ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Список используемых сокращений из "Проектирование теплообменных аппаратов АЭС " В развитии ядерной энергетики к настоящему времени отчетливо проявились две определяющие тенденции [1] рост мощности реакторных установок АЭС, ужесточение требований к оборудованию для обеспечения надежной и безопасной работы АЭС. [c.5] Рост мощности реакторной установки позволяет при прочих равных условиях значительно снизить стоимость вырабатываемой энергии за счет уменьщения относительных капитальных затрат и численности эксплуатационного персонала. [c.5] Повышение качества и ресурса оборудования позволяет существенно повысить коэффициент использования мощности АЭС, чему способствует сокращение плановых и внеплановых простоев, которые по данным XII конгресса МИРЭК достигают в настоящее время от 18 до 34% календарного времени [2]. [c.5] Поэтому сейчас особое внимание уделяется мерам по обеспечению высокого уровня проектирования и качества строительства АЭС, соверщенствованию их эксплуатации, повыщению надежности и безопасности работы установленного оборудования [3]. [c.5] Теплообменное оборудование составляет значительную долю реакторных установок и АЭС в целом, в отношении потенциальной опасности при нарушениях работоспособности его следует отнести к числу определяющих. [c.5] Однако при становлении ядерной энергетики внимание исследователей и инженеров в части оптимизации схемных и конструкционных рещений было сосредоточено на самих реакторах. [c.5] Предполагалось, что конструкционные рещения теплообменного оборудования, заимствованные из обычной энергетики, в полной мере будут пригодны и в ядерной энергетике. К сожалению, эти надежды не оправдались, поскольку специфика греющей среды (теплоноситель первого контура), режимные особенности эксплуатации реакторов, повыщенные требования к ресурсной надежности и другие факторы, обусловили необходимость разработки новых схемных и конструкционных рещений больщей части теплообменного оборудования. [c.5] Отмечавшаяся выше тенденция к увеличению единичной мощности блоков АЭС только усугубляет необходимость поиска новых, эффективных конструкционных решений. [c.5] Здесь уже имеются установившиеся и зарекомендовавшие себя конструкции ПГ, сепараторов, различных теплообменников обеспечивающих систем. Гораздо большая неопределенность имеет место в конструкционных решениях теплообменного оборудования АЭС с реакторами типа БН с натриевым теплоносителем. Это объясняется не только тем, что работы над энергоустановками с натриевым теплоносителем начались значительно позже по сравнению с реакторами типа ВВЭР, но и спецификой натрия как теплоносителя, его физическими и химическими свойствами, которые исключали почти полностью заимствование многолетнего опыта, накопленного при создании и эксплуатации теплообменников, использующих воду или пароводяную смесь в качестве греющей среды. [c.6] Поэтому в конструкциях теплообменного оборудования АЭС с реакторами типа БН, эксплуатирующимися и создаваемыми вновь, пока что наблюдается довольно большое разнообразие. В первую очередь это относится к натриевым ПГ. Безусловно, это свидетельствует о стадии поиска в этой области техники, которая всегда предшествует появлению признанных оптимальных решений. [c.6] Что касается энергетических установок с высокотемпературными реакторами, то следует иметь в виду, что они находятся еще на начальной стадии становления. Естественно, что разработчики оборудования ведут всесторонний широкий поиск схемных, конструкционных и компоновочных решений. Поэтому здесь представляет интерес не только фактический эксплуатационный опыт реализованных конструкций теплообменного оборудования, но и информация о поисковых проектных разработках, об их сравнительном анализе и т. д. [c.6] Предполагаемая чрезвычайно высокая температура теплоносителя на выходе из реактора (около 1000°С) делает почти однозначным выбор в качестве теплоносителя гелия. [c.6] Специфика теплоносителя, высокие температуры, резкое падение механических характеристик конструкционных материалов при указанных температурах обусловливают необходимость дли этого типа установок формирования конструкторского и проектного опыта практически заново. [c.6] Авторы ограничились изложением вопросов проектирования и эксплуатации основного теплообменного оборудования АЭС с реакторами типов БН и ВТГР, поскольку теплообменному оборудованию АЭС с водо-водяными реакторами посвящена обширная литература, в которой излагается и обобщается накопленный проектный и эксплуатационный опыт. [c.6] Однако схемные и конструкционные решения встроенных теплообменников настолько тесно связаны с конструкцией соответствующего оборудования, что рассматривать их в отрыве представляется совершенно нецелесообразным. Поэтому ниже рассматриваются вопросы проектирования и особенности конструкций только основного теплообменного оборудования, а именно промежуточных теплообменников и ПГ. При этом следует иметь в виду, что многие расчетные и конструкционные рекомендации, для них сформулированные, могут и должны использоваться при проектировании и встроенных теплообменников. [c.7] Изложенные выше соображения позволяют утверждать, что сравнительный анализ известных конструкций и опыт их эксплуатации представляют в настоящее время особый интерес для дальнейшей проектной и технико-экономической оптимизации этого вида оборудования. [c.7] Жесткие технические требования, предъявляемые к оборудованию АЭС, обусловливают необходимость системного подхода к его проектированию, учета достаточно полного перечня действующих факторов, которые могут влиять на эффективность использования оборудования по функциональному назначению и на его ресурсные характеристики. [c.7] Из общих соображений и практики проектирования следует, что обоснованное предсказание эксплуатационных характеристик оборудования рассматриваемого типа нуждается в достаточно точном знании следующих факторов модели эксплуатации, распределения давления и скоростей рабочих сред в объеме теплообменника (поля давлений и скоростей), распределения температуры рабочих сред в объеме теплообменника в установившихся режимах в рабочем диапазоне мощностей, распределения температуры в элементах конструкции в установившихся режимах, распределения температуры в рабочих средах и элементах конструкции в переходных и аварийных (т. е. неустановившихся) режимах, напряжений в элементах конструкции в установившихся и неустановившихся режимах, параметров вибрации (амплитуды, частоты колебаний) элементов конструкции под гидродинамическим воздействием рабочих сред, накопления повреждений в элементах конструкций за проектный ресурс в соответствии с принятой моделью эксплуатации. [c.7] Прочностные расчеты теплообменного оборудования, т. е. расчеты напряжений и накопления повреждений с учетом высокой температуры, сами по себе не отличаются какой-либо спецификой и выполняются в соответствии с общими методами и рекомендациями теории прочности, сопротивления материалов, теории упругости и механики разрушения. [c.7] Следует отметить, что выбор представительной модели в каж-,дом конкретном случае является самостоятельной задачей и обоснование минимально необходимых требований, которым должна удовлетворять модель, также требует во многих случаях глубоких исследований. [c.8] Вернуться к основной статье