Шелегов Насосное оборудование АЕС 2011
.pdf
Рис. 10.29. Схема системы реагентов РО
10.9.3. Конструкция насосов
Основным элементом системы дозировки реагентов является плунжерный насос-дозатор серии НД с устройством автоматического регулирования производительности, разработанные ЦИНТИхимнефтемашем.
Дозировочные насосы такого типа (рис. 10.30 и 10.31) предназначены для объемного непрерывного дозирования жидкостей в технологических процессах на предприятиях различных отраслей про-
мышленности. При стабильных (в определенных пределах) плотности и вязкости жидкостей, температуре и параметрах режима эксплуатации они обеспечивают высокую точность дозирования.
301
Рис. 10.31. Устройство насоса НД 25/250:
1 – шатун; 2 – эксцентрик; 3 – вал; 4 – червячное колесо; 5 – червяк; 6 – упругая муфта; 7 – кронштейн; 8 – ползун; 9 – плунжер; 10 – корпус редуктора
Для дозировки реагентов на всас подпиточных насосов используются одинаковые по конструкции насосы-дозаторы низкого давления (P = 10 кгс/см2). Также имеется высоконапорный насос высокого давления (P = 250 кгс/см2), осуществляющий ввод аммиака непосредственно в напорный трубопровод от подпиточных агрегатов в первый контур. При вводе аммиака в напорный трубопровод от подпиточных агрегатов в первый контур уменьшаются его потери с запирающей водой главных циркуляционных насосов.
Рассмотрим общее устройство дозировочного агрегата на примере насоса-дозатора аммиака типа НД 25/250 ДА. Дозировочный электронасосный агрегат (см. рис. 10.31) состоит из двигателя, редуктора, регулирующего механизма и гидроцилиндра. Регулирую-
302
щий механизм предназначен для преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное движение плунжера, а также бесступенчатого регулирования длины хода плунжера с контролем по шкале установки подачи.
Гидроцилиндр, в котором непосредственно осуществляется рабочий процесс насоса, состоит из корпуса, плунжера, комплекта всасывающего и нагнетательного клапанов шарикового типа, уплотнительного устройства. Смазка подшипников и червячной передачи осуществляется разбрызгиванием масла, залитого в корпус редуктора. Для контроля уровня масла предусмотрен маслоуказатель.
Регулирование подачи насоса-дозатора производится вручную только при остановленном (!) насосе. Вращая эксцентрик относительно шейки вала насоса, можно менять суммарный эксцентриситет, а следовательно, и длину хода плунжера насоса от нуля до максимума.
Поступательное движение плунжера этих насосов осуществляется от основного электродвигателя за счет кулачка и возвратной пружины. Полный ход плунжера у них составляет 32 мм.
Автоматическое или дистанционное регулирование производительности этих насосов осуществляется изменением хода плунжера с помощью электрического исполнительного механизма, выходной вал которого сочленен с регулирующим устройством насосадозатора. Ход плунжера ограничивается выдвижением регулирующего устройства в переднее положение.
10.9.4. Технические характеристики насосов
Наименование |
Тип |
Подача, |
Напор, |
Частота |
|
л/ч |
кгс/см2 |
вращения, |
|||
|
|
|
|
об/мин |
|
Насос-дозатор |
|
|
|
|
|
едкого калия и |
НД 0,5Э 100/10 К1 3А |
100 |
10 |
1500 |
|
гидразина |
|
|
|
|
|
Насос-дозатор |
НД 0,5Э 100/10 К1 3А |
100 |
10 |
1500 |
|
аммиака |
|
|
|
|
|
Насос-дозатор |
НД 25/250 ДА |
25 |
250 |
1500 |
|
аммиака |
|||||
|
|
|
|
303
10.9.5. Эксплуатация системы
Рабочие растворы реагентов готовятся в химическом цехе. После проверки концентрации реагентов и содержания хлорид-ионов растворы поступают на заполнение соответствующих расходных баков узла реагентов РО.
При концентрации аммиака в баке на уровне 3 % необходимый расход дозировки его в подпиточную воду (и, следовательно, ход плунжере насоса-дозатора) относительно невелик, что затрудняет регулирование подачи насоса. Приходится выставлять очень малый ход плунжера насоса-дозатора, который трудно контролировать по месту. Поэтому инструкция допускает использование раствора аммиака с концентрацией от 1,5 до 3 % для обеспечения плавного регулирования концентрации NH3 в теплоносителе 1-го контура и работы насосов-дозаторов c оптимальным ходом плунжера.
При нормальной эксплуатации блока в подпиточную воду должен непрерывно дозироваться аммиак. Аммиак постоянно теряется в цикле, и восполнение осуществляется постоянной его дозировкой на всас работающего подпиточного агрегата.
Автоматическое или дистанционное регулирование производительности этих насосов осуществляется изменением хода плунжера с помощью электрического исполнительного механизма, выходной вал которого сочленен с регулирующим устройством насосадозатора. Ход плунжера ограничивается выдвижением регулирующего устройства в переднее положение.
Первоначально в проекте была предусмотрена система химического контроля качества теплоносителя 1-го контура «Арктур», по сигналам от датчиков которой электронный регулятор должен был автоматически устанавливать необходимую подачу аммиака в подпиточную воду. Однако из-за отсутствия в настоящее время выпуска промышленных аммиакомеров регулирование подачи аммиака производится вручную оператором РО по месту пропорционально расходу подпиточной воды.
Дозировка аммиака должна вестись с таким расчетом, чтобы в подпиточной воде была более 5 мг/л, и концентрация NH3, водорода в теплоносителе 1-го контура лежала в пределах от 2,7 до 5,4 мг/л. Однако превышать дозировку аммиака в подпиточную воду более 50 мг/л не следует. Основным и часто имеющим место
304
нарушением ВХР 1-го контура является именно передозировка аммиака в подпиточную воду. В этом случае превышение концентрации аммиака в подпитке приводит к вымыванию калия из катионитового фильтра (находящегося в калий-аммиачной форме), т.е. фактически происходит регенерация фильтра. Это в свою очередь приводит к резкому повышению концентрации щелочных металлов в теплоносителе 1-го контура.
Для оперативного устранения такого нарушения необходимо ввести в работу катионитовый фильтр системы СВО-2, находящийся в H-форме. Это позволит поглотить избыток калия из теплоносителя и одновременно снизить величину pH теплоносителя, так как катионит будет эквивалентно отдавать в очищаемый теплоноситель ионы водорода в результате чего нейтрализуется избыточная щелочность.
Эпизодически, для поддержания в теплоносителе 1-го контура нормируемой величины концентрации щелочных металлов, производится дозировка определенного объема KOH в подпиточную воду по рекомендации водно-химической лаборатории.
Насосы-дозаторы реагентов РО относятся к насосам объемного действия, в которых подача жидкости осуществляется за счет вытеснения ее движущимся поршнем. Поршневые насосы такого типа можно пускать в ход только при открытой задвижке на напорном трубопроводе (или рециркуляции), так как пуск насоса при закрытой задвижке может привести к поломке или разрыву напорного трубопровода. Этим поршневые насосы принципиально отличаются от центробежных.
Хочется сказать несколько слов об определенной опасности, которую представляет собой использование химических реагентов в технологическом процессе. Помещения узла реагентов реакторного отделения относятся к газоопасным.
При эксплуатации узла реагентов реакторного отделения следует помнить, что используемые в узле TB20 реагенты способны оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека.
Гидразингидрат – сильный восстановитель, легко разлагающийся под действием катализаторов нагревания. В смеси с кислородом взрывоопасен. При контакте с окислами некоторых металлов, асбестом или активированным углем возможно ею самовозгорание. Токсичен при поступлении в организм.
305
Аммиак водный технический обладает сильными щелочными свойствами. При вдыхании аммиака высокой концентрации может вызвать ожоги слизистой оболочки глаз, удушье, приступы кашля, головокружение.
Едкий калий – сильное основание. Как твердое вещество, так и его концентрированные растворы вызывают очень сильные ожоги кожи. Попадание щелочи в глаза может привести к их тяжелым заболеваниям и даже потере зрения.
306
Глава 11. ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ НА АЭС
11.1.Схема насосной установки
11.1.1.Насосная установка
Насос – гидравлическая машина, предназначенная для перекачивания жидкости.
Преобразуя механическую энергию двигателя, приводящего во вращение рабочее колесо, в механическую энергию движущейся жидкости, насосы перемещают жидкость и увеличивают её давление.
Насосный агрегат – это насос с приводным механизмом и необходимыми вспомогательными системами, находящимися в определенном оперативном состоянии.
Состав и устройство различных вспомогательных систем – обвязка насосного агрегата − определяются типом насоса, назначением насосного агрегата, технологической схемой основного оборудования, компоновкой оборудования, характеристиками источника рабочего тела насоса и особенностями условий обслуживания.
В состав оборудования насосного агрегата входят: гидравлическая часть насоса (далее – насос); рама, общая с приводным механизмом или раздельная;
приводной механизм (электродвигатель, паровая турбина); станина или корпус насоса с подшипниковым узлом; соединительная муфта вала привода и вала насоса; редуктор (гидромуфта);
защитные элементы – кожуха полумуфт, вентиляторов, заземление;
элементы обвязки насосного агрегата.
Защитные элементы обеспечивают безопасное обслуживание насосного агрегата. К ним относятся:
кожух полумуфты; кожух вентилятора охлаждения электродвигателя.
заземление электродвигателя на специальный контур. Эксплуатация насосного агрегата без этих элементов не допус-
кается.
307
Наличие и состояние защитных элементов должны проверяться перед каждым пуском насосного агрегата.
Согласно требованиям, насосный агрегат должен иметь соответствующее внешнее оформление (рис. 11.1):
элементы насосного агрегата должны быть покрашены;
в случае перекачки горячих жидкостей (при t > 55 °С) непосредственно сам насос должен иметь тепловую изоляцию;
на элементах насосного агрегата должны быть нанесены соответствующие надписи:
эксплуатационное обозначение насоса, направление вращения ротора насоса, направление вращения ротора электродвигателя,
обозначения запорной арматуры элементов обвязки насосного агрегата,
стрелки, показывающие направление движения перекачиваемой среды.
Рис. 11.1. Внешнее оформление насосного агрегата
Все насосные агрегаты, независимо от назначения и сложности конструкции, оборудуются приборами контроля давления рабочей среды во всасывающем и напорном трубопроводах.
Приборы контроля давления могут устанавливаться как по месту, так и через соответствующие преобразователи на специальных рампах или местных/блочных щитах управления.
308
Для замены и ремонта приборов контроля на соответствующих импульсных линиях устанавливается так называемая первичная запорная арматура. Она обслуживается персоналом технологического цеха, в котором размещен насосный агрегат.
Кроме приборов контроля давления ответственные агрегаты могут иметь и другие приборы контроля:
температуры масла подшипников двигателя и насоса; температуры металла подшипников и электродвигателя; давления и расхода охлаждающей жидкости электродвигателя
насоса.
11.1.2. Технологическая схема насосной установки
Насосный агрегат в технологических схемах обозначается следующим образом:
а − с электроприводом |
б − с турбоприводом |
Рис. 11.2. Обозначение насосного агрегата на технологических схемах
Наиболее часто для насоса используют электропривод, поэтому иногда электропривод насоса на схеме не показывают:
Рис. 11.3. Упрощенное обозначение насоса
Запорная арматура на всасывающем и напорном трубопроводах − обязательный элемент обвязки насосного агрегата. Для уменьшения гидравлического сопротивления всасывающего и напорного трубопроводов насосного агрегата устанавливается запорная арматура типа «задвижка».
Обратный клапан на напорном трубопроводе является обязательным элементом центробежных насосных агрегатов и устанавливается для предотвращения обратного хода рабочей жидкости
309
при аварийном отключении насоса, а также обеспечения возможности постановки насоса в горячий резерв, т.е. на АВР.
Схема трубопроводов рециркуляции
Устройстворециркуляцииобеспечиваетминимальный (25−30 %) пропуск жидкости через насос с целью исключения запаривания насоса и выхода его из строя в периоды пусков, остановов и работы с минимальной производительностью.
Устройством рециркуляции оборудуются центробежные насосы большой производительности, например питательные.
Управление открытием вентиля рециркуляции – автоматическое по блокировке. В качестве импульса на открытие вентиля рециркуляции могут использоваться:
импульс от расходомерной шайбы при снижении расхода; сигнал от концевика обратного клапана насоса или закрытой на-
порной задвижки; повышение температуры перекачиваемой жидкости в насосе;
величина нагрузки электродвигателя насоса.
Закрытие вентиля рециркуляции часто осуществляется обслуживающим персоналом при загрузке насоса более 35 % номинальной.
Открытие вентиля рециркуляции строго контролируется по месту обслуживающим персоналом перед каждым пуском насоса.
11.1.3. Вспомогательные системы насосной установки
Схема опорожнения
Рис. 11.4. Схема опорожнения насоса
310