Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ факторов, определяющих качество пара парогенераторов энергоблока с ВВЭР-1000 8
1.1. Влияние капельного уноса примесей котловой воды на работу блока парогенератор-турбина 8
1.2. Особенности гидродинамики рабочего тела горизонтальных парогенераторов ПГВ-1000 10
1.3. Закономерности уноса капель рабочего тела, генерируемых паром 17
ГЛАВА 2. Обоснование конструктивных решений по модернизации сепарационных устройств ПГВ-ЮООМ волгодонской АЭС 30
2.1. Конструкции сепарационных систем горизонтальных ПГ реакторов типа ВВЭР 30
2.2. Сепарационные характеристики ПГ - критерий качества генерируемого пара 47
ГЛАВА 3. Методика исследования и измерительные схемы.. 52
3.1. Методы определения влажности пара 52
3.2. Методика измерений. Схемы и приборы 55
3.3. Подготовительно-наладочные испытания 63
3.4. Методика проведения сепарационных испытаний 66
3.5. Оценка погрешностей измерения 72
ГЛАВА 4. Результаты модернизации сепарационных устройств ПГВ-1000 блока №1 волгодонской АЭС и исследование их сепарационных характерстик 74
4.1. Обоснование конструктивных решений по модернизации сепарационных устройств 74
4.2. Модернизация внутри корпусных устройств ПГ-2 Волгодонской АЭС 75
4.3. Модернизация паросепарационных устройств ПГ-3 Волгодонской АЭС 76
4.4. Результаты исследования сепарационных характеристик ПГ Волгодонской АЭС 80
Выводы 98
Список использованной литературы 99
Приложение оценка технико-экономической эффективности 105
- Особенности гидродинамики рабочего тела горизонтальных парогенераторов ПГВ-1000
- Сепарационные характеристики ПГ - критерий качества генерируемого пара
- Методика проведения сепарационных испытаний
- Модернизация паросепарационных устройств ПГ-3 Волгодонской АЭС
Введение к работе
Одной из задач современных ТЭС и особенно АЭС является такая организация процессов генерации пара, которая обеспечивает надежную и бесперебойную работу их основного оборудования в течение годового числа часов использования установленной мощности [1].
Прежде всего, это относится к парогенераторам ТЭС и АЭС, так как отложения на поверхностях нагрева и их коррозия ухудшают теплопередачу к воде и пару, приводят к повреждениям и вынужденным остановам парогенераторов (ПГ). Ухудшение же качества пара приводит к отложениям на турбинных лопатках, соплах и их эрозионному износу. А это уже оказывает непосредственное и значительное влияние на КПД турбины и на тепловую экономичность блока в целом [1,2].
Анализ показывает, что значительная часть простоев АЭС обусловлена именно качеством пара: его влажностью, количественным и качественным составом загрязняющих примесей.
Так, например, для блока АЭС мощностью 1000 МВт убытки от простоя составляют от 350-^500 тысяч долларов США в сутки (ФРГ, Англия) до 1 миллиона долларов в сутки (США) [3].
Однако до настоящего времени, не только физико-химическая сторона явления парообразования, но тем более кинетика двухфазных внутрикотловых процессов изучены весьма слабо [3]. Именно поэтому проблема качества пара, генерируемого парогенераторами ТЭС и АЭС, становится весьма актуальной в связи с увеличением единичной мощности энергоблоков и модернизацией конструкции парогенераторов. Чистота пара, как правило, обеспечивается путем его сепарации, промывки конденсатом или питательной водой [1].
В зависимости от типа АЭС (одно- или двухконтурная) и конструкции реактора (корпусный или канальный) различны и требования, предъявляемые к устройству и работе сепарациопных устройств ПГ, но главным остается одно требование - обеспечение низкой влажности отсепарированного пара [1].
В современных ПГ горизонтального типа сепарационные устройства размещают непосредственно в корпусе ПГ (рис.1) [4].
Рис. 1. Принципиальная тепловая схема двухконтурной АЭС с ВВЭР I - реактор; 2 - компенсатор объема; 3 - сепаратор; 4 - ПГ; 5 - циркуляционный насос первого контура; б - турбогенератор; 7 - конденсатор; 8 - копденсатный насос; 9 - подогреватель низкого давления; 10 - деаэратор; 11 - питательный насос; 12 - подогреватель среднего давления
В процессе эксплуатации конструкции этих устройств претерпевают существенные изменения по сравнению с проектными вариантами.
В частности подвергаются модернизации: конструкция погруженных дырчатых листов, узлы вывода продувочной воды и раздачи питательной воды, уравнительные сосуды, сепарирующие устройства и т.д. При этом важно учесть, что для различных энергоблоков реализуются и различные конструктивные решения и в различных сочетаниях, а совершенствование ПГ продолжается и в процессе их эксплуатации [5,11].
Практика показывает, что сепарационные характеристики (СХ) даже для однотипных ПГ энергоблоков АЭС с ВВЭР существенно различаются. Причины этих различий еще не достаточно изучены, а конструктивное оформление сепарационных устройств окончательно не установилось [4]. Поэтому в настоящее время сепарационные испытания являются обязательным этапом пус-коналадочных работ всех АЭС [4,5].
Поскольку парогенераторы энергоблока №1 Волгодонской АЭС были изготовлены в 1984-И 986 годах и их сепарационные устройства не были усовершенствованы с учетом опыта работы уже реконструированных сепарационных устройств (Балаковская АЭС, Хмельницкая АЭС), то целью данной работы являлось: модернизация внутрикорпусных сепарационных устройств; проведение промышленных сепарационных испытаний парогенераторов типа ПГВ-ЮООМ; исследование влияния на качество пара уровня рабочего тела, нагрузки парового объёма и подтверждение правильности конструктивных решений сепарационных устройств парогенераторов блока №1 Волгодонской АЭС; оценка правомерности распространения полученных результатов на парогенераторы нового поколения типа ПГВ-1500; апробация усовершенствованных методик сепарационных испытаний (СИ) парогенераторов.
Особенности гидродинамики рабочего тела горизонтальных парогенераторов ПГВ-1000
«Горячий» и «холодный» коллекторы теплоносителя 1-го контура смещены относительно среднего сечения корпуса ПГ и расположены на своей стороне относительно оси горизонтального сечения. Температура теплоносителя первого контура изменяется от входного до выходного коллектора на 30С, поэтому генерация пара во втором контуре переменна по длине и ширине корпуса ПГ. Для выравнивания паровой нагрузки зеркала испарения в ПГВ-1000, сверху трубы закрыты погруженным под уровень воды дырчатым листом (ПДЛ) с глубокой отбортовкой (закраиной, высотой 730 мм). Плоскость ПДЛ расположена на 250 мм выше верхнего ряда труб. По боковым сторонам в ПГ образуются опускные каналы между корпусом и трубными пакетами, разделенные в верхней части примерно поровну закраиной ПДЛ. В торцах возле днищ опускные каналы имеют значительно большую площадь, чем с боковых сторон, что стимулирует переток воды, выходящей вместе с паром в отверстия ПДЛ, от середины ПГ к днищам [36].
Результаты исследований на натурных ПГ в период пусконаладочных работ [36, 37] показали, что общая картина циркуляции воды в ПГВ-1000 может быть представлена схемой, показанной на рис.1.5. Анализ показывает, что специфический характер процессов циркуляции и гидродинамики в водяном объеме ПГ предопределяет и существенную неравномерность паровой нагрузки по длине и ширине ПГ.
Наиболее характерной особенностью работы ПГВ-1000 даже при номинальной нагрузке является выброс пароводяной смеси из горячего канала между корпусом и закраиной ПДЛ, а это крайне отрицательно влияет на качество генерируемого пара [12].
Таким образом, в объеме ПГВ-1000 наблюдается комплекс гидродинамических процессов: меняющиеся режимы циркуляции рабочего тела, неравномерная раздача питательной воды, неравномерная паровая нагрузка по длине и ширине ПГ, наличие выброса пароводяной смеси в середине ПГ н слива значительной части воды в торцы создает обратное движение воды под ПДЛ в нижней части пакетов по направлению к середине ПГ. В результате качество генерируемого пара может непредсказуемо измениться в широких пределах, а это налагает особую ответственность на конструкцию сепарационных устройств,
Кроме непосредственного влияния на состав примесей рабочего тела, уносимых с паром, неравномерность их концентрации в объеме, является важнейшим фактором, определяющим его эксплуатационную надежность [5]. Факт существования неравномерного распределения примесей рабочего тела по его объему в горизонтальном ПГ был исследован в [13].
Причины аномального распределения примесей в воде ПГВ-1000М впервые исследовались в промышленных условиях при помощи пробоотборников на первом блоке Хмельницкой АЭС [14].
На последующих этапах исследований были уточнены границы зоны повышенной концентрации примесей в средней части ПГ, установлен характер ее изменения в торцовых зонах водяного объема, над ПДЛ и по всей ширине ПГ [15, 16]. Результаты исследований при стационарных режимах работы на номинальной нагрузке ПГ в сравнении с расчетными кривыми показаны на рис. 1.6.
По оси абсцисс отложена длина ПГ и отмечены оси коллекторов («холодного» и «горячего») теплоносителя первого контура. По оси ординат концентрации в котловой воде отнесены к расчетным концентрациям примесей в продувочной воде и выражены в процентах. В результате исследований установлено, что по ширине и высоте объема ПГ концентрации меняются в меньшей степени, чем по длине. Причем характер распределения примесей не зависит от расхода продувки и места ее расположения. Установлено, что распределение примесей определяется соотношением расходов питательной воды и паропроизводительности по длине ПГ. Это подтверждается результатами на Калининской АЭС [5]. При номинальном уровне воды в ПГ концентрация Na с горячей стороны была в 14 раз выше, чем с холодной. Однако достаточно было снизить уровень воды до 1700 мм и выход пароводяной смеси на ПДЛ практически прекратился. Отсюда видно, насколько высока роль уровня рабочего тела. При номинальном его значении перераспределение масс над ПДЛ способствует выравниванию концентраций примесей в водяном объеме. Причем, в опытах на Хмельницкой АЭС концентрация Na в торцах ПГ над ПДЛ была меньше, чем в нижней части (рис. 1.6). Последующими испытаниями было установлено, что на ПДЛ выносится около 60% всего расхода питательной воды, что существенно влияет на качество пара, поступающего в паропровод. Важнейшей особенностью работы горизонтальных ПГ является жесткая зависимость влажности генерируемого пара от уровня рабочего тела. Опыт эксплуатации и результаты наладочных испытаний показывают, что уровень воды в ПГ — важный критерий обеспечения надежности его работы от положения которого зависят [1, 3, 4, 5]: - проектная влажность генерируемого пара; - надежная циркуляция рабочего тела по второму контуру АЭС; - условия теплопередачи и коррозионные процессы в верхних рядах трубного пучка; - требуемый условиями безопасности реакторной установки запас воды в ПГ при штатных и аварийных режимах эксплуатации; - температурный режим работы коллекторов и других узлов ПГ. Требуемые пределы поддержания уровня в горизонтальных ПГ составляют ±50 мм статических и ±75 мм в динамических условиях работы. При работе ПГ под нагрузкой всегда существует объективная разность как физических, так и массовых уровней в различных точках водяного объема [5]. Неравномерность распределения действительного уровня в ПГ наглядно иллюстрируется положением следа ватерлинии вдоль корпуса ПГВ-440 на АЭС «Богунице» и Нововоронежской АЭС (рис. 1.7).
Сепарационные характеристики ПГ - критерий качества генерируемого пара
Задачей сепарации пара в барабанных котлах ТЭС и горизонтальных ПГ АЭС является, возможно, более глубокая его осушка. Современные барабанные ПГ ТЭС характеризуются весьма высокой осушкой пара - порядка 0,02% [30].
Для парогенераторов АЭС, из которых непосредственно в турбину направляется насыщенный пар, необходимости в столь глубокой осушки пара нет. Для двухконтурных АЭС с ВВЭР можно принимать влажность пара порядка 0,05-Ю,1% [30]. А нормируемой величиной в настоящее время для ПГВ-1000М является со-0,2%. Условия обеспечения заданной величины влажности зависят от многих факторов: -от распределения тепловой нагрузки, а, следовательно, и от интенсивности локальных значений парообразования внутри ПГ; -от равномерности и интенсивности циркуляции пароводяной смеси в водяном объеме ПГ; - от эффективности работы внутрикорпусных устройств, обеспечивающих выравнивание паровой нагрузки; -от достоверного измерения и поддержания уровня воды в ПГ и др. Зависимость влажности пара, генерируемого ПГ, от массового уровня котловой воды при данном давлении паропроизводительности ПГ называют се-парационной характеристикой. Исследования сепарационных характеристик выполняются либо на специально создаваемых для этих целей экспериментальных установках, либо непосредственно на промышленных ПГ АЭС. Каждое из этих направлений имеет свои достоинства и недостатки. С позиции удешевления и ускорения исследований целесообразнее было бы их выполнять на моделях сепараторов малого масштаба. Однако практически реализовать получаемые результаты пока не представляется возможным, так как большинство двухфазных процессов не описывается надежной системой уравнений, по которым с достаточной степенью точности можно пересчитывать эти характеристики на условия работы промышленных ПГ АЭС [30]. Практика показывает, что сепарационные характеристики даже однотипных промышленных ПГ существенно различаются [3, 5, 30]. Причины этих различий кроются в еще недостаточной изученности не только термодинамических параметров, но и кинетики процессов в неравновесных условиях [3,5]. Поэтому в настоящее время сепарационные испытания являются обязательными для всех пуско-наладочных работ для всех АЭС. Для сравнительного анализа на рис.2.12. приведены сепарационные характеристики парового объема одного типа парогенератора ПГВ-440, полученные на трех разных АЭС: АЭС «Ловииза», Нововоронежской АЭС и Ровснской АЭС [5]. Нетрудно видеть, что реконструкция отдельных ПГ путем установки в них локальных дырчатых листов существенно не повлияла на влажность пара в паропроводе. Критическое значение уровня, которое определяется предельной величиной влажности, равной 0,25%, для большинства ПГ примерно одинаково. Только на ПГ-6 второго блока Кольской АЭС влажность пара значительно ниже. Таким образом, результаты промышленных сепарационных испытании даже однотипных ПГВ-440 выявляют существенные различия их сепарационных характеристик, хотя общими закономерностями является: увеличение влажности с ростом уровня котловой воды и наличие ((критического» уровня. На основании изложенного выше можно констатировать следующее: 1. При использовании влажного пара в турбинных установках АЭС внутренний относительный КПД блока тем меньше, чем больше влажность пара. 2. Конструктивное оформление паросспарационных устройств горизонтальных ПГ АЭС до настоящего времени еще полностью не установилось. 3. Практика эксплуатации блоков АЭС показывает, что даже для однотипных ПГ сепарациониые характеристики могут существенно различаться по причинам, которые еще не достаточно изучены. 4. Результаты исследования сепарационных характеристик, полученные на стендовых установках малого масштаба, пока невозможно описать надежной системой уравнений, по которым с достаточной степенью точности можно было бы пересчитывать эти характеристики на условия работы промышленных ПГ АЭС. 5. Выполненный анализ опубликованных работ показал, что еще не достаточно изучены не только термодинамические параметры, но и кинетика процессов сепарации двухфазных сред в неравновесных условия работы ПГ АЭС. 6. В настоящее время сепарациониые испытания являются обязательным этапом пусконаладочных работ на всех АЭС. В связи с этим обозначились цели настоящего исследования: - во-первых, на основании выполненного сравнительного анализа работы различных конструкций сепараторов пара, модернизировать сепарирующие устройства ПГ №2 и №3 блока №1 Волгодонской АЭС путем замены штатных на наиболее перспективные, апробированные на Хмельницкой и Балаковской АЭС. - во-вторых, выполнить всесторонние испытания модернизированных сепарирующих устройств ПГ-1 и ПГ-2 Волгодонской АЭС с целью получения их сепарационных характеристик, в том числе и их восходящих ветвей. - в-третьих, обосновать возможности улучшения конструкции внедрен ных сепарациоиных устройств и их характеристик по сравнению с устройства ми ПГВ-1000М первоначального проектного исполнения. Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие конкретные задачи: - исследовать зависимость влажности пара в паропроводе ПГ-3, оснащенного ПДЛ с безбарботажными инерционными насадками, от уровня котловой воды; - изучить зависимость влажности пара в паропроводе ПГ-2 от уровня котловой воды, выбранного в качестве референтного по отношению к ПГ-3; - выполнить сравнительный анализ полученных сепарациоиных характеристик ПГ-3 и ПГ-2 с аналогичными зависимостями парогенераторов, оснащенных штатными сепараторами (жалюзийный и др.); - на основе полученных результатов разработать рекомендации по дальнейшему усовершенствованию впутрикорпуспых сепарациоиных устройств ПГ-3, оснащенного ПДЛ с безбарботажными инерционными насадками и внедрению предполагаемых конструктивных решений на ПГ серийных блоков ВВЭР-1000; - уточнить расчетно-экспериментальные оценки эффективности сепарации пара в ПГВ-1500 на базе полученных нами результатов работы ПГ-3 Волгодонской АЭС при режимах работы, отличных от номинальных.
Методика проведения сепарационных испытаний
Результатом этих работ явилась полная готовность измерительных систем к проведению последующих измерений уровня на этапах освоения мощности блока №1 Волгодонской АЭС.
Тарировка уровнемеров выполнялась при номинальных параметрах блока по второму контуру в режиме РУ «горячее состояние» [40]. Перед проведением тарировки выполнялась проверка основной группы уровнемеров. Датчики уровнемеров L19, L04, L31, L33, L11 всех четырех парогенераторов прошли метрологическую проверку, импульсные линии уровнемеров были продуты, проверена исправность электрических цепей измерительных каналов и регистрирующих приборов, проверена готовность регистрации на бланках УВС показании уровнемеров. Указанные подготовительные работы выполнялись ЦТЛИ и отражены в соответствующих актах. Тарировка уровнемеров ПГ осуществлялась в режиме «горячее состояние» при номинальном давлении 6,24 МПа во втором контуре путем плавного снижения уровня от значения 2600 мм до значения 2200 мм (от нижней внутренней образующей корпуса ПГ) по уровню L19. Снижение уровня осуществлялось путем выпара воды при работающих ГЦН и отсутствии подпитки ПГ со скоростью приблизительно 5 мм/мин. Регистрация параметров системой УВС производилась с интервалом 4 секунды, визуальная регистрация с интервалом 2 минуты. Оценка соответствия показании уровнемеров истинным высотным отметкам осуществлялась путем сравнения их показаний в момент прекращения измерений показания уровнемера L33 соответствующего высотной отметке пластины ПДЛ (отметка 2450 мм). Результаты тарировки приведены в табл.3.1. В таблице указана разность в миллиметрах между фактически измеренными значениями уровня воды и величины 2450 мм, соответствующей высотной отметке пластины ПДЛ. - для уровнемеров с базой 3575 мм отклонения показаний от их истинных значений не превышает величины предельных погрешностей, составляющих ±75 мм согласно 320-ТЗ-019; - для половины испытываемых уровнемеров с базой 1000 мм отклонения их показаний от истинного значения не превышает величину предельной погрешности ±15 мм, остальные превышают ее величину не более 20 мм (за исключением L04 для ПГ-2). Полученные отклонения были в дальнейшем учтены при обработке результатов сепарационных испытаний. После проведенной тарировки до завершения сепарационных испытаний недопустимы какие-либо вмешательства в работу всех уровнемеров (продувка импульсных линий, корректировка «нулей» датчиков, корректировка показаний и т.п.) за исключением случаев явной неисправности уровнемеров, угрожающих безопасности работы РУ. Наладочные работы проводились по программе РШ.КУП-КВПП-2. РУ/465. Целью этих работ являлось обеспечение проектных характеристик системы КУП-КВПП-1000 и ее безотказной работы на этапах освоения мощности и последующей эксплуатации ПГ в составе оборудования блока. Итоги наладочных работ оформлены соответствующими актами, в которых отмечена готовность данной системы к проведению, в частности, сепарационных испытаний ПГ [39]. Испытания проводились в соответствии с разделом 3 рабочей программы РП. 1.УВ-1.РУ/863 на мощности блока 75% от поминальной без ввода соли-индикатора в ПГ. Основной целью этих испытаний являлась проверка готовности систем измерения влажности к проведению сепарационных испытаний ПГ при номинальной мощности блока, в том числе: - комплексное опробование оборудование и вторичной аппаратуры; - имитация ввода раствора соли в ПГ; - измерения концентрации натрия в воде «солевого отсека» и нижнем пробоотборе индикатора уровня; - уточнение регламента и длительности проведения сепарационных испытаний. В целом проведенные испытания показали готовность оборудования и измерительных систем к проведению сепарационных испытаний на номинальной мощности. Было подтверждено существенное отличие (примерно на порядок) содержание натрия в воде «солевого» отсека и в зоне максимальной паровой нагрузки на зеркале испарения, которое было впоследствии учтено при проведении сепарационных испытаний ПГ на номинальной мощности. Некоторые несущественные замечания по работе измерительных систем были устранены соответствующими службами Волгодонской АЭС в рабочем порядке. Непосредственной целью сепарационных испытаний являлось получение сепарационных характеристик модернизированных парогенераторов блока №1 Волгодонской АЭС. Практическая ценность сепарационной характеристики заключается в использовании ее для определения диапазона уровней рабочего тела в ПГ, при которых обеспечивается влажность пара на выходе из ПГ не более нормируемой (0,2%) в условиях стабильной промышленной эксплуатации блока. Поэтому методически правильно, с нашей точки зрения, было выбрать возможно более широкий диапазон изменения уровня воды в ПГ: от минимального значения, при котором массовая влажность пара на выходе из парогенераторов достигнет величины 1%. Для определения влажности пара нами была выбрана солевая методика (п.3.1). В процессе испытаний использовалась штатная измерительная система: контроль уровня в парогенераторе (КУП) — контроль влажности пара в парогенераторе (КВПП). В качестве соли-индикатора нами был выбран раствор азотнокислого натрия, истинной растворимостью которого в паре можно пренебречь [1, 18,31,32].
В испытуемый ПГ с помощью насоса-дозатора КУП-КВПП-1000 закачивался до рабочего уровня раствор солн NaNC 3 с качеством, обеспечивающим заданную концентрацию его (NaN03) в котловой воде (25 мг/кг). Влажность пара рассчитывалась по соотношению (3.3).
Пробы пара отбирались пробоотборниками, расположенными в паровом объеме ПГ под расположенными в паровом объеме ПГ под потолочным паро-приемным дырчатым листом (ППДЛ) и главном паропроводе (рис.3.4, 3.11). Представительность проб пара устанавливалась изменением расхода отбора исходя из соблюдения условий изокинетичности, т.е. равенства средних скоростей пара в потоке и в устье пробоотборника [32], что исключало сепарацию влаги на входе в пробоотборник. Расчетные значения расхода проб пара в зависимости от паропроизводительности ПГ приведены на рис.3.12.
Модернизация паросепарационных устройств ПГ-3 Волгодонской АЭС
Зависимость влажности пара в паропроводе ПГ-2 от уровней рабочего тела, измеряемых над ПДЛ (HL33) и в «холодном» торце, т.е. в зазоре (Низ) между корпусом ПГ и закраиной ПДЛ показана на рис.4.8. Из рисунка видно, что при изменении уровня в ПГ от 2400 до 2625 мм влажность пара практически остается постоянной. В тоже время, расчетная кривая, полученная методом наименьших квадратов, дает изменение влажности пара с 0,04% до 0,05%. Более того, усредненное значение влажности, измеренной в процессе испытаний примерно в 5 раз меньше нормируемой величины (0,2%), показанной на рис.4.8. Однако дальнейшее увеличение уровней выше 2650 мм по HLi9 и 2865 по Низ приводит к резкому росту влажности, которая при 2705+2715 мм достигает уже величины 1%.
Здесь следует отметить, что на безаварийность работы турбинной установки непосредственно влияет уровень над ПДЛ (Низ)- Превышение этого уровня выше определенного значения, которое устанавливается только экспериментальным путем, приводит к резкому росту влажности пара. Это наглядно иллюстрируется графиком рис.4.8.
Вместе с тем, практически возможный, без ухудшения качества пара, интервал увеличения этого уровня крайне ограничен. Так, из рис.4.7 видно, что для ПГ-2, оснащенного ПДЛ штатной конструкции, повышение уровня в торце ПГ по HL]9 от 2400 до 2700 мм, т.е. на 300 мм влечет за собой увеличение уровня над ПДЛ всего 60 мм. Надежно регулировать уровень в таком малом диапазоне невозможно. Поэтому при эксплуатации ПГ контроль ведется по косвенному параметру - уровню в «холодном» торце - (Нц )) В зазоре между корпусом ПГ и закраиной ПДЛ. Положение этого уровня лишь незначительно колеблется около отметки плоскости ПДЛ, что ограничивает необходимый запас воды в парогенераторе.
Кроме того, как показали исследования гидродинамики на головном блоке ВВЭР-1000 Нововоронежской АЭС, низкое положение уровня снижает кратность циркуляции воды и приводит к росту паросодержания в отдельных зонах водяного объема ПГ.
Для ПГ-3, ПДЛ которого снабжен безбарботажными насадками характер изменения влажности иной (рис,4.9). В диапазоне значений уровня 2350+2600 мм влажность остается практически постоянной. Диапазон разброса результатов замеров находится в пределах 0,18+0,36% относительно среднего значения а =0,27%. С увеличением уровня от 2600 мм до 2800 мм влажность пара снижается. При уровне 2800 мм она составляет величину не более 0,07%. Как показал анализ процесса, такой характер изменения влажности обусловлен прорывом пара помимо безбарботажных насадков в верхнюю часть ПГ-3 в зоне «холодного» торца. Это связано с отсутствием вертикальной торцевой заглушки между корпусом ПГ и закраиной ПДЛ, которая была предусмотрена проектом модернизации. Поскольку номинальный уровень в ПГ находится ниже отметки ПДЛ, то выход пара через незакрытую верхнюю часть зазора между корпусом ПГ и закраиной ПДЛ (в зоне поддержания уровня) приводит к его неустойчивости и брызгообразованию, что способствует интенсивному уносу влаги в этой части ПГ и ухудшает качество пара в целом. Это подтверждается тем, что влажность пара по пробоотборнику под пароприемным щитом в районе «горячего» коллектора (где паровая нагрузка и унос влаги имеют максимальную величину) оказалась меньше (кривая 2), чем усредненная влажность в паропроводе (кривая 1), а не наоборот (рис.4.9). Увеличение же высоты уровня до 2650 мм и более ослабляет последствия динамического воздействия потока пара на его поверхность за счет гидростатики. В результате уменьшается брызгообразование и, как следствие, уменьшается влажность пара до 0,063+0,069%, что ниже значения влажности, установленного правилами технической эксплуатации.
Испытания ПДЛ с насадками на моделях сепарационного устройства ПГВ-1000 [50] и на промышленном ПГ показали, что влажность пара при низких уровнях минимальна и се увеличение происходит лишь при перекрытии (подтоплении) слоем воды перфорации насадка над ПДЛ (рис.4.10).
Сравнение сепарационных характеристик модернизированных ПГ-2 и ПГ-3 (рис.4.11) обнаруживает инверсионный характер кривых 1 и 2 при уровне Низ более 2600 мм. В последующих испытаниях ПГ-3 в нем будет установлена вертикальная глухая заглушка на стороне «солевого» отсека в холодном торце ПГ. Такое решение, по нашим расчетам, позволит снизить величину влажности пара с 0,27% в ПГ-3 до уровня 0,04- 0,05 %, т.е. до уровня кривой 2 при увеличении HL[ j до 2800 мм.
