Měření při najíždění bloku (vybrané kapitoly)
1
Reaktor VVER 1000 – typ V320 • Heterogenní reaktor • Palivo – nízce obohacený kysličník uraničitý • Moderátor a chladivo – roztok kyseliny borité v chemicky čisté vodě • Nominální tepelný výkon 3000 MWt • Záporný teplotní i výkonový koeficient AZ • Primární okruh je tvořen 4 smyčkami • Rozdílné úhly mezi smyčkami 2
Primární okruh VVER 1000
3
Aktivní zóna reaktoru VVER-1000 • • • • • • •
Počet palivových kazet 163 Počet palivových proutků v kazetě 312 Délka aktivní části 3,5 m Počet regulačních souborů 61 Maximální obohacení paliva (5 % ) Maximální vyhoření (60 MWd/kg) Vsázka paliva 92 000 kg 4
5
Schéma rozložení smyček
6
Základní parametry reaktoru VVER-440 • • • • • •
Elektrický výkon Tepelný výkon Počet smyček Provozní tlak Teplota vody na vstupu do AZ Ohřátí vody v aktivní zóně
440 MWe 1375 MWT 6 12,75 MPa 269 °C 30 °C
7
Primární okruh VVER 440 v hermetickém boxu
8
Primární okruh VVER 440 v hermetickém boxu
9
Aktivní zóna reaktoru VVER 440 • • • • • • •
Počet palivových kazet 349 Počet palivových proutků v kazetě 126 Délka aktivní části 2,5 m Počet regulačních kazet 37 Obohacení paliva (3,6 %) Maximální vyhoření paliva (42 MWd/kg) Vsázka paliva 42 000 kg 10
Mapa AZ EDU
11
Měření při najíždění VVER 1000
12
Měření při plnění I.O • • • • • • • •
Plnění I.O čerpadly systému TK Do úrovně HDR – průtok 40 m3/hod Po utěsnění HDR, přírub TK a MT – 10 m3/hod Povolený teplotní rozdíl mezi mediem a teplotami kovu PG. KO a TNR je 60 °C Hladina v KO – 1003 –1013 cm – zastavení plnění a dokončení montáže HB Po dokončení montáže, rovnoměrné plnění. Konečná hladina v KO – 1060 – 1100 cm. Kontrola odvzdušnění Zprovoznění RVLIS a tlak na 0,39 MPa - stabilizace 13
Tlaková zkouška I.O na těsnost • Parametry I.O – Teplota I.O i KO vyšší než minimální teplota – Tlak v I.O cca 2 MPa – KO – dusíkový polštář – Hladina v KO je cca 1110 cm • Parametry II.O – Teplota II.O se ohřívá společně s I.O – Tlak atmosférický nebo na tlaku sytosti – Hladina v PG je 370 cm
14
Minimální teplota TNR • • • • • • •
V prvém roce provozu 50 °C 4 roky – 86 °C 8 let – 97 °C 12 let – 103 °C 16 let – 108 °C 20 let – 112 °C 40 let – 125 °C 15
Postup tlakové zkoušky (1) • • • •
Ohřev pomocí HCČ a topení v KO Do teploty 200 °C zakázána práce 4 HCČ Rychlost ohřevu do 20 °C / hod Po dosažení teploty – vypnutí HCČ a ohříváků v KO • Nastavení tlaku na 9,8 MPa – stabilizace a prohlídka zařízení 16
Postup tlakové zkoušky (2) • Po vyhovujícím výsledku – pokračování • Zvýšení tlaku na 15,6 MPa – stabilizace a prohlídka zařízení • Po vyhovujícím výsledku zvýšení tlaku na 17,55 MPa (předtím odpojení tlakových okruhů na nižší tlak) • Stabilizace, prohlídka zařízení • Výsledek OK – protokol a pokračuje se v najíždění • Problém – zjištění netěsnosti a závad, snížení tlaku a nebo i drenážování, odstranění závad a opakování zkoušky. 17
Výměna dusíkového polštáře za parní • Ohřev I.O pomocí HCČ a ohříváků v KO • Parametry – – – –
Teplota v KO je 225 °C Rozdíl teplot mezi KO a I.O je 55 °C Tlak v I.O je 2 – 2,5 MPa Parametry II.O odpovídají stavu I.O
18
Postup výměny • • • • •
Snížení hladiny o cca 50 cm Otevření přepouštění dusíku do BN V BN zadaná hodnota tlaku – hlídá se nepřekročení Rozdíl teplot v KO a I.O vyšší než zadaná hodnota V průběhu cca 1 hodiny dochází k vyrovnání teploty media v KO na teplotu sytosti – kontrola (tři měření po 15 min) • Zadání hladiny v KO – 424,8 cm • Poklesne-li hladina na tuto hodnotu do 105 minut – automatické spuštění signálu – výměna ukončena 19
Konečné parametry • Primární okruh – Tlak cca 3,2 MPa – Teplota v I.O cca 185 °C – Teplota v KO cca 237 °C – Hladina v KO 424,8 cm – Koncentrace kyseliny borité - odstavná • Sekundární okruh – Tlak – Teplota – Hladina vody v PG
cca 1,12 MPa nižší než 185 °C 370 cm
20
Dosažení nominálního tlaku • Náhřev bloku čerpací prací HCČ + zbytkový výkon • Teplota v KO se udržuje o 55°C vyšší než v I.O • Po dosažení teploty v KO – 307 °C – tlak 9,5 MPa se tlak stabilizuje a provedou se zkoušky • Pokračování v náhřevu na parametry – – – – –
Teplota v I.O Tlak v I.O Teplota v KO Hladina v KO Rychlost ohřevu
260 °C 15,6 MPa 346 °C 424,8 cm max. 20 °C /hod 21
Parametry bloku na nominálním výkonu • Parametry I.O – Tepelný výkon – Počet pracujících smyček – Tlak chladiva – Střední teplota chladiva – Teplota v HV – Teplota chladiva v SV – Hladina v KO (je funkcí výkonu) • Sekundární strana PG – Tlak v HPK – Teplota páry – Hladina vody v PG
3000 MW 4 15,6 MPa 298,8 °C 313,9 °C 283,6 °C 816,8 cm 6,25 MPa 278,3 °C 231 cm 22
Izotermický stav VVER 440
23
Mapa AZ EDU
24
Izotermický stav • • • • •
Měření teplot na výstupu z palivových kazet Kalibrace TES pře montáží Sjednocení údajů při každém najíždění Ohřev I.O na 260 °C – stabilizace teploty Programové moduly EDU – Kontrola kritérií izotermického stavu – Výpočet teplotních korekcí 25
Kontrola izotermického stavu • Časové kroky měření, v každém kroku počet cyklů • Měřené veličiny – 12 teplot OT v SV a HV – 36 teplot OT v 18 KK – 18 diferencí teplot OT v 18 KK
• Počítané veličiny – – – –
Trendy 12 teplot OT ve větvích Trendy 36 teplot OT v KK Trend střední vstupní teploty (průměr 6 OT v SV) Trendy jsou počítány za 8 cyklů v každém časovém kroku 26
Kontrola izotermického stavu • Další zobrazované údaje – Změny všech 36 OT v KK za časový krok – Změny všech 210 teplot na výstupu z kazet za časový krok Při dosažení přijatelného izotermického stavu je spuštěn programový modul pro výpočet teplotních korekcí 27
Procedura pro výpočet korekcí
28
Zjednodušený postup • • • • • • •
Záznam všech teplotních měření Výpočet reprezentativní hodnoty napětí TES Výpočet reprezentativní hodnoty OT v KK Výpočet referenční teploty Výpočet „důvěryhodné teploty“ studených konců Výpočet teplot všech termočlánků Výpočet individuálních korekcí 29
Záznam všech teplotních měření • • • •
Záznamy primárních signálů (hodnoty napětí) Termočlánků v AZ – 210 + 6 Termočlánky na SV a HV – 24 ( ( 6 + 6 ) x 2) OT v KK – 18 KK po dvou OT = 36
30
Výpočet reprezentativních hodnot napětí termočlánků • Vyhlazení signálů – napěťové signály • Vyloučení odchýlených hodnot – překračující zvolené kritérium • Opakování max. 4x • Střední kvadratická odchylka je menší než ekvivalentní hodnota tepoty = 0,8 °C • Střední hodnota zbylých napětí je považována za reprezentativní napětí 31
Výpočet reprezentativních hodnot teplot OT v KK
• Totožný postup jako u termočlánků
32
Výpočet referenční teploty • Střední hodnota – – – – – – –
Z 6 OT v SV Z 6 OT v HV Z 12 OT ve smyčkách Z 6 OT v SV s korekcemi MO – nejčastěji Z 6 OT v HV s korekcemi MO Z 12 OT ve smyčkách s korekcemi MO Postup jako u RH – kritérium 0,5 °C
• Hodnota stanovená fyziky na základě nezávislých měření 33
Měření teplot na HCS
34
Výpočet teploty studených konců • Je-li rozdíl teplot dvou OT v KK menší než kritérium (obvykle 0,5 °C) bere se průměr • Je-li rozdíl větší – Referenční teplota se přepočte na napětí – Vypočte se průměrná hodnota napětí TES zapojených do této KK – Rozdíl těchto dvou hodnot je napětí odpovídající teplotě v KK – Napětí se převede na teplotu pro daný typ termočlánku 35
Výpočet teploty termočlánků • Reprezentativní hodnota napětí daného termočlánku se sečte s hodnotou napětí odpovídající důvěryhodné teplotě v KK • Tato hodnota termoelektrického napětí se převede na teplotu – dle vztahu pro příslušný typ termočlánku
36
Výpočet individuálních korekcí • Hodnota korekce termočlánku je rozdíl referenční teploty a hodnoty teploty termočlánku stanovené výpočtem • Hodnota korekce OT v KK je rozdíl „důvěryhodné teploty“ v této KK a reprezentativní teploty daného OT stanovené z naměřených hodnot 37
Měření tepelného výkonu reaktoru • Tepelný výkon je jedním ze základních parametrů energetického zařízení • Obecně se hodnota tepelného výkonu určuje jako součin průtoku média, které prochází zdrojem tepla, a rozdílu jeho entalpie za a před tímto zdrojem. • U jaderného reaktoru se proto pro přesné stanovení tepelného výkonu používá nepřímá metoda, založená na měření tepelných bilancí mezi primárním a sekundárním okruhem jaderného bloku.
38
Základní parametry reaktoru VVER-440 • • • • • •
Elektrický výkon Tepelný výkon Počet smyček Provozní tlak Teplota vody na vstupu do AZ Ohřátí vody v aktivní zóně
440 MWe 1375 MWT 6 12,75 MPa 269 °C 30 °C
39
Primární okruh VVER 440 v hermetickém boxu
40
Primární okruh VVER 440 v hermetickém boxu
41
42
Metodika měření jednotlivých parametrů 1) Měření tlaku media • • •
Tlak napájecí vody za VTO, Tlak napájecí vody před PG (resp. Tlak páry za PG)
43
2) Měření průtoku media • • •
Průtok napájecí vody za VTO, Průtok napájecí vody před PG (resp. Průtok páry za PG) Hmotnostní průtoky se vyhodnocují podle ČSN ISO 5167-1
44
3) Měření teploty media • • •
Teplota napájecí vody za VTO, Teplota napájecí vody před PG Teplota páry za PG (měřena nebo počítána z tlaku páry)
45
Schéma měřícího systému Čidla technologie sekundárního okruhu
1
2
Sdružovací svorkovnice
•
odporové teploměry a tlakové převodníky
•
provizorní trasy od čidel do svorkovnic
•
svorkovnice hlavních signálových tras
•
provizorní trasy mezi svorkovnicemi
n
Měření Pt100 Blok 1
měřící ústředna HP 34970A
Řídící PC ústředny
Blok 2
• Napájecí bloky tlakových převodníků
46
Kalibrace měřícího zařízení
47
48
49
50
51
52
52
53
53
Přenosová trasa (přenosový kanál) Experimentální měřící systém
54
54
55
55
56
57
Vyhodnocovací zařízení Experimentální měřící systém
58
58
59
59
Metodika vyhodnocení Tepelný výkon reaktoru QR se určuje z bilance příkonu a ztrát v rozsahu primárního okruhu:
QR = QI.O. - QPříkon + QZtráty
MWT
kde QPříkon, QZtráty. se určují na základě vyhodnocení provozních měření parametrů médií technologických zařízení primárního okruhu dále lze uvažovat, že platí :
Qpříkon = Qztráty.
60
Tepelný výkon reaktoru QR = Q I.O.
6 j NV
QI.O. = ∑ G
(
⋅ ip − i
j NV
)
MWT
j =1
61
