Методика и результаты узк расходов теплоносителя при пусконаладочных измерениях на АЭС (стр. 3 )

Рисунок 4.3.

Из таблицы и рисунка видно, что расходомерные устройства показывают одинаковый результат на скорости потока до 5,2 м/с, но с увеличением скорости показания ультразвукового расходомера отличаются от сужающего устройства. Это связано с тем, что с увеличением скорости нарушается профиль потока и не обеспечивается необходимая для точных измерений осесимметричность профиля потока. Следовательно результаты измерений полученные на местах где требования к расположению прибора не могут быть выполнены, требуют тщательного анализа.

5  ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ УЗК В ХОДЕ ПУСКОНАЛАДОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКИ

5.1  СИСТЕМА АВАРИЙНОГО ГАЗОУДАЛЕНИЯ

Первый натурный опыт применения средств УЗК был получен при измерении скорости потока теплоносителя системы аварийного газоудаления (САГ) на первом блоке Индийской АЭС «Куданкулам». Испытания системы САГ проводились на этапе «Гидравлических испытаний, циркуляционная промывка и обкатка реакторной установки» в соответствии с «Графиком ввода энергоблока № 1 в эксплуатацию».

Целью испытания системы САГ являлись:

-  проверка проходимости трубопроводов системы САГ;

-  определение коэффициента гидравлического сопротивления (КГС) каждого тракта системы САГ;

-  подтверждение соответствия работы оборудования системы требованиям проекта;

-  проверку герметичности в затворах арматуры системы.

На подготовительном этапе был проведен анализ трубопровода на соответствие его эксплуатационным требованиям и выбор измерительных точек, а именно расстояния от элементов возмущения до предполагаемых мест установки. Затем контролировалась толщина стенок трубопровода с помощью толщиномера входящего в комплект прибора и подготавливалась поверхность для установки датчиков./4/

В ходе испытаний был применен расходомерFLUXUSADMF601 (переносная версия прибора), так как требовалось проводить измерения в нескольких точках поочередно.

Данные измерения САГ, представленные в таблице 5.1.1, позволили сделать вывод о соответствии установленного оборудования техническим требованиям проекта.

Таблица 5.1.1

№ п/п	Контролируемый параметр	Проектная величина (с положительной погрешностью 20%)	Результат испытаний
1	Определение КГС тракта реактор - барботер	575	411
2	Определение КГС тракта реактор - барботер	575	416
3	Определение КГС тракта КД - барботер	40	21
4	Определение КГС тракта КД - барботер	40	21
5	Определение КГС тракта ПГ1- барботер	17250	11586

Продолжение таблицы 5.1.1

№ п/п	Контролируемый параметр	Проектная величина (с положительной погрешностью 20%)	Результат испытаний
6	Определение КГС тракта ПГ1- барботер	17250	11383
7	Определение КГС тракта ПГ2- барботер	17250	10807
8	Определение КГС тракта ПГ2- барботер	17250	11383
9	Определение КГС тракта ПГ3- барботер	17250	13670
10	Определение КГС тракта ПГ3- барботер	17250	13167
11	Определение КГС тракта ПГ4- барботер	17250	14502
12	Определение КГС тракта ПГ4- барботер	17250	14502

5.2  СИСТЕМА БЫСТРОГО ВВОДА БОРА

Эффективность работы системы быстрого ввода бора (СБВБ) (быстрота вытеснения раствора борной кислоты из ее емкостей) в основном обусловлена двумя факторами:

-  величиной расхода теплоносителя первого контура через каналы системы;

-  характером протекания процесса вытеснения раствора борной кислоты из емкостей СБВБ.

Испытания СБВБ АЭС «Куданкулам» проводились на этапе предпусковых наладочных работ:

-  на подэтапе “Гидравлические испытания и циркуляционная промывка первого контура”;

-  на подэтапе “Горячая обкатка реакторной установки”.

Целью испытаний с применением ультразвуковых расходомеров являлось:

-  измерение величин расходов теплоносителя через каналы СБВБ и сравнение их с проектными величинами, для этих целей были использованы стационарные приборы FLUXUS 7407;

-  проверка проходимости трубопроводов Ду 25, соединяющих емкости СБВБ с компенсатором давления при помощи переносного расходомера FLEXIM ADM F601.

В процессе монтажа и подготовки оборудования УЗК к испытаниям системы возник ряд трудностей связанных с размещением расходомеров. Основной проблемой было отсутствие участков трубопроводов соответствующих рекомендациям по установке, для решения этой проблемы и повышения точности измерений места установки и способ монтажа подбирались индивидуально для каждой петли каналов СБВБ. Результаты измерений на подэтапе циркуляционная промывка приведены в таблице 5.2.1./5/

Таблица 5.2.1.

Измеряемый параметр	Номера петель	Номер режима
петель	1	2	3	4
Работающие ГЦНА	1	-	-	+	-
2	-	-	-	+
3	-	+	+	-
4	+	-	+	-
Работающий канал СБВБ	1	-	-	+	-
2	-	-	-	+
3	-	+	-	-
4	+	-	-	-
Расход через канал СБВБ, м3/ч	1	0	0	1090	0
2	0	0	0	880
3	0	930	0	0
4	920	0	0	0
Критерий успешного завершения испытания, м3/ч	-	910±100	910±100	1100±100	910±100

Продолжение таблицы 5.2.1

Измеряемый параметр	Номера петель	Номер режима
Расход воды через трубопровод Ду25, м3/ч	1	-	-	9,1	-
2	-	-	-	9,7
3	-	9,8	-	-
4	10,2	-	-	-
Критерий успешного завершения испытания, м3/ч	-	не менее 1 м3/ч

5.3  СИСТЕМА ПАССИВНОГО ОТВОДА ТЕПЛА

Одной из задач подтверждения работоспособности системы пассивного отвода тепла (СПОТ) является измерение тепловых потерь, для этого необходимо контролировать расходы в трубопроводах конденсата при закрытых теплообменниках. В этом случае наблюдается не полное заполнение трубопровода, что ставит достоверность показаний средств УЗК контроля под сомнение.

В ходе горячей обкатки оборудования РУ на АЭС «Куданкулам», было принято решение расположить датчики УЗК ниже уровня дырчатого листа парогенератора (ПГ), для того что бы между датчиками постоянно присутствовала среда (теплоноситель).

Но при таком расположении датчиков не удавалось зафиксировать расход теплоносителя, так как поток конденсата настолько мал, что ему не удавалось «протолкнуть» объем теплоносителя ПГ. В свою очередь перенос датчиков выше не решал проблему, в этом случае возможно не полное заполнение трубопровода, что ставит достоверность показаний средств УЗК контроля под сомнение. Это была не единственная проблема с которой столкнулись во время ГО. Так как приборы находились под гермооболочкой, затруднялось их обслуживание (труднодоступность, высокая температура).

Испытания на этапе ГО показали, что надо искать новые решения возникших проблем, для чего было предложено и опробовано использование прибора как сигнализатора наличия среды в трубопроводе. Для этих целей в ОКБ «Гидропресс» был разработан и смонтирован стенд имитирующий трубопровод конденсатной линии СПОТ. Стенд представлял собой отрезок трубы Ду100 расположенной вертикально, с заваренной нижней частью, подача воды осуществлялась сверху, так же в нижней части располагался штуцер для слива. На стенде разместили две пары датчиков УЗК.

Эксперимент заключался в следующем: в трубопровод подавалась вода, в процессе заполнения фиксировалось наличие среды поочередно c начала одной парой датчиков затем другой. Зная объем (рассчитывался исходя из геометрических размеров трубопровода) и время заполнения можно рассчитать расход теплоносителя.

Для определения наличия теплоносителя использовались диагностические сигналы прибора. В ходе эксперимента выяснилось, что значение амплитуды (S) наиболее наглядно показывает появление среды в трубопроводе (Рис 5.3.1)

Рисунок 5.3.1

Из рисунка 5.3.1 видно, что в начальный момент времени значение амплитуды сигнала (S) мало: 0-5 ед. Во время появления жидкости, заполнение трубы в месте положения канала В, уровень сигнала резко изменяется до уровня 30 ед и выше, достигая второго канала так же происходит резкий скачек значения амплитуды. Таким образом фиксируется время заполнения объема между датчиками каналов УЗК и зная объем (между датчиками каналов А и В) вычисляем средний объемный расход.

После проведенных стендовых испытаний принято решение о переносе средств УЗК за пределы гермообъема, датчики переустановлены на прямые вертикальные участки трубопровода конденсатной линии перед запорной арматурой. Это расположение позволило эффективно определить тепловые потери в режиме «ожидания», но не позволило зафиксировать расходы конденсатной линии во время опробования СПОТ (при открытии заслонок теплообменников), т. к. поток не успевал стабилизироваться. Результаты представлены в таблице 5.3.1.

Таблица 5.3.1

Номер петли, код KKS	1 (10JNB50)	2(10JNB60)	3 (10JNB70)	4 (10JNB80)
Значение расхода, м3/ч	1,71	1,46	1,93	2,85

6  ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перечень задач требующих измерения расхода постоянно растет (контроль теплоносителя главного циркуляционного трубопровода, контроль расходов питательной воды парогенераторов…), применение метода ультразвукового контроля является наиболее современным и перспективным не только в составе СПНИ. Результаты стендовых экспериментов и натурных испытаний показали, что данный расходометрический метод позволяет контролировать расходы и в тех случаях когда условия проведения измерений далеки от идеальных. Накопленный опыт СПНИ позволяет выполнять задачи которые до недавнего времени были не выполнимы.

7  ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

УЗК - ультразвуковой контроль

СПНИ - специальные пусконаладочные измерения

ГЦК - главный циркуляционный трубопровод

РУ - реакторная установка

САГ - система аварийного газоудаления

АЭС - атомная электрическая станция

ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор

СПОТ - система пассивного отвода тепла

ГО - горячая обкатка

ДКН - диафрагма камерная нормальная

КГС - коэффициент гидравлического сопротивления

СБВБ - система быстрого ввода бора

ПГ - парогенератор

8  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Расходомеры и счетчики количества. Кремлевский 3-е. “Машиностроение” (Ленинградское отделение), 1975.

2.  Руководство по эксплуатации UMADM7XX7V3-2RU (17/12/2004) для FLUXUS ADM 7XX7, версия для микропрограммного обеспечения V5.XX., Flexim GmbH 2001.

3.  Акт 5.12-А-09/041 «Наладка и опробывание ультразвуковых расходомеров ADM 7407 фирмы Flexim» ОКБ «ГИДРОПРЕСС», 2009.

4.  , , «Метрологическое обеспечение средств УЗК расходов теплоносителя в составе СПНИ ВВЭР-1000», Международная конференция «Безопасность АЭС и подготовка кадров 2011», Обнинск, 2011.

5.  , , «Отработка методики УЗК расходов теплоносителя в составе СПНИ ВВЭР-1000», 2-я Международная научно-техническая конференция «Ввод АЭС в эксплуатацию»,, Москва, 2012.