Система защиты от превышения давления в РП

 

Система защиты от превышения давления в РП является защитной системой безопасности и включает в себя следующие системы и подсистемы:

а) подсистема отвода парогазовой смеси через КГКА, МГ – система безопасности (классификация – 2НЗЛ), включает в себя следующие элементы системы безопасности:

1) трубопроводы парогазовых сбросов (ПГС);

При разрыве ТК и поступлении парогазовой смеси в РП трубопроводы ПГС выполняют и локализующую функцию перед сбросом в МГ и венттрубу;

2) аварийный конденсатор (КГКА);

3) мокрый газгольдер (МГ);

б) подсистема отвода ПГС через предохранительное устройство – система безопасности (классификация – 2ЗЛ), включает в себя следующие элементы системы безопасности:

1) предохранительное устройство (ПУ);

2) трубопроводы подводящие ПГС к ПУ;

в) система ограничения выброса активности при разрыве технологического канала (СОВА-ТК) – локализующая система безопасности (классификация – 2Л).

Система защиты от превышения давления в РП предназначена для аварийного приема парогазовой смеси из кладки РБМК, для защиты металлоконструкций реактора от разрушения из-за резкого увеличения давления парогазовой смеси в РП при разрыве ТК, конденсации пара, образующегося при этом в кладке, сброса несконденсировавшейся парогазовой смеси в атмосферу.

Система защиты от превышения давления в РП включает в себя следующее оборудование:

· трубопровод ПГС D_y600 мм в схеме "Е";

· трубопроводы ПГС D_y400 мм (верхние и нижние);

· гидрозатворы на трубах ПГС (пом.055/1,2);

· 8-ми метровый гидрозатвор дренажей с верхней образующей схемы "ОР";

· конденсатор газового контура аварийный КГКА (пом.055/1,2);

· охладитель конденсата (ОК) (пом.055/1,2);

· устройство предохранительное типа Л.82.141.000 (кор. 001);

· мокрый газгольдер (МГ) с гидрозатвором (ГМГ) и подпиточным баком (БПМГ) (сооружение №2);

· система ограничения выброса активности при разрыве технологического канала (СОВА-ТК);

· трубопроводы D_y1000 мм;

· предохранительные устройства типа 330.71.000 по 4 на каждом энергоблоке и трубопроводы сброса ПГС в атмосферу.

Гидрозатворы на трубопроводах D_у400 мм сброса парогазовой смеси в аварийный конденсатор газового контура предназначены для сброса парогазовой смеси из РП в КГКА и мокрый газгольдер при аварийном повышении давления ПГС в РП выше 0.3^кгс/_см² в случае разрушения ТК. При давлении меньше 0.3^кгс/_см² гидрозатворы предохраняют проход газовой смеси из РП в КГКА. Гидрозатвор представляет собой петлеобразный трубопровод D_у400 мм, соединенный с одной стороны с трубопроводом, примыкающим к РП, с другой стороны с влагоотделителем, влагоотделитель в свою очередь соединен трубопроводом D_y400 мм с КГКА. В нижней части гидрозатворы имеют врезки, которые служат для их заполнения водой и опорожнения. Гидрозатворы нижних и верхних ПГС соединены попарно между собой дренажами, как сообщающиеся сосуды, и отсекаются от общего дренажного трубопровода вентилями 706/2, 706/4, 706/5. Заполнение промконтурной водой гидрозатворов производится через вентили 796, 783/1, 706/2, 706/4 для блока №1; 783/2, 706/2, 706/4, 795 для блока №2.

КГКА (теплообменник типа 269.02.00.000) предназначен для аварийного приема парогазовой смеси и конденсации пара, образующегося в кладке реактора при аварийных протечках теплоносителя в РП в случае разрушения ТК.

Конденсатор представляет собой поверхностный жесткотрубный, горизонтальный теплообменник. Теплопередающая поверхность конденсатора состоит из 2144 трубок диаметром 25х2мм, размещенных в трубных досках по треугольнику с шагом 33мм. Для защиты трубных досок от тепловых ударов со стороны межтрубного пространства у трубных досок установлены экраны. В корпусе так же установлены две дистанционирующие решетки. На корпусе расположены четыре патрубка D_у400 мм для подвода парогазовой смеси в межтрубное пространство. Отвод парогазовой смеси осуществляется через два патрубка D_у600 мм. В нижней части корпуса установлен гидрозатвор, из которого отводится конденсат через патрубок D_у100 мм. Водяная камера разделена перегородкой, которая позволяет осуществлять два хода воды по трубкам. Охлаждающая вода движется внутри труб. Парогазовая смесь имеет поперечное обтекание трубчатки конденсатора.

Таблица 1.1.
Основные характеристики и расчетные данные КГКА.

 

Наименование	Размерность	Числовое значение
Масса сухого конденсатора	кг
Длина	мм
Высота	мм
Диаметр корпуса	мм
Среда: в корпусе в трубках	газовая смесь
техническая вода
Давление среды: в корпусе в трубках
кг/см^2	1.0
кг/см^2	3.0
Температура на входе: в корпусе в трубках
^0 С	46.0
^0С	28.0
Температура на выходе: из корпуса из трубок
^0 С	40.0
^0 С	-
Расчетное давление: из корпуса из трубок
кгс/см^2	1.8
кгс/см^2	3.0
Расчетная температура: в корпусе в трубках
^0 С	117.0
^0 С	40.0
Проектная конденсирующая способность конденсатора	т/час	50.0
Расход технической воды	т/час	2200 ÷ 2600

 

ОК (теплообменник типа 600 ТК Г-II-10 Б6/20 Г3-40А) предназначен для охлаждения конденсата, сливающегося в РОК при разрыве ТК. Охладитель конденсата представляет собой поверхностный жесткотрубный, горизонтальный теплообменник. Теплопередающая поверхность конденсатора состоит из 338 трубок диаметром 20х2 мм. Для предотвращения термических напряжений при работе в корпусе ОК сделан линзовый компенсатор.

Таблица 1.2.
Основные характеристики и расчетные данные ОК

Наименование	Размерность	Числовое значение
Масса сухого конденсатора	кг	3078.2
Длина	мм
Диаметр корпуса	мм
Среда: в корпусе в трубках
вода КМПЦ
техническая вода
Давление среды: в корпусе в трубках
кг/см^2	1.8
кг/см^2	2.5
Температура на входе в корпусе в трубках
^0 С	90.0
^0 С	50.0
Температура на выходе: из корпуса из трубок
^0 С	40.0
^0 С	-
Объем: в корпусе в трубках
л
л
Расход технической воды	т/час

 

Мокрый газгольдер (МГ) предназначен для приема азотно-гелиевой смеси при нарушении герметичности ТК, попадании теплоносителя в графитовую кладку и срабатывании гидрозатворов на парогазовых трубах из-за роста давления в РП выше 0.3^кгс/_см². МГ предотвращает также значительный рост давления в РП после срабатывания гидрозатворов и разрыва мембраны на трубопроводе D_y1000 мм, ограничивая его рост величиной 500мм вод. столба. Заполнение объема колокола МГ радиоактивной смесью позволяет избежать выброса значительной газовой и аэрозольной активности в помещения и атмосферу. Выброс некоторого количества радиоактивных газов в атмосферу возможен только через венттрубу при превышении давления под колоколом 500мм вод. столба.

МГ расположен в основании вентиляционной трубы и состоит из:

· резервуара;

· колокола с кольцевыми понтонами;

· внешних направляющих со связями;

· коробов для воды, настил по верху которых образует кольцевую площадку для обслуживания на отм.+3.730м;

· кольцевой площадки вверху наружной стенки резервуара;

· лестницы для подъема на кольцевую площадку и на верхнюю часть колокола;

· штуцеры и люки.

Резервуар газгольдера представляет собой водокольцевой бак, т.е. состоит из двух обечаек, между которыми расположена обечайка колокола. На наружной обечайке резервуара располагаются короба для воды. При выходе из воды понтонов колокола уровень воды в резервуаре снижается, вода из коробов выливается в резервуар и уровень воды в резервуаре не опускается ниже днища коробов. Диаметр резервуара - 11.6 м, высота резервуара - 7.48 м. Резервуар состоит из кольцевых ребер жесткости (швеллер N*18) и обшивки толщиной 8 мм. Колокол газгольдера состоит из обечайки толщиной 8 мм с понтонами и крышей. Вес колокола - 45 т, площадь - 90м². Выталкивающая сила понтонов – 68 тонн. Понтоны необходимы для того, чтобы создать силу всплытия, которая в свою очередь создает разрежение под колоколом равное 200мм вод. столба. Для устойчивого положения колокола при его движении вверх и вниз, колокол оборудуется 10-ю верхними и 10-ю нижними роликами, которые двигаются по наружным и внутренним направляющим. Внутренние направляющие крепятся внутри кольцевого бака к наружной обечайке, а наружные - снаружи обечайки. Наружные направляющие, связанные жесткими горизонтальными ригелями и крестовыми связями, образуют жесткую пространственную систему, обеспечивающую неизменяемость вертикального положения колокола.

Таблица 1.3.
Основные характеристики и расчетные данные МГ.

 

Наименование	Размерность	Значение
Масса МГ	кг
Отметка полностью опущенного колокола	м	5.400
Отметка полностью поднятого колокола	м	9.700
Объемная скорость поступления газа	м^3/сек
Скорость подъёма колокола	м/мин
Полезный объём	м^3
Давление в газгольдере: при нижнем положении колокола   при верхнем положении колокола
мм вод.столба	-200
мм вод.столба	+500
Температура газа поступающего в газгольдер	° С	100.0
Минимальная расчетная температура	° С	5.0
Максимально-допустимое разрежение в газгольдере	мм вод.столба
Величина утечки газа из ГМ	нм^3/сутки	0.3
Мертвое пространство при нахождении колокола на опорах	м^3	3.3

 

Для подъема на кольцевую площадку на отм.+3.730 имеется маршевая лестница с углом наклона 45⁰. Лестница идет с площадки, расположенной на нулевой отметке. Для подъема на крышу колокола с кольцевой площадки, при верхнем положении колокола, имеется стремянка. Газгольдер оборудуется люками-лазами для прохода в газгольдер. По одному люку имеется во внутренней и наружной стенке резервуара, один люк-лаз расположен на крыше колокола. На наружной стенке резервуара имеются штуцеры: для сигнализатора уровня D_y25 мм, переливного трубопровода, дренажа кольцевого резервуара D_y150 мм и штуцер заполнения кольцевого резервуара конденсатом D_y80 мм.

Контроль положения колокола осуществляется со щита газового контура по прибору (к.т.К-3314). На два блока имеется один мокрый газгольдер. Гидрозатвор мокрого газгольдера (ГМГ) предназначен для предотвращения повышения давления под ГМ выше 500мм вод.столба. ГМГ представляет собой трубу в трубе. Наружная труба D_y2000 мм заполнена водой до 700 мм. В нее установлена труба D_y1000 мм, опущенная в воду на 500 мм. При срабатывании ГМГ выброс смеси происходит в венттрубу. ГМГ срабатывает при подъеме давления под колоколом до 500+10 мм.вод.столба. ГМГ снабжен двумя сигнализаторами уровня (к.т.К-3613-1,2) и двумя водомерными стеклами. Полный объем ГМГ 15 м³.Расчетная температура 100 ⁰С. Бак подпиточный мокрого газгольдера (БПМГ) представляет собой сосуд цилиндрической формы. БПМГ предназначен для поддержания постоянного уровня воды в ГМГ на принципе сообщающихся сосудов. Для контроля уровня БПМГ снабжен двумя сигнализаторами уровня (к.т.К-3513/1,2).

Параметры БПМГ:

полный объем БПМГ 0.636 м³.

полезный объем 0.48 м³.

температура рабочей среды 5 ÷ 20 ⁰С

КГКА энергоблоков №1 и №2 связаны между собой общим сбросным коллектором D_у1020х10.6 мм газовой смеси с МГ, проложенном в помещениях 055/1(2), 056/1(2), 001/1(2) и далее в технологическом туннеле, представляющем собой бетонный короб сечением 2100х2100 мм.

Для разделения газовых контуров 1-го и 2-го блоков после аварийного конденсатора на сбросном коллекторе D_у1000 мм установлены мембранные предохранительные устройства типа Л.82.141.000. Предохранительные устройства срабатывают при избыточном давлении в прямом направлении 0.1 ^кгс/_см², в обратном 1.8 ^кгс/_см². Разрывная мембрана изготовлена из паронита ПОН-Б толщиной 0.4 мм. Для предотвращения разрушения металлоконструкций реактора при массовом разрыве каналов в РП врезаны дополнительные трубопроводы сброса парогазовой смеси с предохранительными устройствами типа 330.71.000. Разрывные стяжки их настроены на срабатывание при избыточном давлении 1.8 ^кгс/_см². Для контроля концентрации водорода в трубопроводах сброса парогазовой смеси в п.056/1,2 врезана трубка пробоотбора (контрольная точка 30).

Устройство является пассивным элементом системы безопасности реакторной установки.

Основные параметры устройства 330.71.000:

· площадь проходного сечения устройства - 0.1468 м².

· габаритные размеры устройства:

· высота - 1075 мм;

· максимальный диаметр - 580 мм;

· масса устройства -124 кг.

Избыточное давление срабатывания устройства(отстрел крышки от корпуса)

1.8+-0.2 кгс/см².

Время срабатывания устройства - не более 0.02 с.

Устройство состоит из неподвижной части-корпуса, отстреливаемой части- крышки, которые соединяются между собой разрывным элементом стяжкой и ловителя. При нормальном режиме эксплуатации реактора устройство находится в режиме дежурства - крышка соединена с корпусом стяжкой, обеспечивая герметичность РП. В случае проектной аварии-разрыва одного ТК в РП происходит повышение давления, в работу вступает основная система парогазовых выбросов. Срабатывание устройства при проектной аварии не происходит, оно продолжает находиться в дежурстве. В случае запроектной аварии, связанной с разрывом нескольких ТК, отвод парогазовой смеси происходит через основную систему ПГС до тех пор, пока избыточное давление в РП не достигнет величины срабатывания устройства. При достижении этого давления происходит разрыв стяжки, крышка отстреливается от корпуса, захватывается и удерживается ловителем. Через образовавшееся сечение происходит дополнительный отвод парогазовой смеси из РП, обеспечивая сохранность РП и самого реактора. Устройство связано трубопроводами D_у300 мм и D_у400 мм с проходными трубами D_у400 мм и D_у600 мм в схеме "Е". Для защиты устройств от атмосферных осадков на крыше 1-го и 2-го блоков смонтированы надстроечные металлоконструкции.

 

Система локализации аварии, состоящая из КГКА и СОВА-ТК, предназначена для конденсации пара и локализации радионуклидов, образующихся при разрыве одного технологического канала в течение времени аварийного расхолаживания реактора (6 часов). При авариях с разрывами более одного технологического канала (запроектная авария) система используется для ограничения выброса радионуклидов в окружающую среду.

СОВА-ТК состоит из:

· бака струйного конденсатора (БСК);

· струйного конденсатора (СК);

· пароподводящей трубы

· паро-сбросной трубы;

· трубопроводов опорожнения и заполнения БСК.

БСК служит для размещения в нем запаса воды, являющейся рабочей средой для струйного конденсатора. БСК состоит из днища, обечайки, узла перехода днища бака на паровую трубу. Основные параметры БСК:

· диаметр обечайки БСК-9080мм;

· высота обечайки-6800 мм;

· толщина стенки–5мм;

· полный объем БСК-440 м³;

· рабочий объем 425 м³.

В обечайку врезаны 4 переливных патрубка D_y150 мм с осью на высоте 150 мм от верхнего среза БСК

 

Таблица 1.4.
Рабочие параметры работы БСК.

Параметр	Размерность	Величина
Минимальный уровень воды в БСК	мм
Максимальный уровень воды в БСК	мм
Начальная температура воды в БСК	^0С
Конечная температура воды в БСК	^0С	< 100
Давление над уровнем воды БСК	МПа	0.1 ÷ 0.105

 

СК служит для конденсации пара, поступающего из реакторного пространства при разрыве ТК в случае отказа КГКА. СК представляет собой сварную конструкцию из четырёх коаксильно установленных труб (цилиндрических обечаек), жёстко закреплённых друг с другом радиальными рёбрами, расположенными в зазорах между обечайками. СК в сборе приваривается к верхнему срезу находящейся в БСК пароподводящей трубы и, таким образом, составляет с этой трубой единую сварную конструкцию. Конструктивно СК делится на две части собственно конденсирующую головку и водоподъёмную трубу. Подсос охлаждающей воды в СК осуществляется по кольцевому зазору (водоподъёмному каналу), образующемуся между пароподводящей трубой и водоподъёмной трубой. Охлаждающая вода поступает в зазор через специальные окна, расположенные на нижнем конце водоподъёмной трубы и щель между пароподводящей трубой и нижним концом водоподъёмной трубы.

 

 

Таблица 1.5.
Параметры рабочих сред СОВА-ТК.

Параметр	Размерность	Величина
Расход в первые 30 минут после аварии	кг/с	16.4
Давление рабочее на входе в СК	МПа	0.12 ÷ 0.13
Давление расчётное на входе в СК	МПа	0.28
Температура расчётная	^0С