Лабораторная работа № 3. Пуск энергоблока из горячего состояния после срабатывания аварийной защиты

Цель данной работы, последней в цикле ознакомления студентов с управлением энергоблоком на реалистичной модели энергоблока АЭС с ВВЭР-1000, заключается в ознакомлени с одним из самых сложных (и интересных!) процессов при нормальной эксплуатации АЭС - пуском энергоблока из подкритического состояния и вывод его на энергетический уровень.

Основная сложность данной работы - необходимость остлеживания значительного количества параметров сосотяния оборудования энергоблока, относящегося как к первому, реакторному, так и ко второму, турбинному, контурам АЭС.

Данная работа предполагает обязательное выполнение предыдущих лабораторных работ, т.к. сочетает в себе абсолютно все навыки по управлению, приобретенные на предыдущих лабораторных работах.

При выполнении данной работы следует отслеживать не только работоспособность системы поддержания уровня в коменсаторе объема (давления), но и системы поддержания уровня в парогенераиторах, обеспечиваемую работой системы подачи питательной воды от деаэратора до парогенераторов.

Все замечания, выделенные жирным шрифтом для предыдущей работы, полностью применимы при выполнении пуска энергоблока из горячего состояния и повторяться в описнии данной работы не будут!

Краткое содержание данной работы состоит из остановки энгергобюлока АЭС путем нажатия кнопки АВАРИЙНАЯ ЗАЩИТА, увеличение концентрации борной кислоты (бора) в теплоносителе до уровня, достаточного для взведение всех органов СУЗ в крайнее верхнее положение и рабочей (10 группы СУЗ) в рабочее положение. Вывода реактора в критическое состояние с помощью подачи чистого конденсата, набора т.н. минимально контролируемогно уровня мощности (порядка 1% номинального значения), выход (также с помощью подачи чистого конденсата) на уровень мощности не более 7-10 % и приведение оборудования второго контура в состояние, позволяющее запустить турбоустановку. Пуска турбопитательного насоса и отключения электропитательных насолсов, которые автоматически включаться после срабатывания аварийной защиты. Медленного подъема мощности РУ до, максимум 35 % номинального значения, инициализация основных регулирующих клапанов подачи питательной воды в парогенераторы (расхолаживаие РУ выполняется на всем этапе с момента срабатывания аварийной защиты через БРУ-К). Ручного пуска пара на турбину и набора турбиной номинальной частоты (на пульт ЭГСР выводится частота тока электрогенератора, т.к. номинальная частоа турбины 25 Гц (1500 1/мин)). После раскрутки турбины до номинальной частоты произойдет автоматическая синхронизация эленктрогенератора с энергосетью (моделирование процессов синхронизации генератора в данной работе не предусмотрено). Далее в ручном режиме мощность турбины поднимается примерно до мощности РУ, включается в работу АРМ в режиме «Н» и выполняются действия для дальнейшего подъема мощности РУ до номинального значения.

Работа состоит из следуюших этапов:

- останов энергоблока АЭС с пульта управления РУ (рис. 3.1) путем нажатия кнопки АВАРИЙНАЯ ЗАЩИТА. После срабатывания кнопки АВАРИЙНАЯ ЗАЩИТА (АЗ) ее необходимо обратно отжать;

- проверить отжатие кнопки АЗ и с пульта ПЧ БЩУ снять сигнал аварийной защиты путем включения (загорится лампочка подтверждения) и выключения клавиши СУ (левая на панели ПР);

- проверить отключение лампочки подтверждения АЗ на панели управления реакторной установкой. Операцию, возможно, придется повторить несколько раз, т.к. возможно возникновение сигнала АЗ по другим параметрам. В данной работе при аккуратном следовании инструкциям сигнал АЗ может появиться либо по снижению уровня в КД ниже 4 м, либо по снижению уровня в любом ПГ ниже 1,9 м. Контролировать уровни в КД и в ПГ следует втечение выполнения всей работы!!!,

- после появления сигнала АЗ сработают следующие системы, которые нужно будет перевести в исходное состояние (на турбоустановке - после выхода на МКУ мощности): отключится система продувки - подпитки первого контура. Правила ее включения описаны в предыдущих работах. Закроются стопоные клапаны на турбине (перед ЦВД (цилиндр высокого давленния) и ЦНД (цилиндр низкого давления)), закроются задвижки на отборах турбины в подогреватели высокого и низкого давления (там где они есть), закроются задвижки на паропроводах ТПН и задвижки на всасе ТПН;

- перед продолжением действий по переводу РУ в критическое состояние следует: убедиться, что второй контур обеспечивает отвод мощности остаточных энерговыделений и мощности ГЦН через БРУ-К, работают электропитательне насосы и пусковые (правые) клапаны питания парогенераторов. Система отвода тепла РУ вторым контуром способна в таком режиме отводить до 10% номинальной мощности, но не более;

- запустить систему подпитки-продувки (если не снялся сигнал АЗ задвижки на линии продувки и на сливе регулятора уровня в деаэраторе продувки не откроются);

- после запауска системы продувки-подпитки превести раход продувки до 80 т/ч для ускорения ввода борной кислоты в РУ (не забудьте запустить вторую линию подпиточных насосов), включить подачу борной кислоты в систему продувки - подпитки полным расходом. Обязательно контролировать, что ситстема продувки-подпитки находится в работоспособном состоянии. НЕ ЗАБУДЬТЕ ПЕРЕВЕСТИ РЕГУЛИРОВОЧНЫЙ КЛАПАН ПОДПИТОЧНОЙ ВОДЫ В АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ. До тех пор, пока система продувки - подпитки не станет стабильно работать в аватоматическом режиме - дальнейших действий не выполнять!;

- запустить программу GRAF#FF для отображения концентрации бора в теплоносителе. Задать интервал по оси ординат: от 1 до 2 г/кг, по оси абсцисс - от 0 до 25 000 с;

- вводить борную кислоту (в единицах содержания природного бора) до достижения концентрации примерно 1,7 - 1, 72 г/кг, после чего выключить подачу борной уислоты. Оставшейся в деаэраторе продувки борной кислоты хватит до достижения минимально допустимого значения для текущей топливной загрузки 1,75 г/кг. Если нальете борной кислоты больше - дольше будете ее вымывать из первого контура;

- убедиться, что АРМ находится в стерегущем режиме, т.е. горит лампочка под клавишей «Р» на ПЧ БЩУ. Если нет - нажать и отпустить соответсвующую клавишу;

- далее с помощью пульта ПЧ БЩУ последовательно взвести все органы СУЗ в крайнее верхнее положение, за исключением 10 (регулирующей группы), которую взвести до 70 % от низа активной зоны. Взведение групп СУЗ осуществляется с пульа ПЧ БЩУ, панель КГУ. Выбор группы СУЗ осуществляется набором номера группы в окне КГУ и подтверждением сначала нажатием клавиши «ВВОД» на клавиатуре, а затем нажатием кнопки справа от окна. Под кнопкой появится номер выбранной группы. Взвод ОР СУЗ начинать с 1 группы, последовательно увеличивая номер. Кнопка на панели КГУ «Бг» - движение группы вверх, кнопка «Мг» - вниз. Обязательно следите, чтобы реактор не вышел в критическое состояние в процессе взвода ОР СУЗ. Десятая группа суз в рабочем положении должна остаться в активеном состоянии, т.к. возможно понадобиться снизить период разгона реактора при введении чистого конденсата ниже 50 с;

- перед началом вывода реактора в критическое состояние убедитесь, что система продувки подпитки первого контура, а также системы второго контура работают нормально;

- снизьте расход продувки до 50 т/ч;

- начните подавать чистый конденсат в первый контур с помощью системы продувки-подпитки. Подробное описание процедуры - в предыдущих работах;

- после достижения величины подкритичности реактора 0,001 (Кэфф - 0,999) - отключите подачу чистого конденсата. После достижения критического состояния, если период разгона реактора снизится ниже 50 с - повысить период реактора до примерно -50 - 75 с помощью 10 группы. Если период реактора окажется выше 100 с - быстро включить и выключить подачу чистого конденсата. КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ ВЗВЕДЕНИЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ ГРУППЫ В КРИТИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ РЕАКТОРА В РУЧНОМ РЕЖИМЕ!!! При необходимости, ввод чистого конденсата повторить;

- после достижением реактором мощности порядка 1 % от номинального значения повторно проверить работу всех систем первого и второго контура, после чего подачей чистого конденсата начать подъем мощности максимум до 10 % номинального значения; Внимание! На манипуляции с оборудованием второго контура будет мало времени, поэтому часть действий. описанных ниже, можно выполнить до начала дальнейшего набора мощности! В этом случае выключите подачу чистого конденсата;

- одновременно с подъемом мощности на панели ЭГСР перевести регулятор СРК в ручное управление (режим АВТ перевести в режим ДИСТ нажатием на клавишу АВТ с подтверждением кнопкой, расположенной ниже);

- после переключения ЭГСР в ручной режим полностью закрыть регулирующий клапан, нажав на значок «-» и дождаться полного закрытия СРК;

- запустить ТПН, выполнив следующие действия: на панели «ПВД» открыть задвижку на всасе насоса ТПН (первым можно запускать любой из двух ТПН), открыть задвижку на линии рециркуляции ТПН, открыть задвижку на линии подачи пара на ТПН. Дождаться раскрутки ТПН (примерно до 60 Гц, частота вращения указана в 1/с), после чего отключить электропитательные насосы. Внимание! Значок работы ТПН (белое треугольное окно) на насосе ТПН не загорается. Судить о его работе можно по напору и расходу (цифры приведены под насосом);

- НЕПРЕРЫВНО КОНТРОЛИРОВАТЬ ТЕКУЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ МОЩНОСТИ РЕАКТОРА!!!;

- на панели «Турбина» открыить стопорные клапаны перед ЦВД и ЦНД (перед этим убедитесь, что СРК полностью закрыт);

- откройте задвижки на отборах турбины (одна задвижка находится на панели «ПВД»;

- проконтролируйте, что продувка-подпитка и система питательной воды парогенераторов работает нормально, уровни воды в КД и ПГ не начали снижаться (если выключали до этого подачу чистого конденсата - включите снова);

- дождитесь достижения РУ мощности 10... 15 % и активируйте клапаны питательной воды (после сигнала АЗ они находятся в неактивном состоянии), для чего на панели «Пит. вода» переведите по очереди левые (рабочие) клапаны питательной воды на каждом парогенераторе в ручной режим, однократным нажатием приоткройте клапан на 1 шаг (если откороете клапан больше - уровень в ПГ упадет и клапан опять полностью закроется, его придется активировать заново) и после приоткрытия рабочего клапана переведите его немедленно в автоматический режим. Данная опреация выполняется для каждого клапана ПГ индивидуально. Если мощность реактора превысит 15 % номинальной и хотя бы один из рабочих клапанов на ПГ остался закрытым - прекратите подачу чистого конденсата и продолжайте операции с клапанами до выхода их в регулировочный режим. Косвенным признаком нормальной работы рабочих клапанов регулирования уровня в ПГ является автоматичекий перевод пусковых (правых) клапанов с вположение «открыто» примерно на 50%;

- после перехода рабочих клапанов питательной воды в автоматический режим снова включите подачу чистого конденсата (ни в коме случае нельзя превышать мощность РУ более 40% на данном этапе пуска, т.к. БРУ-К не смогут отводить болшую мощность!);

- слегка приоткройте (на один шаг) СРК на панели ЭГСР. Турбина должна начать увеличивать частоту вращения (если она поностью остановилась - то начнет вращаться);

- пока турбина будет раскручиваться, запустите второй ТПН, повторив все действия при пуске первого ТПН;

- если все сделано правильно - реактор будет продолжать наращивать мощность. Проверьте, что рабочие клапаны питательной воды нахордятся в рабочем состоянии;

- после достижения мощности РУ 35% номинальной - прекратите подачу чистого конденсата;

- после достижения частоты тока генератора 50 Гц он автоматически подключиться к энергосистеме, на панели ЭГСР появится значение электрической мощности;

- как только параметры РУ стабилизируются после отключения подачи чистого конденсата, включите АРМ в режим «Н»; если не включится - все будете делать в ручном режиме;

- пошагово поднимите мощность турбины (открывая СРК) примерно до уровня мощности реактора в процентном отношении, полсле чего переключите СРК в автоматический режим. В этот момент возможно возникновение колебательных процессов в турбоустановке (на реальной АЭС это недопустимо);

- убедитесь, что оба ТПН раскрутились и имеют частоту около 60 Гц. В этом случае закройте линии рециркуляции;

- выдержите РУ в данном состоянии порядка 10 минут физического процесса;

- если оба ТПН нормально работают, отключите АРМ (т.е. переведите его в стерегущий режим) и начните подъем мощности до 75% путем подачи чистого конденсата;

- после достижения мощности РУ порядка 70 - 72 % номинальной выключить подачу чистого конденсата

- при достижении мощности РУ 75 % номинальной включите АРМ в режим «Н»;

- в процессе набора мощности проверьте на панелях «Турбина» и «ПВД», что задвижки на линиях подачи пара в ПНД и ПВД открыты. На панели «ПВД» признаком неоткрытия задвижек в ПВД будет открытая задвижка на линии байпаса питательной воды мимо ПВД. Попытайтесь ее закрыть. Если это не получится, то это означает, что в ПВД на линии подачи пара в первую или вторую ступень ПВД закрыта соответствующая задвижка. Задвижка на линии отбора пара в ПВД первой ступени находится на панели «ПВД» на голубой линии, идущей к ПВД, на ПВД второй ступени - на панели «Турбина» на линии первого отбора от ЦВД;

- на панели «Турбина» следует открыть задвижки на линни подачи пара во вторую ступень СПП (если эти задвижки не откроются автоматически). Это две задвижки находятся на линии, связывающей паропроводы острого пара сразу за СРК и вторую ступень СПП (сепаратор-пароперегреватель);

- если все задвижки, закрывшиеся при срабатывании АЗ открыты, примерно через 10 минут после набора мощности РУ 75% номинальной и при работе реактора в режиме «Н», мощность турбины установится на мощности порядка 750 МВт. Если мощность турбины буде ниже - следует внимательно просмотреть сосотяние всей запорной арматуры второго контура, последовательно открыв соответсвующие панели управления второго контура. Имеет сысл открыть обобщенную панель второго контура, т.к. на ней схематически показаны основные тепловые связи турбоустановки;

- в случае стабилизации всех параметров РУ на мощности 75 % номинальной, следует последовательно набрать турбиной мощность порядка 1070 МВт (но не больше). Правила набора мощности описаны в предыдущих работах. В данной работе временные выдержки между ступенями набора мощности являются строго обязательными, т.к. в отличие от режимов с маневрированием мощностью, часть оборудования турбоустановки (и это моделируется) не успеет прогреться, соответственно часть мощности РУ будет уходить на прогрев турбоустановки.

После достижения заданной мощности (примерно 1070 МВт) остановить счет путем нажатия пробела в первом окне расчетной модели.

Лучше в этом (оно вам знакомо про предыдущей лабораторной работе):

Далее развернуть последовательно на весь экран и «сфотографировать» для отчета по работе следующие графики:

- относительной нейтронной мощнолсти;

- относительной мощности генератора (турбины);

- давления в общем паровом коллекторе;

- положения регулирующих групп СУЗ;

- изменение концентрации бора в активной зоне (для чего запусить программу GRAF#FF если Вы умудрились ее отключить) и из меню выбрать этот параметр;

- расход питательной воды и т.д.

«Фотографирование» графиков в ПС МВТУ осуществляется нажатием кнопок Alt+PrintScrean с последующей вставкой в WORD.

- Графики программы GRAF#FF (в режиме демонстрации графика) «фотографируются» командой F5. Будет сохранено изобоажение в bmp- формате.

 

 

Литература

 

1. Кавун О.Ю. Методика моделирования динамики энергоблока АЭС, реализованная в программном комплексе РАДУГА-ЭУ. ВАНТ, сер. Физика ядерных реакторов, (5): 17 - 39, 1999.

2. Кавун О.Ю., Куно М.Я., Фейман В.Г. Программа «TPP» для теплогидравлического расчета сложных теплогидравлических сетей // Алгоритмы и программы для нейтронно-физических расчетов ядерных реакторов НЕЙТРОНИКА-97: Сб. трудов семинара МАЭ РФ. Обнинск, 1998, с.111–118.

3. Козлов О.С., Ходаковский В.В, Кондаков Д.Е. Программный комплекс «Моделирование в технических устройствах». //Российское Агентство по Правовой Охране Программ для ЭВМ, Баз Данных и Топологий Интегральных Микросхем (РосАПО). Номер Свидетельства- 970053 от 10 февраля 1997 г.

4. Результаты верификационных расчетов нейтронно-физических характеристик по комплексу программ САПФИР_ВВРТ, САПФИР_ВВР95, BMVC_T - RC для водо-водяных реакторов транспортного назначения: Верификационный отчет / В.Г. Артемов, А.С. Иванов, А.С. Карпов, В.В. Обухов, А.В. Пискарев, Ю.П. Шемаев, В.В. Тебин и др., - НИТИ, - инв. №722/O, 1996.