Что такое барботер на аэс
Петрозаводскмаш отгрузил оборудование для строящейся в Индии атомной электростанции
Компания «АЭМ-технологии» (входит в машиностроительный дивизион Росатома — Атомэнергомаш) отгрузила барботёры, предназначенные для третьего и четвёртого энергоблоков АЭС «Куданкулам» (Индия). Изделия были изготовлены в Петрозаводском филиале компании.
Барботёр — один из важных элементов компенсации давления реакторной установки АЭС. Он предназначен для конденсации пара, поступающего из компенсатора давления в режимах разогрева первого контура реактора. Бак-барботёр представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд длиной около 8 м, диаметром 2,5 м, высотой 4 м, массой 15 тонн.
На всех стадиях изготовления барботёры подвергались тщательному контролю. План качества на изделие насчитывает 231 контрольную точку. Ключевая контрольная операция перед сдачей заказчику — гидравлические испытания, во время которых барботёры заполняли водой и выдерживали в течение 10 минут под давлением 11 атмосфер. Оборудование успешно выдержало все проверки и было принято представителем индийской стороны.
После упаковки барботёры погрузили на автомобили и отправили из Петрозаводска в Санкт-Петербург. Далее из порта Санкт-Петербурга оно будет доставлено морским путём в индийский штат Тамилнад.
АЭС «Куданкулам» — атомная электростанция с энергоблоками ВВЭР-1000, расположенная на юге Индии, в штате Тамилнад. Первый энергоблок АЭС «Куданкулам» с февраля 2016 года устойчиво работает на проектном уровне мощности в 1000 МВт. Второй энергоблок включён в национальную энергосеть Индии 29 августа 2016 г. Генеральное рамочное соглашение с Росатомом о строительстве третьего и четвёртого блоков подписано весной 2014 года.
Вспомогательные системы реакторной установки
Компенсация осуществляется паровой подушкой, которая создается за счет нагрева воды в компенсаторе блоками электронагревателей, расположенных в нижней части корпуса. Каждый блок выполнен в виде пучка из девяти трубчатых электронагревателей. Мощность каждого блока 90 кВт. Два блока служат для регулировки давления, два являются резервными, а 24 блока используются для повышения давления в первом контуре в режимах разогрева. Общая мощность электронагревателей 2520 кВт.
При повышении температуры воды в первом контуре объем ее увеличивается и уровень в компенсаторе объема повышается. Вызванные этим сжатие паровой подушки и повышение давления регистрируются датчиком, который вырабатывает сигнал на отключение части электроподогревателей, а при дальнейшем росте давления — на открытие клапанов впрыска теплоносителя из «холодных» ниток циркуляционных петель.
Компенсатор объема (один на реакторную установку) подсоединен к неотключаемой части (между реактором и главной запорной задвижкой) «горячей» нитки трубопровода одной из циркуляционных петель (рис. 1.11). Благодаря этому компенсатор выполняет свои функции независимо от числа работающих петель.
Вода первого контура требует непрерывной байпасной очистки от вредных примесей, образующихся как в самом контуре (продукты коррозии конструкционных материалов, осколки деления ядерного топлива, продукты их распада и т. п.), так и поступающих в теплоноситель с добавками концентрированных растворов борной кислоты, используемой в качестве химического поглотителя нейтронов. Система очистки воды первого контура должна также выполнять функции регулятора нормируемых показателей качества воды, таких, как показатель концентрации водородных ионов рН, концентрация борной кислоты и калий-аммиачных щелочных добавок — ингибиторов коррозии.
Система байпасной очистки реакторной воды ВВЭР-1000 (рис. 1.12) рассчитана на отбор до 100 т/ч продувочной воды из неотключаемой части главного циркуляционного трубопровода I18i. После охлаждения и дросселирования давления до 2 МПа вода поступает на две параллельные группы ионообменных фильтров. Каждая группа содержит три фильтра диаметром по 1 м суммарной производительностью 50 т/ч. Замыкающие механические фильтры выполняют роль фильтров-ловушек для улавливания мелких фракций ионообменных смол в случае их выноса из основных фильтров. На фильтрах давление дросселируется до 1 —1,2 МПа, и вода поступает в деаэратор подпитки, куда дозировочными насосами подается концентрированный раствор борной кислоты, обессоленная подпиточная вода, а также корректирующие добавки аммиака и едкого калия, обеспечивающие нормируемые показатели качества воды первого контура. В деаэратор подпитки подаются также организованные протечки ГЦН. Из деаэратора подпиточные насосы высокого давления подают очищенную воду через регенеративный теплообменник в «холодную» нитку циркуляционной петли. Часть очищенной воды без подогрева подается на запирание уплотнений ГЦН.
Регулирование мощности реактора осуществляется двумя независимыми системами: механической (поглощающие стержни СУЗ) и химической (борное регулирование).
Борное регулирование производится путем изменения концентрации борной кислоты H3ВO3 и предназначено: 1) для компенсации медленного уменьшения реактивности по мере выгорания топлива путем постепенного снижения концентрации борной кислоты в теплоносителе; 2) для дублирования системы остановки реактора вводом борной кислоты в первый контур; 3) для сохранения подкритичности при перегрузках топлива (повышение концентрации); 4) для компенсации изменений реактивности при пуске реактора и выводе его на мощность (снижение концентрации). Борная кислота используется в качестве химического поглотителя нейтронов благодаря сравнительно большому сечению захвата, хорошей растворимости, химической и радиационной стойкости. Важным фактором является также то, что борная кислота практически не влияет на коррозию конструкционных материалов. Уменьшение концентрации борной кислоты для компенсации снижения реактивности из-за выгорания топлива производится путем вытеснения части теплоносителя подпиточной водой, не содержащей борной кислоты. Для осуществления борного регулирования (изменения концентрации борной кислоты) используется система очистки реакторной воды (рис. 1.12).
Механическая система управления и защиты реактора предназначена для пуска и вывода реактора на заданный уровень мощности, а также для автоматического поддержания этого уровня, для аварийного останова реактора и поддержания его в подкритическом состоянии. В отличие от борного (мягкого) регулирования механическое компенсирует быстрые изменения реактивности. Такое регулирование осуществляется вводом или выводом из активной зоны управляющих стержней-поглотителей нейтронов с помощью электромеханических приводов. В каждой из 151 ТВС имеется 12 поглощающих стержней. Основным элементом привода является четырехфазный линейный шаговый электродвигатель. Якорь двигателя, к которому байонетным зажимом крепится регулирующий орган, может перемещаться вверх и вниз шагами 4 мм со скоростью до 50 мм/с. При авариях обмотки управления двигателя обесточиваются и якорь падает вниз, обеспечивая ввод поглощающих стержней в активную зону.
Системы безопасности реакторной установки [4] должны надежно исключать облучение персонала АЭС и населения, а также загрязнение окружающей среды радиоактивными продуктами сверх установленных уровней при любых авариях, вплоть до максимальной проектной аварии с потерей теплоносителя из-за разрыва циркуляционного трубопровода диаметром 850 мм или из-за аварийной остановки ГЦН.
Системы безопасности энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000 (рис. 1.13) выполнены в основном по трехканальной схеме (пассивная часть системы аварийного охлаждения двухканальная, а пассивная часть герметичного ограждения одноканальная).Каналы безопасности полностью изолированы друг от друга и от других систем, для того чтобы по одной и той же причине не вышло из строя более одного канала.
Для обеспечения радиационной безопасности реакторная установка оборудована следующими основными системами безопасности: системой аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ), системой аварийного расхолаживания и длительного отвода остаточного тепловыделения, защитой от превышения давления и системой локализации последствий аварии. Конструктивное оформление систем безопасности ВВЭР-1000 отличается от соответствующих систем одноконтурных АЭС с канальными реакторами РБМК-1000.
При плановой остановке энергоблока, а также при авариях, не связанных с потерей теплоносителя, после перевода реактора в подкритическое состояние с помощью ввода в активную зону стержней СУЗ выключаются ГЦН и расхолаживание реактора происходит за счет естественной циркуляции теплоносителя и за счет второго контура, так как в парогенераторы продолжает подаваться питательная вода в количестве, обеспечивающем допустимую по условиям термопрочности скорость снижения температуры первого контура (30°С/ч). Пар из парогенераторов через редукционную установку сбрасывается в конденсатор, минуя турбину. Подача воды в парогенераторы продолжается и после прекращения парообразования, пока температура во втором контуре не снизится до 50 °С, а температура теплоносителя до 60— 70 °С при атмосферном давлении [8]. Когда температура и давление в первом контуре снижаются до значений 150 °С и 2,5 МПа, при которых может работать подсистема аварийного охлаждения низкого давления, расхолаживание продолжается с ее помощью путем прокачки реакторной воды через охладители и возвращения ее в контур.
САОЗ должна исключать возможность расплавления твэлов при авариях с потерей теплоносителя. Она состоит из трех подсистем (пассивного впрыска, активного впрыска низкого давления и активного впрыска высокого давления), выполняющих защитные функции при различных масштабах аварии и на различных этапах ее развития.
Первым защитным действием при отклонении параметров реакторной установки за допустимые пределы является срабатывание аварийной защиты, т. е. введение в активную зону механических поглотителей, переводящих реактор в подкритическое состояние. Если аварийная защита сработала из-за ограниченной потери теплоносителя, вызвавшей аварийное снижение уровня в компенсаторе объема, то включаются насосы подсистемы активного впрыска высокого давления, подающие борированную воду из баков аварийного запаса в неотключаемые части «холодных» ветвей главных циркуляционных трубопроводов и во входной объем реактора.
Одновременно с системой пассивного впрыска включаются насосы системы активного впрыска низкого давления, которые перекачивают в первый контур содержимое баков аварийного запаса борированной воды. Когда давление под герметичной защитной оболочкой реактора становится больше 0,17 МПа, включаются насосы спринклерных установок, которые относятся к активным конденсирующим устройствам системы локализации последствий аварии.
Падение давления в первом контуре ниже давления насыщенных паров приводит к интенсивному парообразованию. Испаряется также вытекающий из первого контура теплоноситель, что приводит к повышению давления в герметичных помещениях реакторной установки, рассчитанных на давление до 0,5 МПа. Пар, заполняющий реакторный зал, конденсируется на струях холодной воды спринклерных установок, благодаря чему давление под защитной оболочкой не выходит за допустимые пределы. При этом сохраняется целостность защитной оболочки и радиоактивные продукты (пар, вода, газы) не выходят в окружающую среду. Таким образом, спринклерные установки вместе с защитной оболочкой (см. рис. 1.13) представляют систему локализации последствий аварии с потерей теплоносителя.
Защитная оболочка представляет собой цилиндр с плоским днищем и торосферическим куполом из монолитного предварительно напряженного железобетона с внутренней герметичной облицовкой стальными листами толщиной 8 мм. Трубопроводы и кабели, связывающие расположенное внутри оболочки оборудование реакторной установки с внешним оборудованием, проходят через специальные герметичные проходки. Для прохода персонала предусмотрены основной и аварийный шлюзы. Грузы транспортируются через герметично уплотняемый люк в днище оболочки. Наружный диаметр оболочки 45 м, высота 76 м.
После опорожнения баков аварийного запаса раствора борной кислоты насосы низкого давления и спринклерные насосы откачивают из приямков реакторного зала стекающие в них протечки циркуляционного контура, воду спринклерных установок и конденсат пара. Вода из приямков охлаждается в теплообменниках и снова подается в первый контур и на спринклерные установки до полного расхолаживания реактора. Охлаждающая вода в теплообменники подается циркуляционными насосами технической воды от автономных брызгальных бассейнов.
Для защиты оборудования АЭС от превышения давления при авариях служат предохранительные клапаны, которые устанавливаются в соответствии с требованиями Госатомэнергонадзора. Такими клапанами снабжены компенсатор объема и его барботер, а также паровые контуры парогенераторов. Во втором контуре АЭС применяются быстродействующие редукционные установки для сброса чистого пара в конденсаторы турбин и в атмосферу.
Система расхолаживания бассейна выдержки предназначена для отвода остаточных тепловыделений от твэлов, помещенных в бассейн выдержки. Заполнение бассейна раствором борной кислоты и подпитка его в процессе эксплуатации осуществляются насосом из баков борного раствора. Температура в бассейне выдержки не должна превышать 60 °С, поэтому раствор прокачивается по замкнутому контуру бассейн выдержки — теплообменник.
В число технологических систем реакторной установки входит система газовых сдувок, предназначенная для отвода радиоактивных и радиолитических газов из первого контура. При делении ядерного топлива в качестве продуктов деления возникают инертные радиоактивные газы, часть которых через неплотности оболочек твэлов поступает в теплоноситель. В результате радиолиза воды первого контура образуются радиолитические кислород и водород. Газы выделяются в верхних объемах оборудования первого контура (компенсатор объема, ГЦН, коллекторы парогенераторов) в рабочих режимах; это выделение усиливается по мере снижения температуры и давления теплоносителя при выводе его из контура (в баках «грязного» конденсата, в деаэраторе подпитки, в теплообменниках и т. д.). Радиоактивные и радиолитические газы с помощью системы технологических сдувок разбавляются азотом, выводятся из первого контура и направляются в спецгазоочистку для переработки перед их выбросом за пределы АЭС. Чтобы предотвратить образование взрывоопасной гремучей смеси, в системе технологических сдувок предусматривается также «дожигание» водорода на платиновых катализаторах.
В реакторную установку входят также следующие технологические системы: контроля и сигнализации, дренажей и воздушников, дезактивации оборудования и т. д. Работа этих систем, как и описанных выше, обеспечивается различным насосным оборудованием.
Компания «АЭМ-Технологии» приступила к изготовлению барботеров АЭС Куданкулам
Компания «АЭМ-технологии» (входит в машиностроительный дивизион Росатома – Атомэнергомаш) начала изготовление барботёров для третьего и четвертого блоков АЭС Куданкулам. В настоящее время заготовки днищ поступили на Атоммаш для выполнения штамповки.
Петрозаводский филиал приступил к изготовлению обечаек барботеров. Далее в Петрозаводском филиале будут изготовлены и собраны полностью готовые барботёры, включая элементы крепления аппаратов. АО «АЭМ-технологии» изготавливает подобное оборудование впервые.
Барботер – один из важных элементов компенсации давления реакторной установки АЭС. Он предназначен для конденсации пара, поступающего из компенсатора давления и первого контура в режимах разогрева и других эксплуатационных режимах реактора.
Барботажный бак представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами. В нём размещены два коллектора, через которые в водяной объём сбрасывается пар, и теплообменник для охлаждения водяного объема технической водой до 40 — 50 ℃., и поддержания давления 0,02 МПа.
В собранном виде барботёр имеет длину – около 8 м, диаметр – 2,5 м, высоту – 4 м. Масса барботера – 15 тонн. Срок службы оборудования 40 лет.
АЭС «Куданкулам» с двумя РУ ВВЭР-1000 общей мощностью 2000 МВт является основным объектом российско-индийского сотрудничества в области ядерной энергетики. Сооружение в Индии АЭС «Куданкулам» предусмотрено соглашением между бывшим СССР и Республикой Индия от 20 ноября 1988 года, а также дополнением к этому соглашению, подписанным 21 июня 1998 года.
Научный портал «Атомная энергия 2.0“ – это открытое к сотрудничеству прогрессивное цифровое СМИ с элементами управления знаниями и ценностного лидерства, ставящее своей целью решение главной проблемы фундаментальной системообразующей атомной отрасли – образования и общения широкой общественности и специалистов об инновационном развитии экологически устойчивых и полезных ядерных и радиационных наук и технологий в России и за рубежом. Мы предлагаем Вашей организации стать одним из партнеров нашего проекта и получить комплексный пакет уникальных информационных услуг.
Китайский синдром Чернобыля
Чем грозит «слоновья нога» из кориума в бассейне-барботёре
Ровно 32 года назад произошла крупнейшая в истории атомной энергетики авария на Чернобыльской атомной электростанции на Украине. В результате взрыва и последующего разрушения четвертого энергоблока электростанции в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. 30-километровая зона вокруг электростанции была объявлена зоной отчуждения. Но с тех пор многое поменялось. Безопаснее стало как в зоне отчуждения, так и внутри разрушенного энергоблока, где, однако, до сих пор сохраняется радиоактивное, не остывающее образование, приближаться к которому нельзя даже с соблюдением строжайших мер безопасности. Впервые обнаруженное в декабре 1986 года, оно за свой внешний вид и цвет получило название «слоновья нога».
В ночь с 25-го на 26 апреля на Чернобыльской атомной электростанции проводилась плановая остановка четвертого энергоблока для предупредительного ремонта и проведения обычных и нестандартных испытаний. Тогда планировалось, в частности, провести проверку режима выбега ротора турбогенератора. Этот режим был предложен генеральным проектировщиком в качестве еще одной меры аварийного электроснабжения — продолжающий вращаться по инерции ротор турбогенератора, теоретически, мог бы на некоторое время обеспечить электроэнергией питательные и главные циркуляционные насосы. Работа последних необходима даже на остановленном реакторе для его охлаждения, поскольку падение мощности в установке происходит плавно; даже спустя час после остановки остаточное энерговыделение составляет около 1,4–1,5 процента. Испытания режима выбега проводились и прежде, но заканчивались неудачно — напряжение падало быстрее, чем рассчитывал разработчик.
Вид на «Слоновью ногу»
Из-за взрывов реактор Чернобыльской АЭС получил серьезные повреждения, в том числе и в системе парораспределения. В образовавшиеся пробоины стала стекать расплавленная радиоактивная масса — превратившиеся в лаву тепловыделяющие элементы. Растекаясь, эта лава, содержащая в себе уран и цирконий (топливо и покрытие тепловыделяющих элементов), смешивалась с обломками бетона, песком и металлическими элементами конструкции. По системе охлаждения и парораспределения этот расплав, получивший название «чернобылит», растекался на протяжении почти недели, пока не дошел до бассейна-барботёра. Так называется специальный резервуар с холодной водой, куда при нештатных ситуациях сбрасываются излишки пара из системы охлаждения, который затем конденсируется. Ликвидаторы аварии опасались, что лава из активной зоны реактора может расплавить его дно, проникнуть в почву и заразить водоносные слои.
Схема реактора четвертого энергоблока после взрывов. Буквами «Б-Б» обозначены уровни бассейна-барботёра
Проникнуть в бассейн-барботёр, где был зафиксирован очень высокий уровень радиации, исследователям удалось только в декабре 1986 года. Там они увидели огромную расплывшуюся каплю с серой, местами черной, блестящей поверхностью. Замеры показывали излучение около восьми тысяч рентген в час на поверхности капли, которую за внешний вид назвали «слоновьей ногой». Сперва исследователи решили, что она состоит из расплавленного свинца — первое время после аварии на четвертом энергоблоке в зону реактора с вертолетов сбрасывали свинцовые блоки. Предполагалось, что свинец будет отбирать часть тепла и, расплавляясь, повышать площадь теплообмена. Это должно было погасить мощность расплавленной активной зоны. Через некоторое время после находки с большим трудом, короткими подходами буквально на пару секунд, исследователям удалось собрать несколько образцов «слоновьей ноги».
Схема помещений бассейна-барботёра с указанием положения лавообразных топливосодержащих масс, включая «Слоновью ногу»
Для того чтобы предотвратить распространение радиоактивных элементов из разрушенного четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС, к ноябрю 1986 года над ним в спешном порядке построили изоляционное сооружение. Оно получило официальное название «Укрытие» и неофициальное — «Саркофаг». Конструкцию возвели всего за 206 дней. Срок ее службы прогнозировался в 20–40 лет. В 2007 году началось строительство «Укрытия-2», арочного защитного сооружения, которое в 2017 году надвинули на четвертый энергоблок поверх «Саркофага». Полностью строительные и герметизирующие работы над конструкцией планируется завершить в 2018 году. С этих пор проникнуть под «Саркофаг» будет невозможно (изначально в конструкции первого укрытия были предусмотрены технологические входы для исследователей и контролирующих инженеров).
И хотя теперь уже двойное укрытие должно предотвратить распространение радиоактивных веществ воздушным путем, полной безопасности оно, вероятно, не обеспечит. Некоторые эксперты полагают, что «слоновья нога» в будущем может стать причиной новой катастрофы. Предполагается, что она продолжает плавить бетонное основание под собой и в конце концов пройдет сквозь бетон в почву, оттуда сможет достичь водяных слоев. Это, в свою очередь, приведет к отравлению подземных источников воды и даже новому взрыву. Все это напоминает так называемый «китайский синдром». Так в 1970-х годах было принято с насмешкой называть опасения ученых, предупреждавших, что расплавление активной зоны реактора может выйти за защитную оболочку реактора. Шутники тогда говорили, что расплав из активной зоны пройдет Землю насквозь и выйдет где-то на территории Китая.
Этот фантастический сценарий в 1979 году даже вдохновил американского режиссера на съемку фильма с тем же названием — «Китайский синдром», который вышел на экраны за несколько недель до аварии на Три-Майл-Айленд. В 1980-х годах про этот синдром забыли, но вспомнили снова, и уже всерьез, в 2017 году. Тогда при очередном обследовании японской атомной электростанции Фукусима-1, пострадавшей от землетрясения в 2011 году, выяснилось, что активная зона реактора второго блока Фукусимы-1 расплавилась и просочилась за внешний контур. В частности, исследователи обнаружили, что участок фальшпола под реактором площадью один квадратный метр полностью расплавился. Исследования на японской электростанции продолжаются.
Исследователь Артур Корнеев, заместитель директора объекта «Укрытие» на ЧАЭС, осматривает «Слоновью ногу». Артефакты на снимке — действие радиации на фотопленку. Бассейн-барботёр ЧАЭС, 1996 год
Бассейн-барботёр
Смотреть что такое «Бассейн-барботёр» в других словарях:
бассейн-барботёр на АЭС — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN suppression poolSPsuppression chamberSCpressure suppression pond … Справочник технического переводчика
Гермооболочка — Глубокоэшелонированная защита реактора: физические барьеры … Википедия
ББ — блок бокс Источник: продукция УЭМЗ ББ базовый блок ББ ближний бомбардировщик ББ борьба с бандитизмом … Словарь сокращений и аббревиатур
Авария на АЭС Фукусима I — Тип Радиационная авария Причина Землетрясение, цунами … Википедия
Авария на АЭС Фукусима-1 — Авария на АЭС Фукусима I Тип Радиационная авария … Википедия
Европа (часть света) — Европа (греческое Europe, от ассир. эреб ‒ запад; в Древней Греции так именовались территории, лежащие к З. от Эгейского моря), часть света, западная часть материка Евразии. I. Общие сведения На С. Европа омывается Северным Ледовитым океаном и… … Большая советская энциклопедия
Европа — I Европа в древнегреческой мифологии дочь Финикийского царя Агенора, похищенная и увезённая на о. Крит Зевсом, обратившимся в быка. Культ Е. существовал в Финикии и на Крите. Похищение Е. частый сюжет в изобразительном искусстве (у… … Большая советская энциклопедия
Яренга — Река Яреньга у д. Богослово Характеристика Длина 281 км Площадь бассейна 5140 … Википедия
Палеогеновая система (́период) — палеоген (от греч. palaios древний и genos рождение, возраст), первая система кайнозойской эратемы, соответствующая первому периоду кайнозойской эры истории Земли; в стратиграфич. шкале следует за меловой системой мезозойской эратемы и… … Геологическая энциклопедия
Газов очистка — выделение из промышленных газов содержащихся в них примесей. Очистку газов производят с целью дальнейшего использования самого газа или содержащихся в нём примесей; выбрасываемые в атмосферу промышленные газы очищают с целью охраны… … Большая советская энциклопедия