Научная статья на тему 'ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМНОЙ ОСУШКИ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА РЕАКТОРА РБМК-1000'

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМНОЙ ОСУШКИ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА РЕАКТОРА РБМК-1000 Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
65
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОТРАБОТАВШЕЕ ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО / SPENT NUCLEAR FUEL / ТЕХНОЛОГИЯ ОСУШКИ КОНТЕЙНЕРОВ С ОЯТ / TECHNOLOGY FOR SNF DRYING IN STORAGE CASKS / АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ / AUTOMATIC CONTROL SYSTEM

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Ефимов Владимир Казимирович, Маликов Тимофей Борисович, Мигров Юрий Андреевич, Самусь Сергей Валерьевич, Черный Олег Дмитриевич

Представлены результаты экспериментального обоснования технологии вакуумной осушки отработавшего ядерного топлива реактора РБМК-1000 при переводе на сухое хранение. Приведены описания экспериментального стенда, оборудования, сценарии проведения и результаты экспериментов. Рассмотрены особенности внедрения этой технологии

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Ефимов Владимир Казимирович, Маликов Тимофей Борисович, Мигров Юрий Андреевич, Самусь Сергей Валерьевич, Черный Олег Дмитриевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIMENTAL STUDY OF THE PROCESS FOR rbmk-1000 SNF VACUUM DRYING BEFORE DRY STORAGE

The paper presents result of experiments carried out in support of the technology for RBMK-1000 SNF vacuum drying in preparation for dry storage. The experiment setup, equipment, scenarios, and results are described. The technology application issues are discussed.

Текст научной работы на тему «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМНОЙ ОСУШКИ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА РЕАКТОРА РБМК-1000»

УДК 621.039.59

В.К. Ефимов1, Т.Б. Маликов2, Ю.А. Мигров3, С.В. Самусь4, О.Д. Черный5

экспериментальное обоснование технологии вакуумной

осушки отработанного

ядерного топлива реактора рбмк-1000

ФГУП Научно-исследовательский технологический институт им А.П. АлексанДрова, РФ Ленинградская обл., г. Сосновый Бор

Представлены результаты экспериментального обоснования технологии вакуумной осушки отработанного ядерного топлива реактора РБМК-1000 при переводе на сухое хранение. Приведены описания экспериментального стенда, оборудования, сценарии проведения и результаты экспериментов. Рассмотрены особенности внедрения этой технологии.

Ключевые слова: отработавшее ядерное топливо, технология осушки контейнеров с ОЯТ, автоматизированная система управления

Для перевода отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) РБМК-1000, которое в настоящее время находится в бассейнах выдержки на АЭС, на сухое контейнерное хранение с дальнейшей возможностью транспортировки контейнеров с ОЯТ на переработку или на окончательное хранение в ОАО «КБСМ» разработана конструкция упаковочного комплекта хранения (УКХ-109).

УКХ-109 представляет собой металлобетонный контейнер (МБК), загруженный чехлом с ампулами в количестве 144 штук. В ампулах размещаются пучки твэлов, полученные путем разрезки на две части отработавших тепловыделяющих сборок реактора РБМК-1000. Для удаления воды из внутренних полостей ампул и контейнера в средствах осушки УКХ-109 используется вакуумное осушение.

Отработка технологии вакуумной осушки УКХ-109 выполнялась в ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова» на крупномасштабном стенде осушки и контроля герметичности СМ-Э332. Стенд СМ-Э332 (рисунок 1) состоит из натурного металлобетонного контейнера, технологических систем осушки и откачки газов, системы измерений и контроля герметичности.

Контейнер стенда представляет собой доработанный под установку имитаторов ОЯТ и датчиков измерения температуры и давления натурный контейнер СМ-561-01 с внутренней крышкой и обеспечением герметичного вывода кабеля от электронагревателей и датчиков температуры. Внутри контейнера установлено четыре геометрически подобных натурным ампулы с нагревателями, которые имитируют процесс испарения воды из натурной ампулы с ОЯТ. Массив остальных прогретых ампул с ОЯТ моделируется шестью катушками кабельного нагревателя, намотанного на барабан-чехол.

!

V

Рисунок 1. Стенд СМ-Э332: а) общий вид стенда, б) контейнер СМ-561-01 в разрезе. 1 - силовой щит; 2 - контейнер СМ-561-01; 3 - мановакуумметр; 4 - площадка обслуживания; 5 - конденсатор; 6 - клапан; 7 - приемныйй бак; 8 - клапан; 9 - бустерный бак; 10 -редуктор; 11 - баллон с гелием; 12 - редуктор; 13 - баллон с азотом, 14 - контейнер СМ-561-01 в разрезе, 15 - катушка нагревателя, 16 - ампула, 17 - гермоввод, 18 - внутренняя крышка, 19 - клапан внутренней полости, 20 - чехол.

Основные характеристики стенда:

Размеры контейнера, (диаметр/высота) мм 300/5125

Внутренний объем контейнера, м3 7,31

Масса контейнера в сборе, т 68,37

Масса чехла, т 0,78

Количество имитаторов ампул, шт. 4 Суммарная мощность нагревателей контейнера, кВт 11

Суммарная мощность нагревателей ампул, кВт 0,3

Диапазон изменения давления среды контейнера, кПа 0,2...150 Диапазон изменения температуры среды контейнера, °С 10.180

а)

б)

Масштабы моделирования применительно к УКХ-109:

объемный, линейный 1 : 1

по мощности тепловыделения

имитаторов ампул с ОЯТ РБМК-1000 1 : 1

1 Ефимов Владимир Казимирович, канд. техн. наук, заместитель начальника отдела, e-mail: [email protected]

2 Маликов Тимофей Борисович, начальник лаборатории, e-mail: [email protected]

3 Мигров Юрий Андреевич, д-р техн. наук, начальник отдела, e-mail: [email protected]

4 Самусь Сергей Валерьевич, начальник группы e-mail: [email protected]

5 Черный Олег Дмитриевич, начальник группы e-mail: [email protected]

Дата поступления - 8 мая 2014 года

Как видно из представленных характеристик, уникальность стенда заключается в том, что он включает в себя натурный контейнер, поэтому процессы осушки можно моделировать на нем в реальном масштабе времени.

На стенде СМ-Э332 были проведены эксперименты, моделирующие различные условия подготовки УКХ-109 к сухому хранению:

- с энерговыделением, соответствующим 10-ти и 30-летней выдержке ОЯТ РБМК-1000;

- с различной массой испаряемой воды в контейнере и в ампулах с ОЯТ (от 1 до 31 л);

- в зимних и летних условиях окружающей среды;

- с различной степенью прогрева корпуса МБК.

Каждый эксперимент, как правило, состоял из

трех основных этапов.

На первом, подготовительном этапе осуществлялась подготовка и настройка оборудования стенда, проверка его герметичности. На этом этапе, перед установкой крышки контейнера, в центральную часть каждой ампулы через верх заливалось по 250 г воды, после чего ампулы закрывались штатными крышками, при этом величина зазора между крышкой и корпусом ампулы находилась в пределах 0,5...1,0 мм. На дно контейнера, в зависимости от типа эксперимента, заливалось от 1 до 31 кг воды.

На втором этапе, с целью моделирования температурного режима натурного УКХ за время его доставки из отделения загрузки на площадку обслуживания для проведения вакуумного осушения, осуществлялся предварительный, как правило 24-часовой, прогрев контейнера стенда при помощи электрических нагревателей, установленных в ампулах и на чехле.

Суммарная мощность нагревателей чехла для экспериментов, имитирующих 30-летнюю выдержку Оят для УКХ-109, устанавливалась 3,8 кВт. При этом, с учетом неравномерности тепловыделения по высоте твэла, в верхних катушках нагревателей чехла поддерживалась мощность 1,6 кВт, а в нижних - 2,2 кВт. Мощность нагревателей в каждой ампуле поддерживалась в пределах 2529 Вт.

Для опытов, имитирующих 10-летнюю выдержку ОЯТ для УКХ-109, суммарная мощность нагревателей чехла устанавливалась равной 6,3 кВт (верх - 2,7 кВт, низ - 3,6 кВт), а ампул - по 44 Вт.

На третьем, основном этапе проводилась откачка парогазовой среды из контейнера от атмосферного давления до остаточного давления в диапазоне от 1 до 3 кПа. После окончания осушки нагреватели отключались, и контейнер охлаждался до температуры окружающей среды. В среднем длительность проведения одного эксперимента составляла 10.15 суток.

Измерения, регистрация и обработка экспериментальной информации на стенде выполнялись при помощи системы экспериментальных измерений, состоящей из 54 различных датчиков, и специально разработанной ИВК «СМ-Э332». Видеокадр мнемосхемы стенда, с помощью которой осуществлялось управление и контроль за параметрами технологического процесса осушки во время эксперимента, показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема стенда СМ-Э332 а) видеокадр мнемосхемы ИВК «СМ-Э332» б) упрощенная схема стендаСМ-Э332.1 - контейнер СМ-561-01, 2 - конденсатор, 3 - приемный бачок, 4 - вакуумный насос,

РАК1 - датчик давления на выходе из контейнера, ТРК_оиТ1 -датчик температуры в конденсаторе, РАТ0_0ит - датчик давления в конденсаторе, ТСОС - датчик температуры окружающей среды, К2 - клапан запорный, К7 - клапан запорно-регулирующий, М_СОND - масса воды в приемном баке.

Анализ результатов экспериментального моделирования процессов вакуумного осушения УКХ-109 с ОЯТ РБМК-1000 на стенде СМ-Э332 показал, что в зависимости от величины давления парогазовой смеси в контейнере можно условно выделить три различные стадии технологического процесса вакуумного осушения УКХ. Рассмотрим эти процессы на примере результатов эксперимента СМ_3_06, в котором моделировалась вакуумная сушка УКХ-109 с 31 кг воды и с энерговыделением, соответствующем 30-летней выдержке Оят (см.рисунок 3).

На 1-ой стадии процесса вакуумирования в диапазоне давления в контейнере от 140 до 10.20 кПа происходит откачка парогазовой смеси, состоящей преимущественно из воздуха. Пар, образующийся в ампулах с ОЯТ, в основном конденсируется на более холодных стенках контейнера, в первую очередь на крышке и в клапане внутренней полости. На этой стадии осушки откачка смеси может выполняться с максимально возможной производительностью вакуумного насоса, но давление на выходе теплообменника не должно быть ниже, чем давление насыщения водяных паров по температуре окружающей среды.

Такой режим откачки устанавливается для исключения захолаживания внутренних поверхностей клапана внутренней полости контейнера ниже температуры окружающей среды.

Рисунок 3. Характерные стадии технологического процесса вакуумного осушения УКХ-109:1 давление парогазовой смеси в контейнере; 2 - давление насыщения водяных паров при температуре окружающей среды; M_COND масса конденсата в приемном баке.

II-я стадия вакуумной осушки, которая реализуется при давлениях в контейнере менее 10.20 кПа, характеризуется интенсивным парообразованием в контейнере и конденсацией выходящего пара в теплообменнике. На этой стадии откачки, после начала конденсации пара в теплообменнике (начала увеличения уровня в приемном баке), при помощи регулирующего клапана К7 необходимо поддерживать давление в конденсаторе на 10-20 % выше чем давление насыщения водяных паров по температуре окружающей среды. Выполнение этого условия необходимо для надежной конденсации пара в теплообменнике и, соответственно, уменьшения количества пара, поступающего при работающем насосе в блок с фильтрами и в сам насос.

III-я стадия откачки начинается после прекращения конденсации пара в конденсаторе (стабилизации уровня в приемном баке). На этой стадии в области давлений меньше 7 кПа осуществляется диагностика окончания процесса вакуумной осушки контейнера.

Диагностика достижения нормативных значений концентрации остаточной влаги в МВК

Основной задачей вакуумного осушения МБК является обеспечение условий, при которых максимально допустимое содержание воды в контейнере не должно превышать величины 20 г/м3 или 100 г на контейнер УКХ-109. Анализ результатов экспериментального моделирования процессов вакуумного осушения УКХ-109 на стенде СМ-Э332 показал, что в реальных условиях осушки, когда содержание влаги в конкретном контейнере неизвестно, возможен единственный метод определения количества остаточной влаги во внутренней полости контейнера.

Для этого в контейнере необходимо создать условия, при которых вся жидкая фаза воды испарилась, а паровая фаза находится в перегретом относительно температуры насыщения состоянии. Затем следует измерить общее давление парогазовой смеси в контейнере и определить, допуская в консервативном приближении равенство парциального давления пара измеренному, плотность пара на линии насыщения и, соответственно, его массу в объеме контейнера.

Полученное при этом значение массы пара является максимально возможным, так как наличие в контейнере остатков воздуха снижает плотность перегретого пара в контейнере. Такой подход справедлив и в связи с отсутствием температурных измерений в контейнере УКХ-109. Поэтому единственной информацией, на осно-

вании которой можно сделать вывод о тепловом состоянии контейнера при его вакуумировании, является температура окружающей среды на посту подготовки УКХ-109 к сухому хранению.

В соответствии с термодинамическими свойствами воды и водяного пара на линии насыщения плотности насыщенных паров воды 20 г/м3 соответствует давление 2,72 кПа и температура насыщения 22,5 °С. Следовательно, основным требованием к степени остаточного разряжения во внутреннем объеме МБК при проведении технологического процесса вакуумного осушения является откачка среды контейнера до абсолютных давлений менее Рмах = 2,72 кПа (см. рисунок 4). В этом случае остаточная плотность паров воды в контейнере будет меньше нормативной величины.

При температуре окружающей среды на площадке вакуумирования УКХ-109 больше 22,5 °С и откачки среды контейнера до абсолютного давления 2,72 кПа, внутренние поверхности стенок контейнера из-за остаточного тепловыделения ОЯТ всегда будут перегреты выше температуры 22,5 °С, а водяные пары перегреты относительно состояния насыщения.

Рисунок 4. Границы остаточного давления парогазовой смеси в УКХ-109 при диагностировании окончания вакуумной сушки: 1 зависимость давления от температуры на линии насыщения воды; 2 - допустимая область остаточного давления; 3 область ухудшенной конденсации пара в теплообменнике

При температуре окружающей среды меньше 22,5 °С откачку среды контейнера необходимо выполнять до давлений, как видно из рисунка 4, ниже 2,72 кПа. В этом случае нижний предел остаточного давления в контейнере и, соответственно, минимально возможная температура окружающей среды будут определяться условиями надежной конденсации паров воды в теплообменнике-конденсаторе и исключения вскипания конденсата в приемном баке. Принимая температуру в конденсаторе средств осушки УКХ-109 равной 4 °С, с учетом обеспечения температурного напора 5 °С для надежной конденсации пара в конденсаторе, получим минимально возможную величину температуры окружающей среды, равную 9 °С. Следовательно, величину давления на выходе из конденсатора и, соответственно, в контейнере необходимо поддерживать, как видно из рисунка 4, более Рмин = 1,15 кПа.

Таким образом, для создания условий полного испарения воды в контейнере при температурах окружающей среды от 38 до 22,5 °С газовый объем контейнера необходимо откачать до давления ниже 2,72 кПа, при температуре окружающей среды от 22,5 до 10 °С - ниже давления насыщения при этих температурах, но выше Рмин =

1,15 кПа. При температуре окружающей среды от 5 до 10 °С, как видно из рисунка 4, откачку среды контейнера необходимо выполнять ниже Рмин=1,15 кПа. В этом случае условия для конденсации пара в теплообменнике ухудшаются, и пар может поступать в блок с фильтрами и в насос.

Далее необходимо выполнить контроль отсутствия в контейнере жидкой фазы воды. Для этого откачку необходимо прекратить, магистраль откачки УКХ-109 перекрыть и контролировать давление в контейнере. С учетом результатов экспериментального моделирования процессов вакуумной осушки МВК на стенде СМ-Э332 процесс завершения осушки УКХ-109 выглядит следующим образом.

Если в течение 4 часов давление в контейнере повысится для ОЯТ 30-летней выдержки на величину менее 100 Па (для ОЯТ 10-летней выдержки - менее 200 Па) и при этом абсолютное давление в контейнере не превысит величину давления насыщения при температуре окружающей среды или предельную величину остаточного давления 2,72 кПа, что свидетельствует об отсутствии в контейнере жидкой фазы, то осушка закончена и величина остаточной влаги в контейнере не превышает 20 г/м3. Если эти условия не соблюдаются, то необходимо откачку повторить.

Экспериментальная проверка алгоритма и критерия завершения осушки МБК

С учетом изложенных выше требований к проведению технологического процесса вакуумного осушения МБК с ОЯТ РБМК-1000 был проведен тестовый эксперимент СМ_9_06 с неизвестным для экспериментаторов количеством воды, залитой в контейнер. Упрощенная схема стенда приведена на рисунке 3б.

Эксперимент СМ_9_06 выполнялся при температуре окружающей среды 16 °С. Температура охлаждающей воды в конденсаторе во время эксперимента находилась в пределах 10...11 °С. Во время проведения эксперимента постоянно вычислялось давление насыщенных паров воды по температуре окружающего воздуха и давление насыщенных паров воды по температуре в конденсаторе. До начала эксперимента контейнер был откачен до давления 4 кПа.

На рисунке 5 представлены результаты проведения вакуумной осушки в таких условиях.

В начале эксперимента был включен нагрев чехла с суммарной мощностью 3,9 кВт, что соответствует осушению УКХ-109 с ОЯТ РБМК-1000 30-летней выдержки. Нагрев производился в течение всего эксперимента. Через 24 часа фаза предварительного нагрева была закончена. При этом давление газовой смеси в контейнере выросло до 6 кПа.

Затем в магистрали откачки был открыт клапан К2 и полностью открыт клапан К7 (см. рисунки 2 и 5) и при помощи вакуумного насоса началась откачка парогазовой среды из внутренней полости контейнера. Как видно из рис. 5, на первой стадии осушки, в соответствии с предложенным выше алгоритмом, откачка выполнялась с максимально возможной скоростью, но давление на выходе из конденсатора (РАТО_ОиТ) оставалось выше давления насыщения паров воды при температуре окружающей среды ^_Т_ф).

5

ж» — 1 PATOOUT — 2 РДК1 — 3 PSJffTOJN — 4 PS_T_qc

у г

1

- II % Am — \

- w \ h- «CUjl^f FTTW

О 10 2 0 30 40 SO G0 70 80

Время-ч

а

в)

Рисунок 5. Эксперимент СМ_9_06, изменение во времени: а) работа клапанов К2, К7; б) давления среды в контейнере (PAK1) и на выходе из конденсатора (PATO_OUT), давления насыщения водяных паров по температуре окружающей среды (Ps_T_cjc) и по температуре охлаждающей жидкости в конденсаторе (Ps_TFTO_IN); в) количества конденсата в приемном баке (M_COND).

Примерно с 26-го часа (см. рисунок 5), после начала конденсации пара в теплообменнике, наступила вторая стадия осушки. В этот момент был закрыт клапан К7 и откачка насосом прекратилась. После выхода уровня конденсата в приемном баке на стационарное значение (см. параметр M_COND) регулировка расхода откачки и давления на выходе из конденсатора (PATO_OUT), начиная с 28 часа эксперимента, выполнялись путем кратковременного открытия клапана К7.

К 40-му часу эксперимента в приемном баке было собрано 3,6 кг конденсата. Как видно, с 40-го по 47-й час эксперимента темп прироста конденсата в приемном баке существенно снизился, и поэтому началась реализация третьей стадии осушки - диагностика достижения нормативных значений концентрации остаточной влаги в контейнере. Так как температура окружающей среды в эксперименте была равна 16 °С, что меньше 22,5 °С, то и откачка среды контейнера на этом этапе выполнялась до величины давления ниже давления насыщения при температуре 16 °С (Ps_T_cjc = 1,8 кПа), но выше величины давления насыщения при температуре охлаждающей жидкости в конденсаторе Ps_TFTO_IN = 1,3 кПа. После достижения указанного давления клапан К2 был закрыт. В контейнере начался рост давления, который свидетельствовал о присутствии воды в жидкой фазе. При достижении давления в контейнере величины давления насыщения по температуре окружающей среды клапан К2 был открыт и цикл откачки повторился. После 8 циклов откачки осушка контейнера была завершена.

Изменение параметров процесса осушки МБК в конце эксперимента (с 70-ого часа) представлено на рисунке 5. После выполнения короткого цикла откачки насосом был закрыт клапан К2, и одновременно, с целью проверки показаний датчиков давления, прекращена подача охлаждающей жидкости в конденсатор. Как видно, в пределах своей погрешности измерения датчик PATO_ OUT регистрирует парциальное давление пара в конденсаторе и в магистрали откачки от клапана К2 до клапана К7.

Дрейф давления в контейнере, зарегистрированный датчиком РАК1, в диапазоне времени от 65-го до 76-го часа имел постоянную величину (~20 Па/ч), соизмеримую с изменением давления газа от температуры при постоянном объеме, и не изменился при закрытии клапана К2.

Допуская, что воздух в контейнере отсутствует (консервативная оценка), и принимая во внимание погрешность измерения датчика РАК1, получим, что максимально возможное остаточное парциальное давление пара в контейнере имеет величину 1,7 кПа, которая меньше давления насыщения водяных паров по температуре окружающей среды, равного Ps_T_cjc = 1,93 кПа. Поэтому все внутренние и внешние поверхности контейнера в этот момент времени значительно перегреты относительно точки росы, величина которой в нашем случае составляет 17 °С. В этом случае максимально возможная плотность остаточных паров воды в контейнере составит величину 12,8 г/м3, что меньше нормативного значения 20 г/м3.

Величина массы конденсата, слитого после эксперимента из приемного бака, составила 3,97 кг. Перед началом эксперимента экспертной комиссией на днище контейнера было залито 3,81 кг воды. С учетом остатка паров воды в контейнере после эксперимента (90 г) и количества воды, оставшегося после проведения предыдущего эксперимента (160 г), примерный небаланс массы залитой воды в контейнер и собранной в виде конденсата составил (3,81+0,16) - (3,97+0,09)= - 0,090 кг.

Таким образом, результаты тестового эксперимента, выполненного в соответствии с предложенным алгоритмом проведения вакуумной осушки УКХ-109, надежно обосновывают условия достижения нормативных значений концентрации остаточной влаги в контейнере.

Для реализации предложенного алгоритма в средствах осушки УКХ-109 необходимо обеспечить следующие измерения:

- температуры хладоносителя на выходе из кон-денсатного блока;

- температуры воздуха в помещении поста подготовки УКХ к сухому хранению;

- давления парогазовой смеси в магистрали осушки на выходе из контейнера;

- давления парогазовой смеси на выходе из теплообменника;

- весового уровня конденсата в приемном баке.

Для контроля давления среды в магистрали откачки необходимо предусмотреть применение датчиков, имеющих следующие характеристики:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- датчик давления на выходе из контейнера с диапазоном измерения 0.4 кПа и погрешностью ± 10 Па;

- датчик давления на выходе из конденсатора с диапазоном измерения 0.10 кПа и погрешностью ± 25 Па.

При температуре окружающего воздуха менее 15 °С целесообразно увеличить время предварительного прогрева УКХ-109 на стадии его подготовки к вакуумиро-ванию до 2.3 суток, а также предусмотреть режим дополнительного вакуумирования. Для этого, после фиксации факта завершения осушки, необходимо выполнить откачку среды контейнера до давления 0,76 кПа при помощи дополнительной байпасной линии, которая даст возможность исключить конденсаторный блок из магистрали откачки, и предотвратит вскипание конденсата в приемном баке. Но в этом случае определенное количество водяных паров поступит в фильтры и насос.

Внедрение технологии на АЭС с реакторами РБМК-1000

Экспериментальные работы на стенде показали, что процесс осушки требует высокой точности поддержания заданных технологических параметров, которую трудно обеспечить без применения современных средств ав-

томатизации. В связи с чем, в кооперации с ОАО «КБСМ», была разработана автоматизированная система управления процессом подготовки УКХ-109 к сухому хранению.

Автоматизированная система управления подготовкой (АСУП) УКХ-109 с ОЯТ к сухому хранению предназначена для решения комплекса задач, связанных с управлением технологическим оборудованием, используемым при подготовке контейнера к длительному сухому хранению в части контроля герметичности, удаления влаги и заполнения контейнера инертными газами.

Целями создания и внедрения АСУП УКХ-109 являются.

1. Обеспечение соблюдения технологического процесса по подготовке контейнера к длительному сухому хранению:

- ведение технологического процесса в режимах, обеспечивающих надежное удаление влаги из контейнера и конденсацию ее в теплообменнике;

- фиксация факта окончания сушки;

- уменьшение влияния человеческого фактора на технологический процесс.

2. Обеспечение безопасности и снижение дозо-вой нагрузки на персонал за счет:

- снижения количества ручных операций, выполняемых в непосредственной близости от контейнера при проведении операций по контролю герметичности, по осушке и заполнению инертными газами;

- реализации условий технологического процесса, исключающих (уменьшающих) попадание радиоактивных продуктов в окружающую среду и рабочие помещения системы.

3. Создание системы оперативного контроля состояния контейнера в процессе подготовки к хранению (в части контроля герметичности, осушки и заполнения газами) за счет:

- формирования банка данных по подготовленным к хранению контейнерам с автоматическим формированием отчетной документации;

- обеспечения непрерывного наблюдения за технологическим процессом, как с дисплейных пультов управления, так и с рабочих мест административного персонала.

Система выполнена с использованием современных средств автоматизации технологических процессов. Управление комплексом ведется с дисплейного рабочего места оператора при помощи системы видеокадров (рисунок 6), а сам технологический процесс максимально автоматизирован.

Рисунок 6. Видеокадр система автоматического управления подготовкой

Предложенный комплекс программно-аппаратных средств позволил решить следующие основные задачи:

- реализация технологического регламента осушки УКХ-109, обеспечивающего нормативные требования по содержанию остаточной влаги;

- контроль и отображение параметров технологического процесса и диагностика состояния оборудования;

- создание механизма защит и блокировок;

- учет наработки оборудования;

- диагностика исправности аппаратных средств АСУП УКХ-109;

- уменьшение влияния человеческого фактора на технологический процесс;

- автоматизированное формирование отчетной документации по переводу ОЯТ на сухое хранение, создание информационных архивов;

- снижение дозовой нагрузки на персонал за счет уменьшения доли ручного труда при управлении и наблюдении за технологическим процессом.

Литература

1 Ефимов В.К., Маликов Т.Б., Мигров Ю.А., По-дымака Н.Ф., Черный О.Д. Экспериментальное исследование на стенде СМ-Э332 процессов вакуумной осушки МБК с ОЯТ РБМК-1000: отчет НИТИ им. А.П. Александрова 2005 год. СПб.: «НИЦ «Моринтех»», 2006. С. 154-160.

2 Ефимов В.К., Маликов Т.Б., Мигров Ю.А., Поды-мака Н.Ф., Черный О.Д. Обоснование регламента осушки упаковочного комплекта хранения с отработавшим ядерным топливом реактора РБМК-1000: отчет НИТИ им. А.П. Александрова 2006 год. СПб.: «НИЦ «Моринтех», 2007. С. 155-170.

3. Гуськов В.Д., Давиденко Н.Н, Зозуля В.М., Маликов Т.Б. Автоматизированная система управления подготовкой УКХ-109 к сухому хранению // Сборник докладов IV международного ядерного форума, 2009 г., «Атомтранс - 2009», Санкт-Петербург с 28 сентября по 2 октября 2009 г. СПб.:Росатом, 2009. С. 97-101.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.