Внутрикорпусные устройства

Для совершенствования сепарирующих устройств, главным образом перед рабочим колесом, в ЛПИ в настоящее время проводятся исследования по внутриканальной сепарации на сопловой решетке в статических условиях и на экспериментальной турбине. Первые результаты измерений на кольцевой решетке количества влаги, протекающей в пленке, измеренной с помощью специальных ловушек, показали, что коэффициент влагоулавливания на вогнутой части лопатки составляет 7—8%, а со спинки —3—4% от протекающей в ступени влаги.

Результаты расчета траекторий движения влаги по поверхности лопатки имеют особенно большое значение при выборе способа внутриканальной сепарации в рабочих решетках. Подбор профилей и геометрических параметров рабочей решетки следует производить, как и в случае сопловых решеток, под углом зрения максимальной сепарации.

Исследование внутриканальной сепарации в условиях реальной промежуточной ступени1 показывает (рис. 5.15), что значения коэффициентов сепарации для различных щелей при («/сф)опт близки к тем, которые получены для изолированной решетки. Однако прослеживается 'зависимость % от ы/Сф, причем наиболее чувствительными к рассогласованию векторов скоростей фаз оказываются щели, расположенные на входных участках профиля2.

Качественно близкие результаты получены при исследовании внутриканальной сепарации в сопловой решетке последней ступени семиступенчатой турбины (рис. 5.16, 187]). Щели / и // расположены на спинке за узким сечением и на выходной кромке; длина щелей, размещенных в периферийной части лопатки, составляет 0,4 /г, веерность сопловой решетки d/J2=3,3. Начальное давление перед турбиной было постоянным (р0т = 0,8 МПа), перепад давлений на щелях составлял Дрщ=0,0085 МПа, а количество отсасываемого с влагой пара — около 1 % общего расхода через ступень. Изменением перегрева перед турбиной (начальной температуры) и частоты вращения ротора п менялись режимы работы последней ступени.

В работах МЭИ отмечалось влияние некоторых режимных параметров на эффективность внутриканальной сепарации: отношения плотностей фаз, перепада давлений в ступени (числа Маха), числа

Рейнольдса. Важное значение имеет зависимость коэффициента сепарации от количества пара, отсасываемого вместе с влагой, Am,,. Такая зависимость показана на рис. 5.17,8, она свидетельствует о том, что при Атец=Лтп/т>0,6-7-0,7 % увеличение Атп не приводит к повышению эффективности внутриканальной сепарации.

Отметим, что значение Дтпп зависит от конструкции влагозаборных щелей и их расположения на обводах канала. Графики на рис. 5.17,8 относятся к отсосу через полую выходную кромку и подтверждают значительное влияние частоты вращения ротора на эффективность сепарации. При использовании других вариантов внутриканальной сепарации с несколькими щелями на спинке и вогнутой поверхности отсос пара вместе с влагой увеличивается и может достигать 1 %.

сепарации (рис. 5.18). Увеличение р(р) и Mj. снижает коэффициенты внутриканальной сепарации ступени; для поддержания коэффициентов \з на максимальном уровне в ступенях высокого давления и при больших числах Mt необходимо увеличивать отсос пара, что снижает экономичность рассматриваемого метода сепарации.

Рис. 5.18. Влияние давления (отношения плотностей фаз) и числа Маха на выходе из сопловой решетки М4 на эффективность внутриканальной сепарации по схеме МЭИ (а) и зависимости .коэффициентов периферийной сепарации от и/Сф и степени влажности (б):

1. Абрамов Ю. И. Исследование внутриканальной сепарации влаги из проточной части турбин: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук, М., 1970.

41. Дейч М. Е., Абрамов Ю. И., Хизанашвили М. Д. Вопросы проектирования и расчета систем внутриканальной сепарации/Теплоэнергетика. 1972. № 8. С. 78—82.

Энергетические блоки с реакторами ВВЭР-440 не только устанавливаются на отечественных АЭС, но и поставляются также в ряд стран — членов СЭВ. Два реактора ВВЭР-440 и основное технологическое оборудование были поставлены СССР в Финляндию для АЭС Ловиса мощностью 880 МВт. Первая очередь этой электростанции, построенная при технической помощи Советского Союза, вступила в строй в 1977 г. Общий вид реактора ВВЭР-440 показан на рис. 4-1. В реакторе ВВЭР-440 в качестве ядерного горючего используется слабообогащенная двуокись урана и образующийся в процессе работы плутоний. Основными конструктивными элементами, реактора являются: корпус, внутрикорпусные устройства, верхний блок с электромеханической системой управления и защиты реактора (СУЗ). Активная зона состоит из 349 топливных кассет, размещенных в выемной корзине. В корпусе реактора поддерживается рабочее давление теплоносителя-замедлителя, равное 125 кгс/см2.

Для обеспечения надежности и безопасности АЭС в целом важное значение имеет исследование напряжений, прочности и несущей способности не только элементов корпуса реактора и ВКУ, но и всех других высоконагруженных компонентов оборудования, особенно в первом главном циркуляционном контуре (ГЦК). В этот контур применительно к реакторам ВВЭР-440 (с шестью петлями) и ВВЭР-1000 (с четырьмя петлями) входят: реактор (корпус, внутрикорпусные устройства, внешние элементы привода системы управления и защиты — СУЗ); паровой компенсатор объема (КО); главные циркуляционные насосы (ГЦН) (по числу петель); парогенераторы (ПГ); запорные задвижки; главные циркуляционные трубопроводы первого контура (по числу петель); системы аварийного охлаждения зоны (САОЗ); системы обеспечения контроля и управления.

— внутрикорпусные устройства (ВКУ) — шахта, элементы тепловыделяющих сборок.

после разрыва главного циркуляционного трубопровода ДУ-500 и для ВВЭР-440 расход теплоносителя через оба конца составляет около 30 т/с; он полностью вытекает из реактора примерно за 25 с. Вслед за разрывом трубопровода возникает волна разрушений, распространяющаяся в обе стороны от разрыва со скоростью звука. Вследствие разницы в расстояниях, проходимых волной, на активной зоне реактора возникает перепад давлений, во много раз превышающий обычный эксплуатационный. В результате внутрикорпусные устройства, а через места их крепления и корпус реактора оказываются подверженными вначале ударным, а затем и колебательным (из-за возникновения отраженных волн) воздействиям. Резкое понижение давления в контуре приводит к вскипанию теплоносителя, возникают условия для кризисных явлений теплообмена в активной зоне, повышения уровня температурных воздействий на внутрикорпусные устройства и корпус реактора. Задача моделирования теплогидравлических процессов в этом случае чрезвычайно усложняется вследствие двухфазное™ потока теплоносителя. Для решения уравнений (3.26)-(3.34) необходимо располагать данными о паросодержании потока, тегшофизических свойствах теплоносителя и др. [24]. Методы решения могут быть теми же, что и для однофазных сред, включая рассмотренные выше.

Корпус реактора представляет собой массивную толстостенную оболочку, заполненную водой и содержащую внутрикорпусные устройства. Страховочный корпус представляет собой оболочку из рулонированного металла (рис. 1).

Приводится приближенный расчет сейсмической нагрузки на корпус реактора, представляющий собой массивную толстостенную оболочку из рулониро-ванного металла, заполненную водой и содержащую внутрикорпусные устройства. Для вычисления оценки влияния трения рассмотрены расчетные схемы, учитывающие и не учитывающие трение между слоями.

материалы активной зоны, внутрикорпусные устройства), замедлитель, теплоноситель и содержащиеся в них примеси;

применением в проекте концепции «течь перед разрушением» при проектировании опорных конструкций оборудования, трубопроводов и определении нагрузок на внутрикорпусные устройства оборудования при проектных авариях разрыва трубопроводов первого и второго контуров;

Любой элемент конструкции можно эксплуатировать до тех пор, пока он сохраняет прочность (т.е. целостность и форму). Это относится ко всем элементам конструкций энергоблока АЭС (рис. 1), которые можно разделить на 4 группы: сосуды и трубопроводы давления; механизмы и внутрикорпусные устройства; строительные конструкции; активная зона.

и g> Внутрикорпусные устройства — ^ о ст> ^ s< 5 "0 1 СО ,Р от ^-« J-J

материалы активной зоны, внутрикорпусные устройства), замедлитель, теплоноситель и содержащиеся в них примеси;

применением в проекте концепции «течь перед разрушением» при проектировании опорных конструкций оборудования, трубопроводов и определении нагрузок на внутрикорпусные устройства оборудования при проектных авариях разрыва трубопроводов первого и второго контуров;