Ma’ruza №1 Mavzu: Issiqlik va elektr energiyani taqsimlash va iste’mol qilish. Reja

Ma’ruza № 3
Mavzu: AES issiqlik sxemasida fizik – kimyoviy jarayonlar va issiqlik eltuvchi va ishchi jismlarning balanslari.

Atom elektr stantsiyasining ishlashi uning davrlarida sodir bo'ladigan juda muhim fizik – kimyoviy jarayonlar bilan birga keladi. Bu, birinchi navbatda, yadroviy reaktor ionlashtiruvchi nurlanishning kuchli manbai, shuningdek, sovutish suvining strukturaviy materiallarga korroziv ta'siri bilan bog'liq. Fizik -kimyoviy jarayonlar issiqlik jarayonlari bilan chambarchas bog'liq bo'lib, bir -biriga o'zaro ta'sir ko'rsatadi. Bu qo'shimcha maxsus uskunalarni talab qiladi. Asosiy fizik -kimyoviy jarayonlarni atom elektr stantsiyalarining issiqlik uskunalari bilan bir xil sxemalar asosida ko'rib chiqish maqsadga muvofiqdir (soddalashtirilgan issiqlik sxemasiga qarang). Suv sovutgichli AESlarda birlamchi davriy suvning juda yuqori tozaligini ta'minlash kerak. Suv tarkibidagi aralashmalar birlamchi kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin - reaktor, nasos va armatura. Reaktorning yonilg'i elementlariga (yonilg'i elementlariga) yotqizish ayniqsa xavflidir, chunki bu nafaqat issiqlik uzatish koeffitsientining pasayishiga olib keladi, balki favqulodda vaziyatga olib kelishi mumkin. Yoqilg'i elementining qoplamasi har doim sovutish suvi haroratidan yuqori. Ortiqcha katta bo'lsa, konlarning qalinligi va issiqlik yuki oshadi. Reaktor yonilg'i tayoqchalari uchun issiqlik yuki notekis va 1,2-106-1,5-106 Vt / m2 ga etadi, o'rtacha 0,3-106-0,5-106 Vt / m2. Shuning uchun reaktordagi konlar issiqlik o'tkazuvchanligining yomonlashishiga, kuchli isitishga va natijada yonilg'i elementlarining qoplamasining vayron bo'lishiga olib kelishi mumkin. Chig'anoqlar vayron bo'lganda, unga bo'linish mahsulotlarining chiqarilishi tufayli sovutish suvi faollashadi. Agar tsikldagi faollik ma'lum chegaradan oshsa, reaktor yopilishi kerak.

Zanjirdagi asosiy kimyoviy jarayonlar asosan strukturaviy materiallarning korroziyasi va issiqlik uzatish yuzalarida cho'kmalar paydo bo'lishi bilan bog'liq. Reaktor materiallarining korroziyasining eng muhim turlaridan biri, ostenitik zanglamaydigan po'latlarning donalararo korroziyasini, ularning markazlari bilan solishtirganda, don chegaralari bo'ylab xrom tarkibining pasayishi, shuningdek, korroziyali yorilish bilan bog'liq. Suv sovutish suvi tarkibidagi kislorod va xlor ionining ko'payishi bilan bu korroziya jarayonlarining tezligi sezilarli darajada oshadi.

Ba'zi hollarda kislorodning ko'payishi, ayniqsa gidroksidi muhitda, zirkonyum qotishmalarining tez korroziyasini keltirib chiqarishi mumkin. Sovutgichning korroziya tezligi va turi, korroziya jarayonining tabiati, suvga o'tadigan korroziya mahsulotlarining miqdori va ularning tarqalgan tarkibi bog'liq bo'lgan juda muhim xarakteristikasi - bu pH faollik xususiyatini tavsiflaydi. vodorod ionlari. Sovutish suvi pH ning perlitli po'latlar va alyuminiylarning korroziyasiga ta'siri eng yaqqol seziladi: pH 9-10 gacha oshishi bilan korroziya tezligi va korroziya mahsulotlarining suvga o'tish tezligi bir necha bor kamayishi mumkin. Biroq, bu qiymatlardan oshib ketish ba'zi hollarda po'latlarning ishqoriy yorilishiga olib kelishi mumkin. Issiqlik o'tkazuvchan yuzalarga cho'kmalar, shuningdek, qattiqlik tuzlaridan kelib chiqadi, bu ayniqsa, qaynab turgan reaktorlar uchun muhim ahamiyatga ega. Yonilg'i elementlari yuzasida har xil turdagi konlar eng xavfli hisoblanadi, chunki ular qoplamaning korroziyasini tezlashtiradi. Ta'riflangan jarayonlarning zararli ta'sirini kamaytirish uchun, atom elektr stantsiyasi ishlayotganda, sovutish suvidagi har xil aralashmalarning kontsentratsiyasini ma'lum darajada ushlab turish kerak, bu esa sovutish suvini tozalashga ko'p kuch sarflashni talab qiladi.
Sovutgich bilan ishlaydigan davrlarda sodir bo'ladigan barcha fizik -kimyoviy jarayonlar atom elektr stantsiyasi ishlayotganda qat'iy hisobga olinishi kerak. Sovutish moslamasining o'rnatilgandan keyingi ifloslantiruvchi moddalar bilan ifloslanishiga yo'l qo'ymaslik uchun, shuningdek montaj ishlarining yuqori sifatini ta'minlash uchun, AES ishi boshlanishidan oldin sxemalar tayyorlanadi va tozalanadi. Birinchi bosqichda, gidravlik sinovlar o'tkaziladi, ular yuqori bosimli suv sovutgich bilan to'ldirilgan kontaktlarning zanglashini tekshirishdan iborat.
Elektr o'tkazuvchanligi va mustahkamligi sinovlarining gidravlik tekshiruvi o'tkazilgandan so'ng, aylanma yuvish amalga oshiriladi, bu kontaktni yig'ishdan keyingi ifloslantiruvchi moddalardan tozalash va yuvish bilan birga, elektronning ichki yuzalarida himoya oksidi plyonka hosil bo'lishini ta'minlaydi. Sirkulyant yuvish sovuq (100 ° C gacha) va issiq (260 ° S gacha) sovutish suvi bilan ketma -ket amalga oshiriladi. Yuvish paytida reaktorning gidravlik xususiyatlarini oldindan o'qish ta'minlanadi.
Yuqorida sanab o'tilgan hodisalar bizni sovutish suvi tozaligiga juda yuqori talablar qo'yishga majbur qiladi. O'chirish yopiq bo'lgani uchun, sovutish suvining yuqori tozaligi o'zgarmasligini kutish mumkin edi. Biroq, bu faqat suvning tabiiy aralashmalari uchun to'g'ri keladi. Shu bilan birga, har qanday sxemada va har qanday sharoitda, ham uskunaning ishlashi paytida, ham to'xtash vaqtida korroziy jarayonlar sodir bo'ladi, buning natijasida konstruktiv materiallarning oksidi sovutish suviga o'tadi. Shunday qilib, tarkibida tabiiy aralashmalardan ortiq bo'lgan tarkibiy materiallar oksidlarining mavjudligi ikki davrli AES suv sovutgichi uchun eng xarakterlidir.
Vaqt o'tishi bilan tabiiy aralashmalar bir xil darajada qoladi va korroziya mahsulotlarining tarkibi doimiy ravishda oshib boradi. Agar ularni konturdan olib tashlash tashkillashtirilmagan bo'lsa, bu ularning qabul qilinmas darajada yuqori tarkibiga va kontur yuzalariga cho'kishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, CMPC tizimi reaktor suvini korroziyali mahsulotlardan tozalash uchun o'z kontsentratsiyasini maqbul darajada ushlab turishga imkon beradigan o'rnatishni o'z ichiga olishi kerak. Reaktor suvining bir qismi shunday inshootga yuboriladi, keyinchalik u birlamchi sxemaga qaytadi (1 -rasmga qarang).
Reaktor suvi doimiy ravishda tozalanadi. Bu suvni korroziya mahsulotlaridan tozalash uchun, suvga kiruvchi kationlarni olib tashlash kerak, shuning uchun katyonizatsiya etarli bo'lib tuyuladi (tozalash haqida batafsil ma'lumot olish uchun pastga qarang). Ammo, bu holda, reaktorga qaytarilgan suv kislotali (H-kationli) yoki ishqoriy reaktsiyaga (NH4-kationlanish) ega bo'ladi. Na-kationizatsiyaga kelsak, u odatda natriyning faollashishi tufayli qabul qilinishi mumkin emas. Shuning uchun ham barcha suv anion almashinuvchi filtrdan o'tkaziladi. Tozalash inshootining qarshiligini yengish uchun asosiy aylanma nasosi ishlab chiqaradigan bosim pasayishi ishlatiladi. Korroziya mahsulotlarining kontsentratsiyasi qancha ko'p bo'lsa, shuncha ko'p suvni tozalash inshootiga yuborib, uning barcha elementlarining hajmini oshiradi. Bundan tashqari, utilizatsiya qilinadigan ion almashinuvchi filtrlarning almashinish qobiliyati tezda tugaydi. Shuning uchun, MPC sxemasida korroziyaga chidamli materiallar ishlatiladi va suvda ularning minimal korroziyasi uchun sharoit yaratiladi.

1 - Rasm. Ion almashuvchi filtrlar yordamida reaktor suvini chetlab tozalash:
1-reaktor; 2 - aylanma nasosi; 3 - regenerativ issiqlik almashtirgich, 4 - kondensat sovutish, 5 - kation almashtirgich; 6 - anionitli filtr.
Kondensatorda vakuum hosil qilish uchun past haroratlarda bug' kondensatsiyasini ta'minlash kerak (kondensatordagi bosimga qarab 26-30 ° S). Buning uchun sovutish suvi kondensator naychalari orqali ma'lum tezlikda 5-10 ° C gacha qizdiriladi, buning uchun juda katta miqdorda suv etkazib berish va qarshilikni engish uchun zarur bo'lgan bosim ostida texnik suv ta'minoti tizimini yaratish kerak. butun tizim (odatda taxminan 0,2 MPa).
Suv ta'minoti tizimlari har xil bo'lishi mumkin, lekin hamma hollarda kondensator naychalari ichida yotish ehtimoli qizdirilganda aralashmalarning eruvchanligi pasayishi hisobiga ko'rib chiqilishi kerak. Bu konlar kondensatorda issiqlik uzatish koeffitsientini pasaytiradi va vakuumning yomonlashuviga olib kelishi mumkin, natijada turbina qurilmasining samaradorligi va quvvatining pasayishiga olib kelishi mumkin. Bunday konlarning oldini olish texnik suv ta'minoti sifatiga bog'liq bo'lgan fizik -kimyoviy jarayonlarni o'rganishni, uni to'g'ri tozalashni va eng to'g'ri texnik echimni qabul qilishni talab qiladi. Bunga yaqin shartlar tarmoq isitgichida sodir bo'ladi, lekin undagi harorat yuqori va suv sarfi nisbatan past. Shu munosabat bilan, isitish tizimining suvi soddalashtirilgan kimyoviy tozalashdan o'tadi.
Texnologik suv nafaqat kondensatorlar uchun, balki stansiya tizimidagi barcha muzlatgichlar uchun, masalan namuna oluvchilar va ba'zi yordamchi issiqlik almashinuvchilar uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, u yopilish paytida reaktorni sovutish tizimida, ishlatilgan yoqilg'i tayoqchasini ishlatilgan yonilg'i havzasini, reaktorni biologik himoya suv idishini va boshqalarni sovutish uchun ishlatilishi mumkin.
Bug 'tomonida kondensator vakuum ostida, ya'ni atrof -muhit va kondensatsiyalanuvchi bug' o'rtasida, shuningdek u bilan sovutish suvi o'rtasida bosim farqi mavjud. Shu bilan birga, kondensator korpusining turbina egzoz trubkasi bilan bo'g'imlarida va quvurlar quvurli plastinkalarga o'ralgan joylarda, shuningdek, kondensator quvurlaridagi korroziya yoriqlarida oqish har doim ham mumkin. Birinchi turdagi qochqinlar natijasida havoning ma'lum qismlari kondensatorga kirib, vakuumni buzadi va uskunaning korroziyasini keltirib chiqaradi, shuning uchun atmosferaga kondensatsiyalanmaydigan gazlar chiqarilishi bilan gazlarni ejektorlardan doimiy ravishda so'rib olish zarur. Kondensatordan gazlarni faqat ejektorlarning ishlashi natijasida to'liq olib tashlash mumkin emas, shuning uchun kondensatorda kondensatni gazsizlantirishning fizik -kimyoviy jarayonini tashkil etish kerak - undan erigan gazlarni olib tashlash.