Канальный кипящий графитовый реактор Реакторы водо-водяного типа Реакторы на быстрых нейтронах Физика ядерного реактора Авария на ЧАЭС Повышение безопасности АЭС Системы контроля на атомной станции Авария на ЧАЭС

АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНДУКТОМЕТР АК-310

Назначение

Автоматический кондуктометр (рис. 38) АК-310 предназначен для непрерывного измерения и записи удельной электрической проводимости (УЭП) воды, конденсата турбин и пара в одной или шести точках (присосы в конденсаторе) систем автоматического контроля водного режима на блоке.

Условия эксплуатации

Параметры контролируемой пробы:

- температура - 30-40 оС;

- расход не более 30 л\час;

- давление не более 0,1 мПа.

Рис. 38 Схема принципиальная электрическая кондуктометра АК-310

Параметры окружающей среды:

- температура - 5-50 оС;

- относительная влажность (при t не более 35 оС) - 80%;

- атмосферное давление - (630-800) мм рБ.ст.

Параметры питания:

- напряжение - 220В

- частота переменного тока - (50±1) Гц.

Технические характеристики

Диапазон измерений УЭП, приведенный к температуре 35 оС:

(0-0,1), (0-1) мкСм/м (микросименс на метр).

Предел допустимого значения основной приведенной погрешности - ±4% от верхнего предела измерений.

Изменение показаний кондуктометра не превышает половины предела допустимой основной приведенной погрешности:

1) при неизменных значениях параметров контролируемой пробы и нормативных условиях эксплуатации в течение 7 суток;

2) при отклонении температуры окружающего воздуха от (20±5) оС до любой температуры в пределах от 5 до 50 оС на каждые 10 оС.

Изменение показаний кондуктометра при изменении температуры контролируемой пробы от 35 оС на +5 оС не превышает значения предела допускаемой основной приведенной погрешности. Выходной сигнал при сопротивлении нагрузки 2кОм составляет от0 до 5 мА. Время переходного процесса при расходе контролируемой пробы (20±3) л/час не превышает 1минуты. Потребляемая мощность - 45 вт.

Б 2.8.5 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ АК-310

Принцип работы кондуктометра основан на принципе изменения удельной электрической проводимости (УЭП) водного раствора солей в зависимости от его концентрации.

Изменение УЭП контролируемой пробы, функционально связанное с изменением его концентрации, приводит к изменению сопротивления чувствительного элемента, которое измеряется при помощи блока преобразователя.

Результат измерения отсчитывается по шкалам показывающего прибора блока преобразователя и потенциометра, отградуированных в единицах УЭП (мкСм/см) и записываются на диаграммной ленте потенциометра.

Электрогидравлические структурные схемы одноточечного и трехточечного вариантов кондуктометра приведены на рисунках 39, 40.

1 - блок чувствительного элемента; 2 - фильтр; 3 - чувствительный элемент типа А; 4 - блок преобразователя; 5 - измерительный преобразователь ПТ - ТП - 68; 6 - потенциометр КСП2-016; 7 - чувствительный элемент типа Б; I - вход анализируемого раствора с удельной электропроводностью 0 - 1 и 0 - 10 мкСм\см; II - выход анализируемого раствора; III - выход анализируемого раствора с удельной электропроводностью 0 - 100 мкСм\см.

Электрогидравлическая структурная схема одноточечного варианта кондуктометра

1 - вход контролируемой воды; 2 - блок датчика IЕ2.320.276; 3 - фильтр Н - катионитовый; 4 - чувствительный элемент типа А (IЕ5.132.365); 5 - выход контролируемой воды; 6 - блок преобразователя IЕ3.2П.039; 7 - преобразователь измерительный Ш78; 8 - чувствительный элемент типа Б (IЕ6.132.364); 9 - потенциометр КСП2-096.

Электрогидравлическая структурная схема трехточечного варианта кондуктометра

 Блок датчика

Блок датчика состоит из :

1) предвключенного Н-катионитового фильтра - 2 шт. Один рабочий, другой резервный;

2) чувствительного элемента (датчика).

Блок датчика предназначен для очистки контролируемой воды от примесей аммиака, гидразина и других аминов, а так же для преобразования солесодержания воды в электрический сигнал - удельной пропорциональной электрической проводимости (УЭП).

Известно, что удельная электрическая проводимость растворов зависит не только от их концентрации, но так же от присутствия в растворах различных газов (аммиака, углекислого газа и т.д.) и от отклонения температуры растворов от градуировочного значения +25 оС.

Такая зависимость УЭП растворов может привести к дополнительным погрешностям.

Теоретически чистая вода обладает электропроводимостью, обусловленной присутствием в ней ионов Н+ и ОН- вследствии электрической диссоциации молекул воды (Н2О)

Н2О Û Н+ + ОН- - уравнение диссоциации воды (23)

Удельная электрическая проводимость теоретически чистой воды при 25 оС равна 0,055 мкСм/см и эта величина практически не ощутима при контроле растворов повышенной электропроводимости.

Присутствие же в воде газов (аммиака, углекислого газа) значительно сказывается на результатах измерений.

Для исключения влияния этих примесей перед датчиком кондуктометра устанавливаются Н-катионитовые фильтры. Если пробу конденсата, содержащей аммиак, углекислоту (СО2) пропустить через фильтр с катионитом в Н-форме, аммиак будет задержан катионитом.

Предвключенный Н-катионитовый фильтр, заполненный ионнообменной смолой марки КУ-2, предназначен для исключения влияния на результат измерения примесей аммиака, гидразина и других аминов. Перед каждым датчиком на общей раме обычно устанавливается по два фильтра: один рабочий, другой резервный (рис. 41). Фильтр представляет собой трубу из нержавеющей стали, закрытую с обеих сторон крышками. Верхняя крышка имеет специальный штуцер для выпуска воздуха при заполнении фильтра водой. Под крышками установлены сетчатые фильтры в виде стаканов из полиэтилена, заполненные стекловатой. Соединение фильтра с чувствительным элементом осуществляется при помощи трубок из нержавеющей стали. Обменный объем смолы составляет не менее 1300 г.экв/м3, что соответствует примерно 6 месяцам работы фильтра при содержании аммиака в воде 0,5 мг/л. Полнота поглощения аммиака и других аминов зависит от скорости фильтрования. Скорость фильтрования устанавливается в пределах 3,6-4,2 л/час., что соответствует расходу контролируемой воды 18-21 л/час.

При истощении Н-катионитового фильтра производится его регенерация. На период регенерации истощенный фильтр отключается и при помощи соответствующих вентилей подключается резервный фильтр.

 Чувствительный элемент

Чувствительный элемент предназначен для преобразования солесодержания контролируемой пробы в удельную электрическую проводимость (УЭП) в диапазонах (0-0,1) мСм/см и (0-1,0) мСм/м. (рис. 42).

Рис. 41 Блок датчика кондуктометра

Рис. 42. Чувствительный элемент типа А.

Корпус чувствительного элемента изготовлен из нержавеющей стали. В нем установлены два катионитовых электрода, изолированных друг от друга и от корпуса с помощью фторопластовых прокладок. Каждый из электродов образует с корпусом самостоятельную ячейку, электрическое сопротивление которой подключается к измерительной схеме блока преобразователя нажатием соответствующей кнопки переключателя “0,1” или “1” на передней панели преобразователя для диапазона измерения 0-0,1 или 0-1,0 мСм/см соответственно. Во внутренней полости электрода находится терморезистор, предназначенный для автоматического ввода поправки на показания прибора при отклонении температуры контролируемой воды от градуированного значения 25 оС.

Выводы от электродов терморезистора подпаяны к разъему.

Важной особенностью отечественных проектов АЭС нового поколения, в отличие от действующих АЭС с ВВЭР, является применение усовершенствованной системы безопасности, построенной на основе комбинированных каналов с пассивными и активными механизмами независимо друг от друга выполняющими основные функции безопасности (рис.2). Пассивные системы могут самостоятельно выполнять все функции безопасности без активных систем и без вмешательства оператора. Эти системы способны функционировать даже в случае полной потери электроснабжения собственных нужд АЭС, включая аварийные источники переменного тока. В свою очередь активные системы могут обеспечивать безопасность при наличии энергоснабжения и управляющих воздействий. В проекте АЭС с ВВЭР-1500 реализован принцип совмещения функций нормальной эксплуатации и безопасности в одних и тех же механизмах. При этом в случае возникновения аварийных режимов не требуется никаких специальных переключений. Это существенно повышает надежность выполнения функций безопасности, так как исключается "длительно не обнаруживаемый отказ" и кроме того дает существенный экономический эффект в связи с сокращением количества оборудования. В проекте АЭС с ВВЭР-1500 для целей локализации продуктов аварии применены две защитные оболочки с вентилируемым пространством между ними. Внутренняя защитная оболочка обеспечивает герметичность объема, в котором размещена реакторная установка и воспринимает внутренние аварийные нагрузки. Внешняя оболочка способна противостоять всем природным, техногенным и антропогенным воздействиям на АЭС, характерным для конкретного места размещения АЭС. Удаление и очистка всех протечек из внутренней оболочки в вентилируемое пространство обеспечивается двумя типами независимых вентиляционных систем: активной и пассивной. Аварийная остановка реактора обеспечивается как традиционными механическими органами защиты, число которых увеличено до 121, так и быстрым вводом в первый контур борной кислоты. Механическая система защиты позволяет обеспечить (с учетом застревания одного из органов регулирования) останов и расхолаживание реактора до температуры менее 100°С без ввода борной кислоты. Это увеличивает безопасность АЭС при авариях, приводящих к глубокому расхолаживанию первого контура или связанных с несанкционированным попаданием в реактор чистой воды. Системы пассивного отвода тепла (СПОТ) от парогенераторов обеспечивают неограниченно длительный отвод тепла от реакторной установки к окружающему воздуху через специальные теплообменники, при авариях сопровождающихся полной и длительной потерей источников переменного тока на АЭС. Пассивная аварийная подпитка первого контура борным раствором при авариях с потерей теплоносителя первого контура, осуществляемая на гравитационном принципе с помощью системы гидроемкостей, позволяет обеспечить аварийное заполнение активной зоны без ввода в действие активных систем аварийной подпитки. В проектах АЭС нового поколения предусмотрены системы для управления запроектными авариями, связанными с плавлением ядерного топлива. Для обеспечения безопасности в этом случае предусмотрены технические средства удержания расплава в корпусе реактора, а если это по каким-либо причинам не получится, то - в специальном устройстве, размещенном под корпусом реактора. АЭС с ВВЭР-1500 - это проект АЭС третьего поколения, обладающий высоким уровнем безопасности и экономичности. Он является: " эволюционным проектом, для воплощения которого не требуется значительных затрат средств и времени на НИОКР для обоснования нового оборудования; " технологической "промежуточной стадией" перед решающим рывком к технологиям АЭС, "свободным от катастроф". Прогнозируемое дальнейшее развитие концепции легководных реакторов должно с очевидностью продемонстрировать важный элемент ядерно-энергетической стратегии XXI века - технологическую преемственность, опирающуюся на аккумулировавший огромные средства научный и технический потенциал и развитую промышленную базу, которые должны давать максимальную отдачу и решать экономические задачи как ближайшего будущего, так и отдаленной перспективы.


На главную