systém na úroveň pod otevírací tlak pojistných ventilů poškozeného parního generátoru resp. přepouštěcí stanice do atmosféry.

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení je zařízení ke zvýšení otevíracího tlaku pojistných ventilů parního generátoru umožňující přechodné zvýšení otevíracího tlaku pojistných ventilů parních generátorů u jaderného bloku s reaktory WER 440 při úniku chladivá primárního okruhu přes tlakové rozhraní primárního systému do sekundární strany parního generátoru, jehož podstatou je, že rozvod ovládacího vzduchu pojistných ventilů je doplněn o třetí řídicí přístroj s napojením výstupního zatěžovacího a zdvihového vzduchu přes čtvrtý uzavírací ventil, čtvrtý elektrický uzavírací ventil, na existující rozvod ovládacího vzduchu, který je ve větvi zatěžovacího vzduchu od prvního a druhého řídicího přístroje

-1CZ 3364 U doplněn druhým uzavírací ventilem, druhým elektrickým uzavíracím ventilem, třetím uzavíracím ventilem, třetím elektrickým uzavíracím ventilem a ze strany zdrojového vzduchu je stávající rozvod doplněn vzdušníkem a osazen prvním uzavíracím ventilem a prvním elektrickým uzavíracím ventilem.

Výhody technického řešení jsou dány jeho využitím hlavně při řešení poruchových událostí spojených s únikem chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní primárního systému do sekundární strany parního generátoru. Přechodné přestavení otevíracího tlaku pojistných ventilů poškozeného parního generátoru u jaderných bloků s reaktory WER na otevírací tlak blízký k přetlaku tlakové inspekční zkoušky parního generátoru přináší hlavně tu výhodu, že umožní bezpečné zvládnutí poruchy uvedeného typu výrazným prodloužením časových rezerv k nevyhnutelným zásahům personálu, které za současného stavu řešení výše uvedeného typu poruch nejsou dostatečné anebo nejsou vůbec k dispozici. V konečném důsledku představuje následující přínosy.

Zabrání se rozsáhlé kontaminaci zařízení sekundárního kruhu tím, že ihned po identifikaci poškozeného parního generátoru umožní odseknutí tohoto parního generátoru od parních potrubních systémů.

Snižuje riziko úniku aktivního média přes pojistné ventily poškozeného parního generátoru do životního prostředí.

Umožňuje při standardním elektrickém napájení vlastní spotřeby jaderné elektrárny ihned zahájit odtlakování primárního systému bez nutnosti předcházejícího vychlazování primárního systému pro ustanovení potřebné rezervy do varu. Tím je v podstatě ihned snížená velikost kritického výtoku média z primární do sekundární strany poškozeného parního generátoru.

Umožní zachovat v případě likvidace havárie úniku chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní do sekundární strany parního generátoru funkčnost bezpečnostního signálu velký únik. Nevynucuje oddělení hydroakumulátorů od primárního systému při řízení poruchy spojené s nutností odtlakovávat primární systém. V budoucnosti usnadní řešení havárie úniku chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní do sekundární strany parního generátoru automatickým působením ochran.

Nevýhodami u bloků WER jsou nutné úpravy ovládacího vzduchu pojistných ventilů parních generátorů a zvýšené náklady na údržbu a revizní práce na řídicím přístroji včetně kontroly těsnosti uzavíracích armatur.

Přehled obrázků na výkrese

Zařízení k přechodnému zvýšení otevíracího tlaku pojistných ventilů parního generátoru při úniku chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní do sekundární strany parního generátoru je znázorněno na přiložených výkresech, kde obr. 1 schematicky znázorňuje současný stav rozvodu ovládacího vzduchu k pojistným ventilům parních generátorů a obr. 2 schematicky znázorňuje úpravu rozvodu ovládacího vzduchu podle technického řešení.

-2CZ 3364 U

Příklad provedení

U jaderných bloků WER 440 je současný stav rozvodu ovládacího vzduchu k pojistným ventilům parních generátorů znázorněn na obr. 1. Z rozvodu zdrojového tlakového vzduchu 0,6 MPa je prostřednictvím prvního řídicího přístroje ŘP1 a druhého řídicího přístroje ŘP2, které jsou nastaveny na otevírací tlak 5,69 MPa, respektive 5,78 MPa vytvářen zatěžovací a zdvihový řídicí vzduch, který je přiváděn na diferenciální píst tlakovzdušného válce 2 příslušného pojistného ventilu. Jak se zvýší tlak v impulsním potrubí, napojeném na jištěné zařízení, na hodnotu nastaveného otevíracího tlaku, dojde v prvním řídicím přístroji ŘP1 k odfuku zatěžovacího vzduchu, čím se zruší působení tlaku na diferenciální píst tlakovzdušného válce 2. a první pojistný ventil IPVl se otevře. Při poklesu tlaku média v jištěném zařízení se zatěžovací vzduch obnoví a první pojistný ventil IPVl se uzavře. Rozvod je vybaven zavzdušňovací soustavou 1, která slouží ke spojení druhého řídicího přístroje ŘP2 s druhým a třetím pojistným ventilem IPV 2,3 a k nucenému otevření jednotlivých pojistných ventilů IPV 1,2,3 při nižším, než otevíracím tlaku. Úprava rozvodu ovládacího vzduch podle obr. 2, která umožní během likvidace havárie při úniku chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní primárního systému do parního generátoru v požadovaném okamžiku spolehlivě přestavit na poškozeném parním generátoru otevírací tlak na hodnotu blízkou hodnotě přetlaku tlakové inspekční zkoušky spočívá v tom, že stávající systém rozvodu ovládacího vzduchu je doplněn třetím řídicím přístrojem ŘP3, vzdušníkem 4 se zásobou vzduchu na přibližně 3 hodiny provozu řídicích přístrojů a prvním až čtvrtým elektrickým uzavíracím ventilem UV1 až UV4, respektive prvním až čtvrtým elektrickým uzavíracím ventilem EV1 až EV4. Přechod na zvýšený otevírací tlak lze uskutečnit jednoduchou manipulací to jest otevřením armatur čtvrtého elektrického uzavíracího ventilu EV4 a čtvrtého uzavíracího ventilu UV4 a uzavřením armatur (dálkově nebo z místa) druhého a třetího elektrického uzavíracího ventilu EV2, EV3 a druhého a třetího uzavíracího ventilu UV2, UV3. V tomto případě až při dosažení tlaku v parním generátoru 7,37 MPa se otevřou současně prvním, druhý a třetí pojistný ventil IPV 1,2,3. V jištěném zařízení není překročena hodnota přetlaku inspekční tlakové zkoušky parního generátoru ani tlakové zkoušky tělesa pojistného ventilu. Nové zapojení zachovává veškeré stávající bezpečnostní funkce. Například v případě poruchy prvního řídicího přístroje ŘP1 nebo druhého řídicího přístroje ŘP2. kdy bude nutno uzavřít první elektrický uzavírací ventil EV1, první uzavírací ventil UV1 přejdou první, druhý a třetí pojistné ventily IPV 1,2,3 na přímou funkci otevření to jest na pružinu při přetlaku 5,69/5,78 MPa. Možné provozní režimy uzlu prvního, druhého a třetího pojistného ventilu IPV 1,2,3 a jejich vlastnosti jsou přehledně znázorněny v Tab. 1. Použité první, druhý, třetí a čtvrtý uzavírací ventily UV1 až UV4 slouží jako záloha při poruše prvního, druhého, třetího a čtvrtého elektrického uzavíracího ventilu EV1 až EV4. Všechny uzavírací elektroventily však jsou vybaveny rovněž klikou pro možnost ručního ovládání pro změnu polohy OTEVŘÍT-ZAVŘÍT. Třetí řídicí přístroj ŘP3 pro řízení otevíracího přetlaku blízkého tlaku inspekční tlakové zkoušky je nutno barevně odlišit například červeným nástřikem.

-3CZ 3364 U

Tabulka 1

Pojistné ventily IPV 1 otevřen (tlak 5,69 MPa) Pojistné ventily IPV 2,3 otevřeny (tlak 5,78 MPa)

Provozní režimy uzlu pojistných ventilů IPV PG

Normální provoz bloku

Pojistné ventily IPV 1,2,3 uzavřeny - tlak v parovodu cca 4,4 MPa ventily

EV1/UV1-0TEVŘEN EV2/UV2-OTEVŘEN EV3/UV3-OTEVŘEN EV4/UV4-ZAVŘEN

Při uzavření přechod na pružiny

V případě zavření pojistné ventily IPV 1,2,3 otevírají

V případě zavření pojistné ventily IPV 1,2,3 otevírají Při otevření a dosažení tlaku 5,69 MPa se otevřou současně první i druhý a třetí pojistný ventil IPV 1,2,3

Abnormální provoz bloku (dosažení přetlaků 5,69/5,78 MPa)

EV1/UV1-0TEVŘEN Pří dosažení přetlaku 5,69 MPa dojde k otevření prvního EV2/UV2-OTEVŘEN pojistného ventilu IPV 1, roste-li dále tlak, pří 5,78 MPa a otevřou se druhý a třetí EV3/UV3-OTEVŘEN pojistný ventil IPV 2,3

EV4/UV4-ZAVŘEN

Havarijní provoz bloku (únik chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní primárního systému do sekundární strany parního generátoru)

Pojistné ventily IPV 1,2,3 uzavřeny - tlak v parovodu < 7,0 MPa

EV1/UV1-OTEVŘEN EV2/UV2-ZAVŘEN EV3/UV3-ZAVŘEN EV4/UV4-OTEVŘEN

Při dosažení přetlaku v parovodu 7,37 MPa dojde k otevření pojistných ventilů IPV 1,2,3, první a druhý řídicí přístroj RP 1,2 mají překročen nastavený otevírací přetlak v prvním a druhém řídicím přístrojí ŘP 1,2 je slyšet unikající vzduch

Poznámka:

Pokud již pojistné ventily IPV 1,2,3 v důsledku překročení tlaku 5,69 MPa, resp. 5,78 foukají otevřením čtvrtého uzavíracího ventilu UV4 a čtvrtého elektrického uzavíracího ventilu EV4 a uzavřením druhého uzavíracího ventilu UV2 a druhého elektrického uzavíracího ventilu EV2, uzavřením třetího uzavíracího ventilu UV3 uzavřením třetího elektrického uzavíracího ventilu EV3 se pojistné ventily IPV 1,2,3 uzavřou a přejdou na otevírací tlak 7,37 MPa.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení lze využít hlavně při řešení poruchových událostí spojených s únikem chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní primárního systému do sekundární strany parního generátoru.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   Zařízení na zvýšení otevíracího tlaku pojistných ventilů parního generátoru umožňující přechodné zvýšení otevíracího tlaku pojistných ventilů parních generátorů u jaderného bloku s reaktory WER 440 při úniku chladivá primárního systému přes tlakové rozhraní primárního systému do sekundární strany do parního generátoru se vyznačuje tím, že rozvod ovládacího vzduchu pojistných ventilů je doplněn o třetí řídicí přístroj (ŘP 3) s napojením výstupního zatěžovacího a zdvihového vzduchu přes čtvrtý uzavírací ventil (UV4), čtvrtý elektrický uzavírací ventil (EV4), na existující rozvod ovládacího vzduchu, který je ve větvi zatěžovacího vzduchu od prvního a druhého řídicího přístroje (ŘP 1, ŘP 2) doplněn druhým uzavíracím ventilem (UV2), druhým elektrickým uzavíracím ventilem (EV2), třetím uzavíracím ventilem (UV3) třetím elektrickým uzavíracím venitelm (EV3) a ze strany zdrojového vzduchu je stávající rozvod doplněn vzdušníkem (4) a osazen prvním uzavíracím ventilem (UV1), prvním elektrickým uzavíracím ventilem (EV1).