Описание установки шариковой очистки ТАПРОГГЕ для охлаждающих трубок

IV.1 Характеристика СШО Четыре СШО, установленные на четырех потоках конденсатора, работают как отдельные блоки независимо друг от друга. Останов вплоть до трех СШО не сказывается на удобстве и простоте обслуживания омтавшихся в работе установок.

Каждая единичная СШО соответствует следующим функциональным требованиям:

• · СШО способна выполнить процедуру очистки труб при нормальной эксплуатации АЭС даже в случаях ухудшения качества воды;
• · работа СШО программируется, программа работы выбирается на местной панели;
• · сигнализация СШО отражает все нарушения работоспособности СШО;
• · система способна противостоять и сохранять свою работоспособность в течение любых переходных процессов, возникающих на АЭС (пуск ЦН, останов ЦН, обесточение АЭС);
• · эксплуатационные режимы СШО:
  • — нормальный эксплуатационный режим (режим чистки);
  • — режим сбора резиновых шариков;
  • — режим промывки фильтрующей секции обратным током;
  • — режим пуска — останова системы;
• · фильтрующая секция изготовлена с минимальной потерей давления для всех различных эксплуатационных режимов;
• · дифференциальная система измерения давления контролирует перепад давления на фильтрующей секции для всех различных эксплуатационных режимов;
• · фильтрующая секция обеспечивает минимальную потерю резиновых шариков в течение нормального эксплуатационного режима и режима сбора шариков;
• · система шарикоочистки работает с разумно — допустимым минимальным расходом воды, рециркулирующей из выхода конденсатора на вход.

Очищающие шарики из губчатой резины загружаются в поток охлаждающей воды перед 1-м конденсатором. С потоком охлаждающей воды шарики последовательно проходят все 3 конденсатора. В выходном трубопроводе охлаждающей воды ситовая установка отделяет очищающие шарики от потока охлаждающей воды, при помощи насоса они проходят через шлюз для шариков и транспортируются обратно к устройству загрузки шариков. Время от времени, из-за особенно значительных известковых отложений, проводится очистка одного только 3-го конденсатора автоматическим переключением установки на «короткий» цикл.

IV.2 Очищающие шарики Очищающие шарики являются важнейшим элементом установки шариковой очистки охлаждающих трубок. Выбор типа шариков является решающим фактором для эффективности очистки конденсатора.

Их специфический вес, составляющий около 1 г/см2 гарантирует их беспроблемное передвижение вместе с потоком охлаждающей воды и хорошее распределение шариков внутри водяной камеры, а тем самым и равномерную, хорошую очистку всех имеющихся охлаждающих трубок.

Губчатые шарики предназначены не для очистки трубок, а для поддержания их в чистом состоянии.

Шарики с корундовым пояском применяются для очистки трубок от накипи как один из способов наряду с кислотной промывкой. При этом должен быть обеспечен контроль, способный исключить возможность «переочистки» трубок и разрушения на их внутренней поверхности оксидной пленки, так как это приводит к сокращению срока службы трубки.

При пуске в работу СШО на действующем конденсаторе даже при небольшом слое карбонатных отложений внутри трубок пористые шарики без корундового пояска интенсивно изнашиваются уже за первый час работы.

Износ пористых шариков из губчатой резины при движении по новой трубке составляет примерно 0,01 мм на 1 км пути. При циркуляции тех же шариков по трубке с шероховатой поверхностью он увеличивается приблизительно в 15 раз. Износ шариков зависит также от качества материала, из которого он изготовлен. При равной стойкости материалов шарики большей твердости и большего диаметра изнашиваются быстрее.

Под сроком службы шарика обычно понимают время его циркуляции по контуру, за которое его средний диаметр, т. е. полусумма минимального и максимального размеров, становится равным внутреннему диаметру трубки.

Диаметр и плотность шарикров выбирают такими, чтобы ПРШ не застревали в трубках конденсаторов и не уходили из контура циркуляции.

При правильном выборе типа очищающих шариков обеспечивается полное удаление органических и предотвращение минеральных отложений в трубках конденсаторов.

Во избежание быстрого износа шариков на новых турбинах СШО пускают в эксплуатацию одновременно с конденсатором, а на эксплуатируемых турбинах — сразу после замены конденсаторных трубок или после высококачественной очистки их от всех видов отложений.

IV.3 Ситовая установка типа Д 2.

Ситовая установка предназначена для улавливания шариков из потока охлаждающей воды и транспортировки их в линию рециркуляции, по которой они возвращаются в напорный циркуляционный водовод.

По ситам 6, которые имеют форму полуэллипсов, шарики направляются в патрубки вывода шариков N. Угол наклона сит устанавливается в зависимости от параметров потока охлаждающей воды в трубопроводе. Конструкция сит обеспечивает значительную степень жесткости ситовых поверхностей.

Специально разработанный завихритель 3, создает турбулентное завихрение, которое не дает загрязнениям скопиться на периферийных участках сит и направляет очищающие шарики к патрубку вывода шариков.

В конструкции предусмотрен инспекционный люк, который открывает доступ к внутренним узлам ситовой установки.

1 — обечайка; 2 — система измерения перепада давления; 3 — завихритель; 4,5 — подшипниковый узел сита; 6 — сита; 7 — привод; N — патрубки вывода шариков.

Расположенный снаружи подшипниковый узел сит 7, снабженный механическим приводом, позволяет устанавливать сита в одно из положений, необходимое в данный момент:

Положение А: «эксплуатация «.

Сита перекрывают корпус ситовой установки поперёк и отделяют циркулирующие шарики от потока охлаждающей воды.

Положение В: " промывка «

В этом положении через сита обратным ходом протекает охлаждающая вода, которая смывает накопившиеся на них загрязнения. В положении «промывка» циркуляции шариков не происходит.

Ситовая установка комплектуется сервоприводом с таймером контроля времени хода и выключателями по моменту затяжки, защищающими от перегрузки сита и сам привод.

В случае крайней необходимости сито можно привести в действие при помощи ручного колеса привода.

IV.4 Система измерения разности давлений Разность давления определяется дифманометром, контролирующим количество загрязнений, скопившихся на ситовой установке. При достижении стрелкой дифманометра заданных граничных значений происходит подача сигнала.

Предельное значение 1 — проверка измерительного трубопровода.

Для нормальной работы измерительных трубопроводов и манометра dp необходимо периодически промывать систему измерения разности давления. Если при промывке измерительного шлангопровода «минус «предельное значение 1 не достигается — это указывает на работоспособность системы измерения разности давлений.

Предельное значение 2 — улавливание шариков и промывка сит.

После улавливания шариков сита приводятся в положение промывки. Если разность давлений после окончания процесса промывки ниже, чем предельное значение 2, сита приводятся в положение улавливания, продолжается очистка трубок.

Предельное значение 3 — перегрузка сит.

При достижении данного значения автоматическое управление выполняет немедленную промывку сит для предотвращения повреждения ситовой установки. Часть циркулирующих шариков при этом теряется. Одновременно поступает сигнал и сообщение о нарушении работы.

Устройство возврата шариков.

1 — насос для возврата шариков; 2 — шлюз для загрузки и выгрузки шариков; 3,4 — входная и выходная арматура (D_у=80 мм); 5 — устройство для контроля циркуляции шариков типа БРМ-1; 6 — устройство для контроля избыточного размера шариков типа БОМ-1; 7 — рама насоса; 8 — интегрированный обратный клапан.

IV.5 Устройство циркуляции Для обеспечения циркуляции шариков могут применяться водоструйные эжекторы или насосы. Основное требование к ним — исключение разрушающего действия на пористые шарики. По сравнению с водоструйным эжектором насос обладает большими: надежностью, экономичностью и устойчивостью при работе на переменных режимах, не требует источника рабочей воды давлением 0,5…0,6 МПа, обеспечивает работу при меньшем расходе транспортирующей шарики воды (примерно в 2—3 раза), что позволяет применять в линии рециркуляции трубопроводы меньшего диаметра.

В системе шарикоочистки ТАПРОГГЕ применяется насосный агрегат KWPK-80.

Насос (А) отсасывает очищающие шарики из ситовой установки вместе с определенным количеством охлаждающей воды и транспортирует их к устройствам ввода шариков. Он преодолевает разность давлений между давлением воды в ситовой установке и давлением в устройстве ввода шариков. Речь идет о двухканальном центробежном насосе. На вал установлены радиальные шарикоподшипники большого диаметра, работающие в масляной ванне. Как уплотнение применяется набивной сальник. Рабочее колесо насоса специально сконструировано с целью обеспечения щадящей, не вызывающей износа транспортируемых очищающих шариков при условии хорошего КПД насоса.

Второй насос (В) той же конструкции обеспечивает необходимое увеличение расхода охлаждающей воды при работе установки в режиме короткого цикла.

IV.6 Шлюз для шариков (С — 40).

• 1 — верхняя часть корпуса; 2 — нижняя часть корпуса; 3 — привод; 4 — сито шлюза; 5 — обратный клапан; 6 — крышки люков; 7 — смотровое стекло;
• 8 — входной патрубок корпуса; 9 — выходной патрубок; 10 — фланец люка заполнения шариками;11 — фланец люка вывода шариков; 12 — воздушник;13 — дренаж

Шлюз для шариков состоит из шарообразного корпуса 1, 2. В нижней части корпуса 2 вмонтировано сито шлюза 4, которое приводится в движение приводом 3. Ввод и удаление очищающих шариков происходят через отверстия 10, 11, закрываемые специальными крышками 6. Входные и выходные патрубки 8, 9 снабжены запорной арматурой D_у 80, воздушник и дренаж 12, 13 — запорной арматурой D_у 25. Обратный клапан 5 предотвращает обратный ток очищающих шариков при отключении насоса возврата шариков.

Циркуляцию очищающих шариков можно контролировать через смотровое стекло в верхней части корпуса.

Сито шлюза 4 приводится в действие механическим приводом; оно может находиться в следующих положениях:

Эксплуатация (циркуляция шариков) Рис. А.

Очищающие шарики вместе с потоком воды прокачиваются насосом возврата шариков через входной патрубок 8 в шлюз для шариков и покидают шлюз через выходной патрубок 9.

Улавливание Рис. В.

Сито шлюза 4 закрывает выходной патрубок 9. Поток охлаждающей воды проходит через сито к выходному патрубку 9, а очищающие шарики собираются на сите.

Удаление Рис. С.

После улавливания шариков шлюз отключают по воде, открывают воздушник, дренируют. Затем открывают крышки люков 6 и удаляют шарики через люк вывода шариков11. Сито шлюза 4 при помощи ручного рычага привода 3 приводится в положение удаление.

В случае дефекта привода или при отключении напряжения можно привести шлюз в положения эксплуатация и улавливание посредством ручного рычага привода.

Для полной автоматизации установки очистки шлюз для шариков и трехходовой шаровой кран снабжены механическими приводами. Они также снабжены концевиками и выключателями по моменту затяжки.

IV.7 Трубопровод возврата шариков В системе возврата шариков очищающие шарики «возвращаются» из выходного трубопровода охлаждающей воды во входной трубопровод. Трубопровод возврата шариков проходит между ситовой установкой — насосом-шлюзом — устройством повторного ввода шариков.

Кроме этого, в систему возврата шариков входят следующие компоненты:

Распределитель: разделяет трубопровод ввода шариков на 2 трубопровода.

Устройство ввода шариков: с помощью которого очищающие шарики впрыскиваются в трубопровод охлаждающей воды. Для достижения равномерного распределения шариков сопла ввода шариков направлены навстречу потока охлаждающей воды.

IV.8 Блок управления Блок управления служит для управления, переключения и контроля установки шариковой очистки охлаждающих трубок и выполнен в форме программируемого блока. Все функции управления и контроля, которые необходимы для автоматической эксплуатации, обеспечивает программа.

Шкаф управления содержит все приборы, необходимые для управления и эксплуатации установки шариковой очистки, передачи команд управления между блочным щитом и шкафом управления, управления исполнительными механизмами. При помощи переключателя в шкафу управления предварительно задается режим эксплуатации: автоматический по месту, автоматический со щита или вручную. Все остальные функции эксплуатации выполняются посредством нажатия функциональных клавиш на панели обслуживания и индикации (панель управления).

Режим эксплуатации «Автоматический»:

Для данного режима предусмотрены следующие программы управления:

· Пуск процесса очистки:

Программа может быть запущена как со шкафа управления, так и с блочного щита управления. При пуске насоса возврата шариков охлаждающая вода начинает циркулировать по трубопроводу возврата шариков. Сита и шлюз находятся в положении «Эксплуатация».

· Окончание процесса очистки:

Программа может быть запущена как со шкафа управления, так и с блочного щита управления. Кроме того, эта программа запускается при поступлении аварийного сообщения «Дефект системы измерения разности давлений».

· Улавливание шариков / промывка сит:

Программа запускается, когда перепад давлений на сите достигает предельного значения 2, при этом каждые 60 секунд посредством блока временных функций происходит подача сигнала. В шлюзе для шариков улавливаются все очищающие шарики, прежде чем сита по прошествии предварительно заданного времени не перейдут в положение «Промывка». Сита промываются. Когда значение разности давлений станет меньше или равно предельного значения 2, то снова начинается циркуляция шариков: т. е. сита снова переходят в положение «эксплуатация», и шарики выпускаются из шлюза для шариков.

· Немедленная промывка сит:

Программа запускается, когда разность давлений достигает предельного значения 3. Подается сообщение об аварии. Сита немедленно приводятся в положение «Промывка», чтобы избежать повреждения ситовой установки. Хотя шлюз для шариков находится в положении улавливания, очищающие шарики, которые находились в этот момент в конденсаторе, утрачиваются. При выключении насоса возврата шариков заканчивается процесс очистки.

Режим эксплуатации «Вручную»:

Все операции выполняются обслуживающим персоналом при помощи функциональных клавиш.

Программа «Немедленная промывка сит» запускается в режиме эксплуатацию «Вручную» автоматически. Но при этом шлюз для шариков не приходит в положение «Улавливание», так как программа «Промывка сит» в режиме эксплуатации «Вручную» не запускается. Таким образом, все очищающие шарики утрачиваются.

Технические характеристики оборудования СШО.

IV.9 Описание фильтра дополнительной очистки ПР — БВ 800 «Тапрогге».

Основным элементом системы шарикоочистки является фильтр дополнительной очистки (ФДО) охлаждающей воды, который может работать независимо от СШО, образуя автономную систему очистки охлаждающей воды (СООВ), исключающую засорение водяных камер и трубных досок конденсатора. Как показала практика, надежную работу СШО можно обеспечить только при совместной работе с СООВ.

Эксплуатация поворотного самоотмывающегося фильтра допускается только при соблюдении следующих условий:

• — наличия автоматической отмывки, исключающей работу с увеличенным перепадом давления сверх допустимого значения с 0,8 до 12 кПа;
• — исключения возможности механического повреждения фильтра в результате возникновения в циркуляционной системе гидравлических ударов при пусках циркуляционных насосов и различных переключениях;
• — устранения вероятности попадания в ячейки фильтрующей поверхности выходящего за пределы секции крупномасштабного мусора (бревен, досок), вызывающего заклинивание фильтра при отмывке.

В последнее время придается большое значение устройствам предварительной очистки охлаждающей воды, установка которых экономически оправдывается как в сочетании с системой шариковой очистки, так и независимо от нее.

Фильтр ПР-БВ 800 является последовательно усовершенствованным фильтром в результате развития серии фильтров ПР-БВ, концепция которой разработана в соответствии с двумя принципами: «обратной промывкой сегментов фильтра» и «многокамерной фильтрацией» .

Одновременно в конструкции фильтра ПР-БВ 800 учтено основное направление в развитии новейшей технологии фильтров. При этом на первом плане стоит не способность накопления загрязнений, в отличие от более ранних модификаций фильтров, имевших большой объем, а способность быстро удалять сверхбольшие массы загрязнений.

В соответствии со своим технически развитым целевым назначением фильтр отличается более высокими показателями производительности при более низких инвестиционных и эксплуатационных расходах.

IV.10 Конструкция фильтра Компактная конструкция обеспечивает надежное функционирование фильтра. В зависимости от диаметра трубопровода фильтр имеет 8 или 10 камер (l). В каждой камере находятся перфорированные сегменты фильтра (2) с отверстиями диаметром от 6 до 9 мм.

1- фильтрующая камера; 2 — сегмент фильтра; 3 — ротор обратной промывки; 4 — привод ротора; 5 — опорный лист; 6 — уплотняющие элементы; 7 — трубопровод обратной промывки; 8 — арматура стоков; корпус фильтра; 10 — система измерения разности давления Со стороны входа воды в фильтр расположен ротор обратной промывки (З). Со стороны фильтрующей вставки ротор образует купол, который имеет размер одной фильтрующей камеры. Привод ротора (4) находится на чистой стороне фильтра. Сегменты ротора, подшипник ротора и привод ротора укреплены в опорных листах (5) .Со стороны ротора стальные листы, разделяющие камеры, снабжены гибкими уплотняющими элементами (6). Ротор соединяется с трубопроводом обратной промывки (7). В трубопровод обратной промывки вмонтирована арматура стоков (8). Система измерения разности давления (10) непрерывно контролирует степень загрязнения сегментов фильтра.

IV.10.1 Функционирование фильтра Фильтр ПР-БВ 800 непрерывно удаляет все частицы грязи из охлаждающей воды, которые в противном случае засорили бы находящиеся далее теплообменники и конденсаторы.

Сегменты фильтра (2) очищаются в пpoцecce обратной промывки посредством самой охлаждающей воды. Обратная промывка фильтра осуществляется периодически в зависимости от выпадающего количества загрязнений. Когда частицы грязи вместе с потоком попадают в сегменты фильтра, разность давления на сегментах фильтра поднимается до установленного исходя из условий эксплуатации значения. При достижении этого значения, через сигнал от таймера или при нажатии контактной кнопки, начинает осуществляться процесс обратной промывки в фильтре. Открывается арматура стоков и включается привод ротора.

Пониженное давление в трубопроводе на выходе охлаждающей воды из конденсатора является причиной возникновения встречного течения воды, вследствие этого происходит процесс обратной промывки одного сегмента фильтра за другим.

Как только одна из фильтрующих камер перекрывается куполом ротора, вода, прошедшая фильтр, смывает грязь через ротор в выходной трубопровод охлаждающей воды.

Возможности фильтра ПР-БВ 800:

• · устранение крупных количеств загрязнений через большие камеры при необходимом для очистки числе оборотов ротора;
• · надежное отведение внезапно выпадающих загрязнений;
• · большие и глубокие камеры, а также гибкие уплотняющие элементы предотвращают заклинивание ротора;
• · автоматическое изменение направления вращения ротора при возникновении препятствий в фильтрующей камере;
• · при экстремальном водном режиме и особенно высоких требованиях по готовности всего оборудования фильтры могут быть дополнительно оснащены комплексными и автоматически включающимися обводными клапанами;
• · полностью автоматическая эксплуатация;
• · незначительное техническое обслуживание;
• · использование зарекомендовавших себя надежных элементов конструкции;
• · узлы фильтра из коррозионностойких высококачественных сталей;
• · корпус фильтра с высокой степенью защиты от коррозии

Отрицательное влияние загрязнений на работу конденсатора и СШО.

• 1. Загрязнения, попадающие в конденсатор:
  • а) заклинивают очищающие шарики в трубках;
  • б) оседают внизу водяных камер и препятствуют прохождению охл. воды и очищающих шариков через нижние ряды трубок;

При этом (в случае, а и б) через трубки практически прекращается прохождение охл. воды и очищающих шариков, образуются застойные зоны, начинается интенсивный рост биологических отложений на внутренних поверхностях трубок, под которыми идет интенсивный процесс питтинговой коррозии, площадь теплообмена конденсатора уменьшается, увеличивается гидравлическое сопротивление конденсатора.

Шарики, задерживаемые загрязнениями у нижних рядов трубок и заклиненные в трубках, выбывают из процесса очистки.

Примерно 80% оглушённых трубок конденсатора блока N2 КАЭС находятся в пяти нижних рядах трубок.

• 2. При заклинивании загрязнений в трубках образуется локальная турбулентность и, как следствие, эрозионный износ. При попадании шарика в эту трубку происходит заклинивание.
• 3. Загрязнения также могут заклинивать шарики в калибровочной трубке системы ВОМ (контроль размера шариков). ВОМ будет выдавать аварию. Необходимо отключать СШО и разблокировать калибровочную трубку. На это время процесс очистки прекращается.
• 4. Прохождение крупных загрязнений через датчики BRM (контроль циркуляции шариков), вызывает погрешность прибора.
• 5. О достаточно большом количестве загрязнений можно также судить по частоте промывки сит по аварийной уставке системы dP (контроль перепада давления на сите). Сита промывались по аварийной уставке до одного раза в сутки, соответственно с некоторой потерей шариков, которые не успевали уловиться за время быстрого роста перепада от второй до третьей, аварийной уставки.
• 6. Наличие в водяных камерах конденсатора большого количества металлоконструкций создает возможность застревания шариков в узких местах этих металлоконструкций.

Все перечисленные выше факты значительно снижают эффективность работы СШО.