RU2696819C1 - Система химического контроля энергетической установки - Google Patents

Система химического контроля энергетической установки Download PDF

Info

Publication number
RU2696819C1
RU2696819C1 RU2018124836A RU2018124836A RU2696819C1 RU 2696819 C1 RU2696819 C1 RU 2696819C1 RU 2018124836 A RU2018124836 A RU 2018124836A RU 2018124836 A RU2018124836 A RU 2018124836A RU 2696819 C1 RU2696819 C1 RU 2696819C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
coolant
electrochemical
power plant
circuit
Prior art date
Application number
RU2018124836A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Георгиевич Крицкий
Николай Александрович Прохоров
Павел Семенович Стяжкин
Федор Владимирович Николаев
Original Assignee
Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект" filed Critical Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект"
Application granted granted Critical
Publication of RU2696819C1 publication Critical patent/RU2696819C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • G21D3/001—Computer implemented control
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
    • G21C17/022—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • G21D3/04—Safety arrangements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • G21D3/08—Regulation of any parameters in the plant
    • G21D3/10—Regulation of any parameters in the plant by a combination of a variable derived from neutron flux with other controlling variables, e.g. derived from temperature, cooling flow, pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам технологического контроля для обеспечения надежной работы оборудования энергетических установок с помощью средств регулирования водно-химических режимов технологических контуров. Система химического контроля энергетической установки, включающая по меньшей мере один датчик электрохимического показателя теплоносителя, электрически подключенный к блоку обработки и передачи данных измерений, выход которого соединен с центральной электронной вычислительной машиной, управляющей исполнительными устройствами для ввода водорода и химических реагентов, отличающаяся тем, что датчик электрохимического показателя теплоносителя выполнен проточным, гидравлическим входом подключен трубкой для отбора пробы к технологическому контуру энергетической установки, а гидравлический выход датчика электрохимического показателя теплоносителя гидравлически последовательно соединен с первым теплообменником и первым дросселирующим устройством, снабженным реверсным контуром подачи теплоносителя. Техническим результатом является увеличение срока службы электрохимических датчиков, при сохранении получения достоверных значений нормируемых и диагностических показателей водных сред технологических контуров. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам технологического контроля для обеспечения надежной работы оборудования энергетических установок с помощью средств регулирования водно-химических режимов технологических контуров.
Энергетические установки, в том числе и атомные станции (АЭС) с водоохлаждаемыми реакторами, относятся к объектам повышенной технической сложности. Учитывая, что источником энергии на этих объектах является управляемая ядерная реакция деления, безопасности и надежности эксплуатации таких энергетических установок уделяется повышенное внимание. Поддержание требуемого качества воды первого и второго контуров АЭС является одним из важнейших условий, обеспечивающих безопасную, надежную и экономичную эксплуатацию АЭС (НП-001-15 Общие положения обеспечения безопасности атомных станций https://www.seogan.ru/np-001-15). Системы химического контроля предназначены для получения оперативной информации о состоянии водно-химических режимов по результатам измерения нормируемых и диагностических показателей водных сред технологических контуров. Управление показателями качества водно-химических режимов осуществляют на основании данных систем химического контроля. Объем или состав измеряемых показателей качества должны обеспечивать получение достаточной информации для адекватных оценок текущего состояния водно-химических режимов технологических контуров и коррозии оборудования этих контуров. Сбор, обработка, архивация и отображение данных химического контроля должны быть обеспечены системным применением современных технических средств и программных продуктов. (СТО 1.1.1.03.004.0980-2014 «Водно-химический режим первого контура при вводе энергоблока атомной электростанции проекта АЭС-2006 в эксплуатацию. Нормы качества теплоносителя и средства их обеспечения». СТО 1.1.1.03.004.0979-2014 «Водно-химический режим второго контура при вводе энергоблока атомной электростанции проекта АЭС-2006 в эксплуатацию. Нормы качества рабочей среды и средства их обеспечения». http://www.snti.ru/snips_rd3.htm).
Известна система контроля и защиты трубопроводов от коррозии (см. патент RU 2200895; МПК F16L 58/00; опубл. 20.03.2003), включающая трубопровод, от двух до восьми независимых каналов управления, каждый из которых содержит датчик скорости коррозии, содержащий коррозионно-измерительный преобразователь и устройство сопряжения сигналов датчика, и исполнительное устройство для ввода ингибитора, содержащее дозатор и устройство сопряжения сигналов дозатора, отличающаяся тем, что в каждый канал системы введен микроконтроллер, соединенный с устройством управления, обработки и хранения информации - электронной вычислительной машиной (ЭВМ).
Недостатком известной системы является то, что она не обеспечивает для энергетических установок, например, первых и вторых контуров АЭС с ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) и PWR (реактор с водой под давлением), надежной эксплуатации на проектной мощности, в переходных режимах или при отмывках, пассивациях и в стояночных режимах. Система не учитывает существенных отличий параметров состояния сред заполнения и гидравлических характеристик технологических контуров даже в пределах одной энергетической установки по сравнению с любым трубопроводным трактом.
Известна система химического контроля теплоносителя водоохлаждаемого реактора (см. JP 2581833, МПК G01N 17/02, опубл. 12.02.1997), включающая установленный в теплоносителе датчик электрохимического потенциала, соединенный с потенциостатом, выход которого подключен к компьютеру, снабженному блоком памяти и монитором. Компьютер соединен с исполнительным устройством для ввода газа или химического реагента.
Недостатком известной системы является расположение датчиков в зоне активного парообразования, а также прямо в нейтронном поле. Как известно, многие материалы, том числе элементы изоляционных материалов и токоотводов датчиков, под действием нейтронов меняют свои физико-механические свойства. Срок надежной эксплуатации датчиков известной системы явно меньше в нейтронном поле по сравнению с длительностью работы аналогичного оборудования за его пределам, а замена датчиков возможна только в период остановов энергоблока для перегрузки топлива. Кроме того, в зоне активного парообразования измеряемые значения, прежде всего концентрации растворенных газов, будут сильно колебаться. Усреднение этих значений во времени приведет к занижению реального количества введенного водорода и иных реагентов из-за миграции растворенных газов в пузыри, захвата продуктами коррозии реагентов при концентрировании и последующем осаждении на теплопередающую поверхность топлива. Следовательно, управление дозированием водорода и других реагентов будет консервативно завышенным на величину неопределенности, связанной с разбросом показаний датчиков известной системы.
Известна система химического контроля энергетической установки, совпадающая с настоящим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятая за прототип (ЕР 0661538, МПК G01N 17/02, G21C 17/02, опубл. 05.07.1995). Система-прототип включает установленный в активной зоне реактора датчик электрохимического показателя теплоносителя, подключенный для расчета коррозионного потенциала к блоку обработки и передачи данных измерений, выход которого соединен с центральной ЭВМ, управляющей исполнительными устройствами для ввода водорода и химических реагентов. Система также может включать датчик растворенного кислорода, датчик перекиси водорода, датчик электрической проводимости и датчик рН.
Расположение датчика электрохимического показателя теплоносителя в активной зоне реактора сводит к минимуму время транспортного запаздывания (период времени между моментами выхода пробы из точки отбора и достижения пробой датчика). Недостатком известной системы является то, что в условиях мощного радиационного поля активной зоны длительность эксплуатации датчиков и элементов системы меньше по сравнению с длительностью работы аналогичного оборудования за его пределами, а замена датчиков и элементов системы возможна только в период остановов энергоблока для перегрузки топлива. Заменять приходится все элементы системы из-за высокой наведенной активности, включая и электроды датчика поляризационного сопротивления. При этом регулярное обновление состояния поверхности датчиков при их смене снижает достоверность прогнозных оценок коррозионного износа, так как общая коррозия при неизменности коррозионных свойств среды снижается во времени по параболе. При колебаниях качества водно-химического режима функция отклика замененных электродов, поверхностная оксидная пленка которых значительно отличается от пленок, образовавшихся на поверхностях оборудования контура за длительный срок, будет менее достоверной для обоснования выбора количественных характеристик использования средств оптимизации параметров теплоносителя.
Задачей настоящего технического решения является разработка такой системы химического контроля энергетической установки, которая бы имела более длительный срок службы датчиков при сохранении получения достоверных значений нормируемых и диагностических показателей водных сред технологических контуров на мощности, в переходных режимах или при отмывках, пассивациях и в стояночных режимах.
Поставленная задача решается тем, что система химического контроля энергетической установки включает по меньшей мере один датчик электрохимического показателя теплоносителя, электрически подключенный к блоку обработки и передачи данных измерений, выход которого соединен с центральной электронной вычислительной машиной, управляющей исполнительными устройствами для ввода водорода и химических реагентов. Датчик электрохимического показателя теплоносителя выполнен проточным, гидравлическим входом подключен трубкой для отбора пробы к технологическому контуру энергетической установки, а гидравлический выход датчика электрохимического показателя теплоносителя гидравлически последовательно соединен с первым теплообменником и первым дросселирующим устройством, снабженным реверсным контуром подачи теплоносителя.
Вынос датчика электрохимического показателя теплоносителя из мощного радиационного поля активной зоны реактора обеспечивает более длительный срок службы датчика. При этом сброс прошедшей через датчик пробы теплоносителя в линию дренажа происходит через первый теплообменник для снижения температуры теплоносителя и дросселирующего устройства для снижения давления и расхода. Для того чтобы исключить снижение расхода пробы теплоносителя, и тем самым увеличения времени транспортного запаздывания, из-за постепенного забивания дросселирующего устройства продуктами коррозии железа, приводящего к уменьшению диаметра проходного отверстия дросселирующего устройства, дросселирующее устройство снабжено реверсным контуром подачи теплоносителя, обеспечивающим поддержание постоянного расхода пробы через датчик электрохимического показателя теплоносителя. Реверсный контур особенно важен при работе реактора в переходных режимах (пуск, останов), при изменении мощности энергоблока, включая аварийные отключения. Изменения мощности реактора/котлового агрегата или переключения насосов сопровождаются увеличением в теплоносителе взвешенных нерастворимых частиц продуктов коррозии, образующих в стационарных условиях поверхностные отложения, рыхлые и слабо сцепленные с плотными защитными оксидными пленками. Реверсный контур в этих случаях обеспечивает поддержание постоянного расхода пробы через электрохимические датчики, что обеспечивает получение достоверных значений нормируемых и диагностических показателей водных сред технологических контуров.
Датчик электрохимического показателя теплоносителя может быть выполнен в виде проточного датчика поляризационного сопротивления.
Датчик электрохимического показателя теплоносителя может быть выполнен в виде проточного датчика электрохимического потенциала
Датчик электрохимического показателя теплоносителя может быть установлен в первом технологическом контуре энергетической установки.
Датчик электрохимического показателя рабочей теплоносителя может быть установлен во втором технологическом контуре энергетической установки.
Система химического контроля энергетической установки может включать датчик растворенного кислорода и/или датчик растворенного водорода и/или датчик электрической проводимости и/или датчик рН, установленные между вторым теплообменником, гидравлически подсоединенным к технологическому контуру энергетической установки, и вторым дросселирующим устройством, или установленные после второго дросселирующего устройства.
Датчики электрохимических показателей теплоносителя настоящей системы химического контроля энергетической установки могут быть установлены в технологических контурах различных энергетических установок: циркуляционных контурах кипящих реакторов типа BWR (кипящий водный реактор) и РБМК (реактор большой мощности канальный), в первых и вторых контурах АЭС с PWR и ВВЭР, в контурах тепловых станций. Но в качестве примера ниже рассмотрена система химического контроля энергетической установки первого контура легководного реактора с водой под давлением.
Настоящая система химического контроля энергетической установки поясняется чертежом, где:
на фиг. 1 приведена принципиальная гидравлическая схема первого контура легководного реактора с водой под давлением с системой химического контроля энергетической установки;
на фиг. 2 приведена принципиальная электрическая схема системы химического контроля энергетической установки;
на фиг. 3 показана принципиальная схема дросселирующего устройства, снабженного реверсным контуром подачи теплоносителя.
Первый контур энергетической установки с системой химического контроля (см. фиг. 1) состоит из корпуса 1 реактора с компенсатором 2 давления, оборудования циркуляционного первого контура, включающего трубопровод 3 подачи в парогенератор 4 нагретого теплоносителя и возврата его через трубопровод 5, главный циркуляционный насос 6 обратно через трубопровод 7 в корпус 1 реактора. Система управления и поддержания качества водно-химического режима первого контура включает выходной трубопровод 8 и входной трубопровод 9, соединяющие корпус 1 реактора с оборудованием системы продувки и подпитки, состоящей из регенеративного теплообменника 10, системы очистки теплоносителя на ионообменных фильтрах 11 и подпиточного насоса 12. Корпус 1 реактора гидравлически подключен трубкой 13 для отбора пробы к блоку 14 проточных датчиков электрохимических показателей теплоносителя, содержащий, например, проточный датчик (Д1) 15 поляризационного сопротивления и проточный датчик (Д2) 16 электрохимического потенциала, которые гидравлически последовательно соединены с первым теплообменником 17 и первым дросселирующим устройством 18, снабженным реверсным контуром 19 подачи теплоносителя. Д1 15 и Д2 16 могут быть подключены последовательно (как показано на фиг. 1) или параллельно, в зависимости от их конструкции и условий эксплуатации. Первое дросселирующее устройство 18, например, может быть выполнено в виде корпуса с входным и выходным патрубками, внутри которого установлен блок дроссельных шайб (на чертеже не показаны). Гидравлический выход первого дросселирующего устройства 18 соединен с первой линией 20 дренажа. Д1 15 и Д2 16 блока 14 (см. фиг. 2) электрически подключены к входам первого блока (БОУ1) 21 обработки и передачи данных измерений, выход которого соединен с центральной электронной вычислительной машиной (ЦЭВМ) 22, управляющей исполнительным устройством (ИУ1) 23 для ввода водорода и исполнительным устройством (ИУ2) 24 для ввода химических реагентов. ЦЭВМ 22 снабжена монитором 25 для визуального контроля оператором данных измерений и принятия им управленческих решений при эксплуатации энергоблока. Д1 15 и Д2 16, первый теплообменник 17, первое дросселирующее устройство 18 с реверсным контуром 19 и БОУ1 21 размещают в пределах герметичного контура реактора, и они недоступны для обслуживания при работе на мощности. Система химического контроля энергетической установки может включать (см. фиг. 1), например, датчик (Д3) 26 растворенного кислорода, датчик (Д4) 27 растворенного водорода, датчик (Д5) 28 электрической проводимости и датчик (Д6) 29 рН, которые могут быть установлены между вторым теплообменником 30 и вторым дросселирующим устройством 31, по конструкции аналогичном первому дросселирующему устройству 18 (см. фиг. 1), или могут быть установлены после второго дросселирующего устройства 31. Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29 могут быть подключены параллельно (как показано на фиг.1) или могут быть подключены последовательно, в зависимости от их конструкции и условий эксплуатации. Вход второго теплообменника 30 гидравлически может быть соединен с корпусом 1 реактора посредством отвода от трубки 13 (одна точка входа) или посредством трубки 32 для отбора пробы (две точки входа, как показано на фиг. 1). Для проб теплоносителя, прошедших через Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29, предназначена вторая линия 33 дренажа. Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29 электрически подключены (см. фиг. 2) ко второму блоку (БОУ2) 34 обработки и передачи данных измерений, выход БОУ2 34 соединен с ЦЭВМ 22. Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29 располагают за пределами герметичного контура реактора, и они доступны для обслуживания при работе на мощности. Охлаждение пробы во втором теплообменнике 30 создает приемлемые условия эксплуатации низкотемпературных Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29, и, в сочетании с действием второго дросселирующего устройства 31 по снижению давления и стабилизации расхода движущейся среды пробы, обеспечивают допустимые, по техническим требованиям, сброса отработанной пробы во вторую линию 33 дренажа. На фиг. 3 показано первое дросселирующее устройство 18 с более детальным изображением реверсного контура 19 подачи теплоносителя. Реверсный контур 19 содержит трубки 35, 36 для реверсной подачи проб теплоносителя и вентили 37, 38, 39, 40, обеспечивающие реверс потока пробы через первое дросселирующее устройство 18. При прямом направлении движения потока пробы через первое дросселирующее устройство 18 в сторону первой линии 20 дренажа (фиг. 1 и 2) вентили 37 и 38 открыты, а вентили 39 и 40 закрыты. Обратное движение потока пробы через первое дросселирующее устройство 17 при его промывке происходит, если вентили 37 и 38 закрыты, а вентили 39 и 40 открыты.
Настоящая система химического контроля энергетической установки работает следующим образом. Теплоноситель первого контура поступает в автоматическом режиме из штатных точек отбора проб через трубку 13 в блок 14 проточных датчиков электрохимических показателей теплоносителя, содержащий, например, Д1 15 поляризационного сопротивления и Д2 16 электрохимического потенциала, затем поток пробы проходит первый теплообменник 17 и первое дросселирующее устройство 18, снабженное реверсным контуром 19 подачи теплоносителя для промывки дросселирующего устройства 18. Первый теплообменник 17 и первое дросселирующее устройство 18 обеспечивают оптимальные значения температуры, давления и расхода потока пробы в линию 20 дренажа. Сигналы Д1 15 и Д2 16 поступают в БОУ1 21 обработки и передачи данных измерений и далее в ЦЭВМ 22. Параллельно рабочая среда через трубку 32 (в одном варианте подсоединения к технологическому контуру) или через трубку 13 (в другом варианте подсоединения к технологическому контуру) поступает во второй теплообменник 30 и при комнатной температуре проходит в Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29, производящие измерения нормируемых и диагностических показателей качества среды технологического контура. Затем поток пробы проходит второе дросселирующее устройство 31 и поступает в линию 33 дренажа. Сигналы Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29 поступают в БОУ2 34 и далее в ЦЭВМ 22. В ЦЭВМ 22 используют обработанные результаты измерений Д1 15, Д2 16, Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29 при обосновании управленческих решений в ходе эксплуатации энергоблока. Периодически проводят промывку внутренних поверхностей первого дросселирующего устройства 18 от слабо сцепленных с поверхностью продуктов коррозии железа путем изменении направления потока пробы с помощью вентелей 37, 38, 39, 40 реверсного контура 19. Смена направления потока пробы через первое дросселирующее устройство 18 целесообразно осуществлять при снижении в два раза расхода пробы по сравнению с первоначальным значением в стационарном режиме и, превентивно, по окончании каждого этапа протекания переходных режимов. Периодическая промывка первого дросселирующего устройства 18 позволяет сохранять постоянным время транспортного запаздывания и стабильность поступления пробы к чувствительным элементам Д1 15, Д2 16, Д3 26, Д4 27, Д5 28 и Д6 29, что обеспечивает получение достоверных значений нормируемых и диагностических показателей водных сред технологического контура на мощности, в переходных режимах или при отмывках, пассивациях и в стояночных режимах. Выбор значений нормируемых и диагностических показателей качества водно-химического режима технологического контура по критерию минимальной коррозионной агрессивности среды заполнения и поддержание значений показателей в определенных границах являются условием безопасной эксплуатации энергоблока. При отклонениях значений показателей за пределы установленных границ производят в течение регламентированного времени действия по устранению нарушений. При невозможности устранить причины отклонения значений измеренных показателей технологического контура в течение регламентированного времени принимают решение о приостановке или прекращении дальнейших работ на энергоблоке (СТО 1.1.1.03.004.0980-2014 «Водно-химический режим первого контура при вводе энергоблока атомной электростанции проекта АЭС-2006 в эксплуатацию. Нормы качества теплоносителя и средства их обеспечения». СТО 1.1.1.03.004.0979-2014 «Водно-химический режим второго контура при вводе энергоблока атомной электростанции проекта АЭС-2006 в эксплуатацию. Нормы качества рабочей среды и средства их обеспечения», http://www.snti.ru/snips_rd3.htm).
Ниже приведен конкретный пример, показывающий эффективность использования настоящей системы химического контроля энергетической установки, включающей датчики электрохимических показателей теплоносителя технологических контуров энергетической установки и образующие комплекс с теплообменниками и дросселирующими устройствами с реверсным контуром подачи теплоносителя, приведен ниже.
Пример. Опытный образец комплекса коррозионного мониторинга был смонтирован на одном из энергоблоков с РБМК-1000. Энергоблок с РБМК-1000 представляет собой одноконтурную энергетическую установку кипящего типа. Теплоноситель - легкая вода (H2O) движется по контуру многократной принудительной циркуляции (КМПЦ), объединяющему канальный реактор, турбину и главный циркуляционный насос. Принципиальная схема КМПЦ схожа с циркуляционным контуром, изображенным на фиг. 1 (позиции 1, 4, 6). Организация отбора проб в автоматизированном режиме и подвод ее к системе химического контроля энергетической установки также аналогичен (см. фиг. 1, позиции 13, 16-20). Первый вариант комплектации опытного образца системы химического контроля состоял из ячейки с электродами датчика электрохимического потенциала, теплообменника-холодильника, дросселирующего устройства в виде блока дроссельных шайб. Блок дроссельных шайб был рассчитан на обеспечение снижения давления с 8 до 0,15 МПа и поддержание расхода пробы теплоносителя около 20 дм3/ч. Измерения электрохимического потенциала осуществляли с помощью типового измерительного преобразователя и отвода сигналов 4-20 мА к системе регистрации на ленте типового самописца. Качество водно-химического режима соответствовало нормативному документу (СТО 1.1.1.02.013.0715-2009 «Водно-химический режим основного технологического контура и вспомогательных систем атомных электростанций с реакторами РБМК-1000». http://www.snti.ru/snips_rd3.htm). Показатели качества изменялись при работе на мощности в следующих пределах: концентрация кислорода - от 25 до 40 мкг/кг; концентрация водорода - от 0 до 2 мкг/кг; концентрация продуктов коррозии железа - от 7 до 10 мкг/кг; удельная электрическая проводимость - от 0,08 до 0,27 мкСм/см. В ходе проведения первого этапа испытаний в условиях работы энергоблока на номинальной мощности было отмечено снижение расхода пробы. Проток пробы теплоносителя через комплекс снизился через 200 часов вдвое (до 10 дм3/ч), а через 800 часов до 3 дм3/ч, что соответствует увеличению времени транспортного запаздывания в шесть раз, до ~ 5 минут, при длине трубки для отбора пробы, равной 10 метрам от точки отбора пробы до датчика. Увеличение времени транспортного запаздывания оказывает негативное влияние на достоверность значений нормируемых и диагностических показателей водных сред технологического контура. Расход пробы теплоносителя величиной (17-19) дм3/ч был восстановлен в результате проведения следующих процедур: отключение комплекса от КМПЦ, извлечение из комплекса блока дроссельных шайб, удаление механическим способом отложений продуктов коррозии железа с внутренних поверхностей дроссельных шайб, сборка блока дроссельных шайб, установка блока дроссельных шайб в гидравлический тракт комплекса и ввод его в работу. Периодический контроль расхода пробы показал, что постепенное снижение расхода происходит практически с тем же темпом, как и в начале испытаний. Аналогичное образование отложений продуктов коррозии железа в форме магнетита было зафиксировано в регулирующем клапане подачи питательной воды в котел барабанного типа парогазовой установки на одной из тепловых электрических централей. Очистка клапана от отложений требовалась не реже одного раза в месяц. Для устранения этих недостатков была произведена модернизация гидравлического тракта комплекса, заключавшаяся в организации реверсного контура подачи теплоносителя в дросселирующее устройство, аналогичное изображенному на фиг. 3. Модернизированный комплекс с дросселирующим устройством, снабженным реверсным контуром подачи теплоносителя, позволил провести длительные испытания (не менее 5000 часов) при номинальной мощности энергоблока, в периоды пуска (от 48 до 144 часов) и останова (от 48 до 100 часов). Показатели качества изменялись в периоды пуска и останова в следующих пределах: концентрация кислорода - от 25 до 140 мкг/кг; концентрация водорода - от 0 до 4 мкг/кг; концентрация продуктов коррозии железа - от 20 до 100 мкг/кг; удельная электрическая проводимость - от 0,28 до 0,77 мкСм/см. Своевременное переключение направления потока теплоносителя через дросселирующее устройство позволило поддерживать расход в приемлемых для достоверности результатов измерений пределах от 15 до 18 дм3/ч.

Claims (6)

1. Система химического контроля энергетической установки, включающая по меньшей мере один датчик электрохимического показателя теплоносителя, электрически подключенный к блоку обработки и передачи данных измерений, выход которого соединен с центральной электронной вычислительной машиной, управляющей исполнительными устройствами для ввода водорода и химических реагентов, отличающаяся тем, что датчик электрохимического показателя теплоносителя выполнен проточным, гидравлическим входом подключен трубкой для отбора пробы к технологическому контуру энергетической установки, а гидравлический выход датчика электрохимического показателя теплоносителя гидравлически последовательно соединен с первым теплообменником и первым дросселирующим устройством, снабженным реверсным контуром подачи теплоносителя.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчик электрохимического показателя теплоносителя установлен в первом технологическом контуре энергетической установки.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчик электрохимического показателя теплоносителя установлен во втором технологическом контуре энергетической установки.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчик электрохимических показателей теплоносителя выполнен в виде проточного датчика поляризационного сопротивления.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчик электрохимических показателей теплоносителя выполнен в виде проточного датчика электрохимического потенциала.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что включает датчик растворенного кислорода и/или датчик растворенного водорода, и/или датчик электрической проводимости, и/или датчик рН, установленные между вторым теплообменником и вторым дросселирующим устройством или после дросселирующего устройства, при этом второй теплообменник гидравлически соединен с технологическим контуром, а упомянутые датчики электрически подключены ко второму блоку обработки и передачи данных измерений, выход которого соединен с центральной электронной вычислительной машиной.
RU2018124836A 2017-06-30 2017-06-30 Система химического контроля энергетической установки RU2696819C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000473 WO2019004856A1 (ru) 2017-06-30 2017-06-30 Система химического контроля энергетической установки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696819C1 true RU2696819C1 (ru) 2019-08-06

Family

ID=63364135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018124836A RU2696819C1 (ru) 2017-06-30 2017-06-30 Система химического контроля энергетической установки

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11289223B2 (ru)
EP (1) EP3648112B1 (ru)
JP (1) JP6802857B2 (ru)
KR (1) KR20200024065A (ru)
CN (1) CN109429524B (ru)
AR (1) AR113233A1 (ru)
CA (1) CA3019058C (ru)
EA (1) EA039710B1 (ru)
HU (1) HUE058934T2 (ru)
JO (1) JOP20180065A1 (ru)
RU (1) RU2696819C1 (ru)
WO (1) WO2019004856A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761441C1 (ru) * 2020-12-30 2021-12-08 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Система фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы аварийного охлаждения активной зоны

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3732693A2 (en) 2017-12-29 2020-11-04 NuScale Power, LLC Controlling a nuclear reaction
CN111551482B (zh) * 2020-05-15 2022-03-25 中国核动力研究设计院 高温高压一、二回路联动运行的综合动水腐蚀试验装置
RU2759318C1 (ru) * 2021-03-11 2021-11-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Способ контроля содержания радионуклидов йода в теплоносителе водо-водяных ядерных энергетических установок
CN113393950B (zh) * 2021-04-21 2022-08-19 华能山东石岛湾核电有限公司 一种核电厂辅助电锅炉功率调节方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417571B1 (en) * 1989-09-11 1995-05-24 Hitachi, Ltd. System and electrode for "in situ" monitoring the quality of high temperature water in power plants
EP0661538A2 (en) * 1993-12-20 1995-07-05 Hitachi, Ltd. Method for measuring a corrosion potential, method of simulating potential characteristics of a reaction rate, and plant monitoring system adopting system
RU2120143C1 (ru) * 1998-03-26 1998-10-10 Анискин Юрий Николаевич Способ организации водно-химического режима
RU2326372C1 (ru) * 2006-11-16 2008-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Способ определения массовой концентрации кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956063A (en) * 1971-05-28 1976-05-11 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Emergency core cooling system for a fast reactor
US4138320A (en) * 1978-06-29 1979-02-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fluidic self-actuating control assembly
US4978506A (en) * 1988-05-18 1990-12-18 Westinghouse Electric Corp. Corrosion product monitoring method and system
JP2523900B2 (ja) * 1989-11-01 1996-08-14 株式会社日立製作所 センサ―、原子炉、原子炉の制御方法、及びセンサ―の製造方法
JPH0592798A (ja) * 1991-10-03 1993-04-16 Taisei Corp 浮遊体の水平移動抑止方法
US5323429A (en) * 1993-01-15 1994-06-21 Westinghouse Electric Corporation Electrochemical monitoring of vessel penetrations
US7111458B2 (en) * 2003-07-11 2006-09-26 Sauer-Danfoss Inc. Electrical loop flushing system
US7622030B2 (en) * 2004-03-26 2009-11-24 Baker Hughes Incorporated General and localized corrosion rate measurements
US7713405B2 (en) * 2004-03-26 2010-05-11 Baker Hughes Incorporated Quantitative transient analysis of localized corrosion
US9330796B2 (en) * 2007-11-15 2016-05-03 Nuscale Power, Llc Stable startup system for a nuclear reactor
US8133383B2 (en) * 2008-01-23 2012-03-13 Baker Hughes Incorporated Localized corrosion monitoring device for limited conductivity fluids
US8999072B2 (en) * 2008-12-03 2015-04-07 Westinghouse Electric Company Llc Chemical cleaning method and system with steam injection
CN101477843B (zh) * 2008-12-30 2011-04-20 中国科学院金属研究所 高温高压水循环系统
CN103108677B (zh) * 2010-10-15 2016-08-31 阿万泰克公司 浓缩物处理系统
GB2490117B (en) * 2011-04-18 2014-04-09 Schlumberger Holdings Electrochemical pH sensor
US8797021B2 (en) * 2011-02-14 2014-08-05 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Electrochemical corrosion potential probe assembly
US9689856B2 (en) * 2015-04-10 2017-06-27 Electric Power Research Institute Non-destructive methods for noble metal loading analysis on material surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417571B1 (en) * 1989-09-11 1995-05-24 Hitachi, Ltd. System and electrode for "in situ" monitoring the quality of high temperature water in power plants
JP2581833B2 (ja) * 1989-09-11 1997-02-12 株式会社日立製作所 プラントの運転状態監視システム
EP0661538A2 (en) * 1993-12-20 1995-07-05 Hitachi, Ltd. Method for measuring a corrosion potential, method of simulating potential characteristics of a reaction rate, and plant monitoring system adopting system
RU2120143C1 (ru) * 1998-03-26 1998-10-10 Анискин Юрий Николаевич Способ организации водно-химического режима
RU2326372C1 (ru) * 2006-11-16 2008-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Способ определения массовой концентрации кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761441C1 (ru) * 2020-12-30 2021-12-08 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Система фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы аварийного охлаждения активной зоны

Also Published As

Publication number Publication date
HUE058934T2 (hu) 2022-09-28
EA201992879A1 (ru) 2020-04-21
US11289223B2 (en) 2022-03-29
CN109429524B (zh) 2022-10-14
KR20200024065A (ko) 2020-03-06
US20200381132A1 (en) 2020-12-03
EA039710B1 (ru) 2022-03-03
JP2020514675A (ja) 2020-05-21
CA3019058A1 (en) 2018-12-30
EP3648112B1 (en) 2022-02-16
EP3648112A1 (en) 2020-05-06
CN109429524A (zh) 2019-03-05
CA3019058C (en) 2021-11-09
JOP20180065A1 (ar) 2019-01-30
WO2019004856A1 (ru) 2019-01-03
AR113233A1 (es) 2020-02-19
JP6802857B2 (ja) 2020-12-23
BR112018069995A2 (pt) 2020-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2696819C1 (ru) Система химического контроля энергетической установки
RU2596159C2 (ru) Способ диагностики теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора и диагностическая система для осуществления способа
US9001957B2 (en) Chemistry probe assemblies and methods of using the same in nuclear reactors
EP1794760B1 (en) Device and method for the determination of the electrochemical corrosion potential
Tapping Corrosion issues in pressurized heavy water reactor (PHWR/CANDU®) systems
Ruzickova et al. Supercritical water loop design for corrosion and water chemistry tests under irradiation
BR112018069995B1 (pt) Sistema de controle químico de instalação energética
JP3485994B2 (ja) 原子炉水試料採取設備
CN112466491B (zh) 一种用于压水堆一回路冷却剂中溶解氢含量的在线测定系统及方法
RU2486613C1 (ru) Способ управления скоростью коррозии контура теплоносителя ядерного уран-графитового реактора
Lish et al. Development of I2S-LWR instrumentation systems
Turner et al. Improving chemistry performance in CANDU plants
Osterhout Operation of the water-to-sodium leak detection system at the experimental breeder reactor II
CN116189940A (zh) 一种压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验装置及方法
JP2024012771A (ja) 原子力プラントの信頼性改善方法
Kremser et al. Some aspects of sodium technology issued from the operating experience of Rapsodie and Phenix
Wu et al. Commissioning experience feedback on CEFR diffuse type hydrogen meter modification
Lewis et al. Canadian operating experience with heavy water power reactors
Kysela et al. Research loops for the water chemistry, corrosion and crud depositing after DECO
Guidez et al. The Chemistry
Guzonas et al. Strategies for corrosion monitoring and control in a CANDU®-SCWR
CN118155887A (zh) 注锌控制方法、装置、注锌系统和计算机设备
CN118136292A (zh) 一种核动力装置直流蒸汽发生器的实验装置
Di Piazza et al. HELENA: A Heavy Liquid Metal Multi-Purpose Loop for Thermal-Hydraulics, Corrosion and Component Test
Choi et al. Review on ROP update methodology for CANDU-6 Plant