Стенд – «Модель II контура АЭС с ВВЭР-1000» (В-3) предназначен для проведения исследований в области совершенствования водно-химических технологий и программно-технических средств автоматизированных систем контроля и управления водно-химическими режимами (СКУ ВХР) II контура АЭС с ВВЭР-1000.
Стенд В-3 представляет собой крупномасштабную структурно-подобную (объемно-мощностной масштаб 1:145) модель II контура, включающую в себя все основные функциональные элементы теплосилового оборудования:
- парогенератор (ПГ);
- конденсатор;
- деаэратор;
- подогреватели низкого и высокого давления (ПНД и ПВД);
- конденсатные и питательные насосы.
Уникальность стенда заключается в том, что при его проектировании и создании решалась задача моделирования с соблюдением определенного масштаба всех основных элементов II контура АЭС с ВВЭР-1000.
Стенд рассчитан и спроектирован на рабочие параметры и режимы II контура АЭС с ВВЭР-1000. Элементы теплосилового оборудования стенда выполнены из штатных конструкционных материалов, применяемых для изготовления оборудования II контура ВВЭР-1000. В конструкции стенда предусмотрена возможность размещения в тракте дополнительных элементов (например, ячеек для установки датчиков измерительных средств, работающих при высоких параметрах) на 4 рабочих участках с различными параметрами.
Стенд включает в себя системы обеспечения и поддержания ВХР (конденсатоочистка, установка коррекционной обработки рабочей среды, деаэратор, система продувки ПГ, система отбора и подготовки проб рабочей среды из различных точек контура, система автоматизированного химического контроля проб рабочей среды и т.д.).
Стенд оснащен автоматизированной системой управления для обеспечения автоматизированного управления установкой и поддержания заданного режима.
Автоматизированная система управления работой стенда В-3 состоит из двух подсистем: системы контроля и управления тепломеханическим оборудованием (СКУ ТМО) и системы контроля и управления водно-химическими режимами (СКУ ВХР).
СКУ ТМО предназначена для осуществления дистанционного и автоматизированного управления тепломеханическим оборудованием стенда. СКУ ТМО построена на базе программно-технических средств Teleperm ME, включает в себя 107 измерительных каналов для измерения давления, перепадов давления, расхода, уровня и температуры рабочей среды, осуществляет управление 193 исполнительными механизмами.
СКУ ВХР обеспечивает информационную поддержку персонала в части контроля параметров ВХР контура, идентификации аномалий ВХР и их причин, формирования рекомендаций для принятия решений по управляющим воздействиям при нарушении показателей ВХР. Система позволяет отображать информацию о текущих значениях химических параметров рабочей среды, при отклонении их от нормы выдавать сигнал оператору. Сообщение об отклонении может быть просмотрено в развернутом виде, в таком же виде оно заносится в журнал сообщений системы. Уникальной особенностью системы является ее способность определять возможные причины возникших нарушений ВХР и выдавать оператору совет с описанием его дальнейших действий, окончательное решение остается за оператором. Для принятия наиболее верного решения СКУ ВХР предоставляет возможность просмотра информации о состоянии ВХР в различных видах.
Для сбора информации о химических параметрах среды в различных точках контура стенд оснащен:
- системой сбора и подготовки проб теплоносителя из различных точек контура;
- системой автоматизированного химического контроля проб теплоносителя из различных точек контура;
- экспресс-лабораторией, которая оснащена современными приборами для проведения химических анализов состава воды.
Подготовка проб водных сред отбираемых из различных технологических потоков и их автоматизированный химический контроль осуществляется с помощью систем подготовки проб и измерений СППИ, разработанных в АО «ЭНИЦ» совместно с ПКТИ «Атомармпроект», (г. Великий Новгород).
На базе стенда создан Полигон СКУ ВХР, который предназначен для отработки алгоритмов контроля и управления ВХР, отладки оперативных методов контроля химических параметров ВХР II контура АЭС с реактором ВВЭР-1000.
Количество петель - 1
Масштаб моделирования - 1:145
Тепловая мощность 2 контура, МВт - 5,5
Паропроизводительность, т/ч - 10
Температура пара на выходе парогенератора, °С - 280,6
Давление пара на выходе парогенератора, МПа - 6,48
Температура питательной воды на входе в парогенератор,°С - 225
1 - деаэратор; 2 - РОУ; 3 - парогенератор; 4 - подогреватели низкого давления;
5 - конденсатор; 6 - подогреватели высокого давления; 7 - установка очистки конденсата;
8 - конденсатные насосы; 9 - питательные насосы.
Основные направления экспериментальных исследований
В условиях промышленных испытаний трудно получить достаточно «чистую» информацию из-за наложения множества эксплутационных факторов и, тем более, в широком диапазоне концентраций реагента, не нарушая действующие нормы ВХР.
Принципы, заложенные в конструкцию стенда В-3, позволяют выполнить широкий круг испытаний. При этом стенд позволяет решать комплексные взаимосвязанные задачи, которые не могут быть решены на более простых стендах.
Среди многих задач, которые позволяет решать стенд В-3, наиболее актуальными являются:
- исследования процессов коррозии, эрозии и массопереноса;
- исследования по обеспечению надежности парогенератора ПГВ-1000;
- совершенствование технологии ведения ВХР II контура для повышения надёжности и безопасности эксплуатации АЭС с ВВЭР;
- предпромышленная проверка и отработка перспективных и альтернативных ВХР;
- отработка технологий и режимов консервации оборудования II контура;
- совершенствование средств и методов химического контроля водного режима;
- отработка систем контроля и управления (СКУ) ВХР II контура в стационарных и переходных режимах;
- отработка элементов СКУ ВХР и экспертных систем на Полигоне СКУ ВХР;
- верификация математических моделей и алгоритмов диагностики и управления ВХР как в контуре, так и в его структурных элементах с последующим переносом их на реальный объект.
Решение этих задач необходимо для повышения эффективности технологического оборудования АЭС, увеличения его эксплутационного ресурса и КИУМ.
