Atomelektrostacijas galvenā padeves ūdens dzesēšanas sistēma ir dzesēšanas barjera kodoldrošībai

Galvenās padeves ūdens dzesēšanas sistēmas galvenā pozicionēšana un funkcionālā vērtība
Atomelektrostacijas enerģijas pārveidošanas process būtībā ietver dzesēšanas šķidruma sildīšanu primārajā ķēdē, izmantojot kodola skaldīšanas radīto siltumenerģiju, un pēc tam siltumenerģijas pārnešanu uz galveno padeves ūdeni sekundārajā ķēdē caur tvaika ģeneratoru, pārvēršot padeves ūdeni augsta spiediena -tvaikā, lai darbinātu tvaika turbīnu elektroenerģijas ražošanai. Galvenās padeves ūdens dzesēšanas sistēmas galvenā funkcija ir nodrošināt stabilu un vadāmu dzesēšanas vidi šim ciklam, vienlaikus panākot saprātīgu siltuma izkliedi un atgūšanu. Tās funkcionālā vērtība galvenokārt ir atspoguļota trīs aspektos.

Pirmkārt, nodrošiniet reaktora serdeņa dzesēšanu. Kodolreaktora kodols kodoldalīšanās laikā nepārtraukti atbrīvo lielu daudzumu siltumenerģijas. Ja to nevarēs laicīgi eksportēt, tas izraisīs pēkšņu iekšējās temperatūras paaugstināšanos un nopietnus drošības negadījumus. Galvenā padeves ūdens dzesēšanas sistēma nepārtraukti piegādā dzesēšanas padeves ūdeni uz tvaika ģeneratoru, absorbē siltumu no primārā dzesēšanas šķidruma un nodrošina, ka iekšējā temperatūra tiek uzturēta drošā sliekšņa robežās, veidojot svarīgu "dzesēšanas barjeru" reaktora drošībai. Saskaņā ar SAEA statistiku, aptuveni 12% no neplānotajām atslēgšanām atomelektrostacijās ir saistītas ar padeves ūdens sistēmas kļūmēm, kas netieši apliecina galvenās pievadūdens dzesēšanas sistēmas kritisko drošības vērtību.

Otrkārt, saglabājiet sekundārās cilpas cikla stabilitāti. Galvenajai padeves ūdens dzesēšanas sistēmai nepieciešams precīzi pielāgot padeves ūdens plūsmas ātrumu un temperatūru atbilstoši reaktora jaudas izmaiņām, nodrošinot stabilus tvaika parametrus tvaika ģeneratora izejā un nodrošinot nepārtrauktu un kvalificētu turbīnas enerģijas avotu. Reaktora darbības laikā ar zemu -jaudas ātrumu plūsmas ātrumu manuāli regulē galvenais padeves ūdens apvada vadības vārsts; Lieljaudas darbības laikā galvenais padeves ūdens regulēšanas vārsts automātiski iejaucas un dinamiski regulējas atbilstoši tvaika ģeneratora siltuma jaudai, nodrošinot sekundārās cilpas cikla nepārtrauktību un stabilitāti.

Visbeidzot, panākt efektīvu enerģijas izmantošanu. Galvenā padeves ūdens dzesēšanas sistēma dzesēšanas procesa laikā uzsildīs padeves ūdeni, atgūs siltuma pārpalikumu pēc tvaika kondensācijas, samazinās enerģijas zudumus un uzlabos kodolenerģijas bloka siltuma efektivitāti. Tajā pašā laikā, precīzi kontrolējot ūdens apgādes parametrus, samazinot iekārtu nodilumu un enerģijas patēriņu, kā arī palīdzot kodolenerģijas blokiem sasniegt ilgtermiņa-ekonomisku darbību, tas atbilst zema-oglekļa un efektīvas enerģijas attīstības vajadzībām saskaņā ar "divkāršā oglekļa" stratēģiju.

Galvenās padeves ūdens dzesēšanas sistēmas kompozīcijas arhitektūra un darbības princips
Atomelektrostacijas galvenā padeves ūdens dzesēšanas sistēma ir integrēta un augstas precizitātes sarežģīta sistēma, kas galvenokārt sastāv no galvenā padeves ūdens sūkņa, galvenā padeves ūdens regulēšanas vārsta, padeves ūdens priekšsildīšanas iekārtas, cauruļvadu sistēmas, uzraudzības un kontroles sistēmas un palīgiekārtām. Komponenti darbojas kopā, veidojot slēgtu -cilpas dzesēšanas ciklu, un tā darbības princips ir saistīts ar trim galvenajām saitēm "barojošā ūdens transportēšanas siltuma apmaiņas parametru regulēšanā".

Galvenās sastāvdaļas un to funkcijas

• Galvenais padeves ūdens sūknis: kā sistēmas "strāvas sirds" tas ir atbildīgs par augstas -tīrības padeves ūdens, ko apstrādā deaerators, nogādāšanu tvaika ģeneratorā ar augstu spiedienu. Tā darbības apstākļi ir ārkārtīgi skarbi, un tam ir nepieciešama ilgstoša nepārtraukta darbība augstā temperatūrā (ieplūdes ūdens temperatūra aptuveni 220 grādi) un augsta spiediena (izplūdes spiediens var sasniegt 8-12 MPa) vidē. Projektētais kalpošanas laiks parasti nav mazāks par 40 gadiem, un materiāla izturībai pret koroziju un konstrukcijas blīvēšanai tiek izvirzītas ārkārtīgi augstas prasības. Pašlaik Ķīnā tiek izmantoti ātrgaitas centrbēdzes galvenie padeves ūdens sūkņi, un dažas uzlabotas vienības ir pieņēmušas integrētus mainīgas frekvences ātruma regulēšanas un inteliģentas uzraudzības risinājumus. Dažas vienības ir aprīkotas arī ar ar tvaiku darbināmiem padeves ūdens sūkņiem, lai nodrošinātu, ka joprojām var paļauties uz papildu tvaiku, lai uzturētu darbību un uzlabotu sistēmas uzticamību visā iekārtā strāvas padeves pārtraukuma gadījumā. Galvenās padeves ūdens sūkņu grupas modulārā sistēma, ko izstrādājis East China Electric Power Design Institute, efektīvi uzlabo sistēmas darbības uzticamību un konstrukcijas efektivitāti, integrējot priekšsūkni, motoru, hidraulisko savienotāju un galveno sūkni.
• Galvenais padeves ūdens vadības vārsts: sistēmas "plūsmas centrs", kas darbojas paralēli galvenajam padeves ūdens apvada vadības vārstam un ir atbildīgs par precīzu padeves ūdens plūsmas ātruma regulēšanu, pamatojoties uz reaktora jaudas un tvaika ģeneratora darbības stāvokļa izmaiņām. Tās darbība ir tieši saistīta ar ūdens apgādes sistēmas stabilitāti. Ja rodas kļūme, tas izraisīs galvenās padeves ūdens plūsmas ātruma svārstības, radot draudus iekārtas drošībai. Bieži sastopamās kļūdas ir nodilušas un pārrautas vītnes, kas savieno vārsta kātu un vārsta serdi, sadursmes nodilums vārsta korpusa komponenta iekšējā sienā, nenormāla lokatora signālu atgriezeniskā saite utt., kas jāatrisina, veicot konstrukcijas optimizāciju un materiālu modernizāciju.

Padeves ūdens priekšsildīšanas aprīkojums: galvenokārt ietver augstspiediena sildītājus, ko izmanto, lai uzsildītu galveno padeves ūdeni, izmantojot tvaika turbīnas ekstrakcijas siltuma pārpalikumu, paaugstinātu padeves ūdens temperatūru, samazinātu siltuma zudumus tvaika ģeneratorā un samazinātu iekārtu termisko spriegumu, tādējādi pagarinot sistēmas kalpošanas laiku. Pēc iepriekšējas uzsildīšanas padeves ūdens nonāk tvaika ģeneratorā un var efektīvāk absorbēt siltumu no primārās ķēdes, uzlabojot tvaika ražošanas efektivitāti.

 

Uzraudzības un kontroles sistēma: sastāv no dažādiem sensoriem, kontrolleriem un izpildmehānismiem, tā reāllaikā uzrauga galvenos parametrus, piemēram, ūdens plūsmas ātrumu, temperatūru un spiedienu, un nodrošina precīzu parametru pielāgošanu, izmantojot automatizētu vadības sistēmu. Piemēram, pārraugot tvaika ģeneratora ūdens līmeni un temperatūru, galvenā padeves ūdens sūkņa ātrums un galvenā padeves ūdens vadības vārsta atvēršana tiek automātiski pielāgoti, lai nodrošinātu, ka sistēmas darbības parametri vienmēr ir drošā diapazonā, vienlaikus panākot reāllaika brīdinājumu- un avārijas reaģēšanu uz bojājumiem.

• Darbplūsmas analīze

Galvenās padeves ūdens dzesēšanas sistēmas darba procesu var iedalīt četros galvenajos posmos: pirmais solis ir tas, ka deaerators veic padeves ūdens atgaisošanu, izvadot no ūdens skābekli un citas kaitīgās gāzes, novēršot cauruļvadu un iekārtu koroziju un nodrošinot, ka padeves ūdens tīrība atbilst kodolenerģijas kvalitātes standartiem; Otrais solis ir iepriekš palielināt galvenā sūkņa ieplūdes spiedienu, lai novērstu kavitāciju. Pēc tam galvenais padeves ūdens sūknis saspiež apstrādāto padeves ūdeni un nogādā to augstspiediena sildītājā; Trešais solis, augstspiediena sildītājs izmanto no tvaika turbīnas iegūto siltuma pārpalikumu, lai uzsildītu padeves ūdeni un paaugstinātu padeves ūdens temperatūru līdz norādītajam diapazonam; Ceturtais solis: iepriekš uzkarsētais galvenais padeves ūdens tiek transportēts uz tvaika ģeneratoru, lai absorbētu primārā dzesēšanas šķidruma siltumu un pārvērstu to augsta spiediena-tvaikos. Pēc tam atdzesētais padeves ūdens plūst atpakaļ caur cirkulācijas sistēmu, lai pabeigtu dzesēšanas ciklu. Visa procesa laikā pilnībā tiek iesaistīta uzraudzības un kontroles sistēma, kas dinamiski pielāgo katra komponenta darbības parametrus, pamatojoties uz reaktora jaudas un sistēmas darbības stāvokļa izmaiņām, lai nodrošinātu stabilu, drošu un efektīvu ciklu.

Galvenās padeves ūdens dzesēšanas sistēmas drošības garantija un bojājumu novēršana

Galvenās padeves ūdens dzesēšanas sistēmas droša darbība atomelektrostacijās ir svarīga kodolenerģijas drošības garantija. Sistēmas skarbās darbības vides dēļ, kas ilgstoši tiek pakļauta augstai temperatūrai, augstam spiedienam un lielam starojumam, tā ir pakļauta komponentu nodilumam, noplūdei, vadības anomālijām un citām kļūmēm. Tāpēc ir nepieciešams izveidot drošu drošības garantiju sistēmu, lai panāktu bojājumu agrīnu atklāšanu un likvidēšanu.

• Drošības pasākumi

Materiālu un konstrukcijas optimizācija: galvenie komponenti ir izgatavoti no īpašiem materiāliem, kas ir ļoti -izturīgi,-izturīgi pret koroziju un starojumu. Piemēram, galvenā padeves ūdens sūkņa lāpstiņritenis un vārpstas blīvējums ir izgatavots no īpaši-zema oglekļa satura austenīta nerūsējošā tērauda vai dupleksa nerūsējošā tērauda. Galvenā padeves ūdens regulēšanas vārsta pozicionēšanas tapa ir izgatavota no augstas-izturības Inconel750 materiāla, aizstājot tradicionālos zemas stiprības materiālus, lai uzlabotu komponentu nodilumizturību un kalpošanas laiku. Tajā pašā laikā optimizējiet vārstu korpusa komponentu un vārstu serdeņu konstrukcijas dizainu, izmantojiet mazus caurumu logus un optimizējiet to izvietojumu atbilstoši plūsmas līknei, uzlabojiet regulēšanas precizitāti un plūsmas jaudu, kā arī samaziniet komponentu vibrāciju un nodilumu.

Divkāršās dublēšanas dizains: Sistēmas galvenais aprīkojums izmanto lieku konfigurāciju "viena lietošanai un viena dublēšanai" vai "vairākas lietošanai un viena dublēšanai". Piemēram, galvenais padeves ūdens sūknis parasti ir aprīkots ar 2–4 vienībām un atbilstošiem rezerves sūkņiem, lai nodrošinātu, ka vienas iekārtas kļūmes gadījumā rezerves iekārtu var ātri nodot ekspluatācijā, lai izvairītos no sistēmas izslēgšanas. Tajā pašā laikā vadības sistēma izmanto dubultās dublēšanas dizainu, lai novērstu sistēmas kontroles zaudēšanu vienas vadības bloka atteices dēļ.

Inteliģenta uzraudzība un agrīna brīdināšana: izmantojot digitālo dvīņu, mākslīgā intelekta prognozēšanas apkopi un citas tehnoloģijas, tiek veikta galvenā aprīkojuma, piemēram, galveno padeves ūdens sūkņu un regulēšanas vārstu, tiešsaistes statusa uzraudzība. Izmantojot vibrācijas spektra analīzi, temperatūras lauka rekonstrukciju un citas metodes, nenormāla aprīkojuma darbība tiek fiksēta reāllaikā un tiek sniegti iepriekš brīdinājumi par kļūmēm. Pēc inteliģentas uzraudzības sistēmas ieviešanas galvenā padeves ūdens sūkņa vidējais bezproblēmu darbības laiks ir palielināts no 18 000 stundām tradicionālajiem modeļiem līdz vairāk nekā 32 000 stundām, ievērojami samazinot neplānotu izslēgšanos risku.

Galvenās barības ūdens dzesēšanas sistēmas tehnoloģiskā modernizācija un nozares attīstības tendence
Nepārtraukti atkārtojot kodolenerģijas tehnoloģiju un padziļinoties "divkāršā oglekļa" stratēģijai, galvenā kodolspēkstaciju padeves ūdens dzesēšanas sistēma attīstās uz intelektu, efektivitāti un lokalizāciju. Tehnoloģiskā modernizācija un rūpnieciskā modernizācija virzās uz priekšu sinhroni, nodrošinot spēcīgāku atbalstu drošai un efektīvai kodolenerģijas darbībai.

• Tehniskās modernizācijas virziens

Inteliģents jauninājums: integrējot tādas tehnoloģijas kā lietu internets, lielie dati un mākslīgais intelekts, lai izveidotu pilna dzīves cikla viedo pārvaldības sistēmu, panākot sistēmas darbības parametru reāllaika uzraudzību,{0}}precīzu kļūdu diagnostiku un viedu darbības un apkopes grafiku. Piemēram, izmantojot digitālo dvīņu tehnoloģiju, lai izveidotu galvenās pieplūdes ūdens dzesēšanas sistēmas virtuālo modeli, simulējot sistēmas darbības stāvokli, iepriekš prognozējot bojājumu riskus, optimizējot ekspluatācijas un apkopes plānus, kā arī samazinot ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas.

Efektīva optimizācija: optimizējot sistēmas procesus, uzlabojot iekārtu struktūru un uzlabojot sistēmas termisko efektivitāti un darbības stabilitāti. Piemēram, galvenā padeves ūdens sūkņa lāpstiņriteņa konstrukcijas optimizēšana, lai uzlabotu transportēšanas efektivitāti un samazinātu enerģijas patēriņu; Optimizējiet ūdens padeves priekšsildīšanas procesu, pilnībā atgūstiet siltuma pārpalikumu un vēl vairāk uzlabojiet enerģijas izmantošanas efektivitāti. Tajā pašā laikā tiek pieņemta frekvences pārveidošanas ātruma regulēšanas tehnoloģija, lai dinamiski pielāgotu galvenā padeves ūdens sūkņa ātrumu atbilstoši reaktora jaudai, tādējādi panākot enerģijas taupīšanas darbību.

Beznoplūdes tehnoloģijas veicināšana: beznoplūdes sūkņu veidu, piemēram, magnētisko sūkņu un ekranētu sūkņu pieņemšana, lai aizstātu tradicionālos vārpstas blīvējuma sūkņus, samazinot ūdens noplūdes risku, uzlabojot sistēmas drošību un vides aizsardzību, vienlaikus samazinot aprīkojuma uzturēšanas izmaksas un pielāgojoties kodolspēkstaciju skarbajām ekspluatācijas vides prasībām.

• Nozares attīstības tendences

Paātrinoties iekšzemes kodolenerģijas projektu apstiprināšanai un nepārtraukti pieaugot būvējamo bloku skaitam, tirgus pieprasījums pēc iekārtām, kas saistītas ar galveno padeves ūdens dzesēšanas sistēmu, turpina samazināties. Saskaņā ar aprēķiniem no 2026. gada līdz 2030. gadam ir sagaidāms, ka Ķīnā tiks pievienoti 30-40 jauni apstiprināti kodolenerģijas bloki, kas atbilst pieprasījumam pēc aptuveni 120–160 jauniem kodolenerģijas padeves ūdens sūkņiem. Tirgus apjoms nepārtraukti pieaugs. Lokalizācijas process turpina paātrināties, un galveno sūkņu lokalizācijas līmenis ir pārsniedzis 90%. Vietējā tirgū dominē tādi valsts uzņēmumi kā Shanghai Electric, Dongfang Electric un Harbin Electric Group. Pateicoties pilnīgai ražošanas sistēmai un inženierijas pieredzei, viņi pakāpeniski panāk augstākās klases produktu vietēju aizstāšanu un samazina atkarību no importētām iekārtām.

Tikmēr, attīstoties mazajiem modulārajiem reaktoriem (SMR) un ceturtās paaudzes kodolenerģijas tehnoloģiju demonstrācijas projektiem, pakāpeniski parādīsies pieprasījums pēc jaunām, efektīvām un kompaktām galvenās barošanas ūdens dzesēšanas iekārtām, paverot nozarei jaunas izaugsmes iespējas. Turklāt saistībā ar paātrināto kodolenerģijas eksportu saskaņā ar "Jostas un ceļa iniciatīvu" vietējās galvenās ar padeves ūdens dzesēšanas sistēmu saistītās iekārtas pakāpeniski virzīsies uz starptautisko tirgu, uzlabojot Ķīnas kodolenerģijas iekārtu globālo konkurētspēju [6].

Atomelektrostacijas galvenā padeves ūdens dzesēšanas sistēma kā kodoldrošības "dzesēšanas barjera" ir kodolenerģijas sekundārās cilpas cikla galvenais mezgls. Tā stabila darbība ir tieši saistīta ar kodolenerģijas bloka drošu, efektīvu un zemu{1}}oglekļa emisiju. Sākot no galveno komponentu struktūras optimizēšanas līdz sistēmas inteliģences uzlabošanai, no precīzas kļūdu novēršanas līdz vietējai aizstāšanai, katrs tehnoloģiskais sasniegums galvenajā padeves ūdens dzesēšanas sistēmā ir ielicis stabilu pamatu kodolenerģijas drošībai.
Enerģētikas pārejas kontekstā, nepārtraukti attīstoties kodolenerģijas tehnoloģijai, galvenā padeves ūdens dzesēšanas sistēma turpinās virzīties uz viedāku, efektīvāku un drošāku virzienu, nepārtraukti pārvarot galvenos tehnoloģiskos šķēršļus, uzlabojot drošības garantiju sistēmu, sniedzot spēcīgu atbalstu Ķīnas kodolenerģijas nozares augstas-kvalitātes attīstībai, sasniedzot "divkāršās oglekļa emisijas" mērķi un garantējot drošus transporta līmeņus.