Разработка методов идентификации акустических резонансов и снижения уровней вибраций в главном паропроводе АЭС с ВВЭР-1000

• Автор: Беликов, Святослав Олегович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений и условных обозначений
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОБЛЕМЕ ВИБРАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ
1.1 Общие сведения
1.2 Нормирование вибраций трубопроводных систем энергетических установок
1.3 Методы снижения вибраций трубопроводов
1.4 Методы идентификации сточников акустических колебаний
Выводы по главе
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА АКУСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ВВЭР-1000 И ПРИМЕНЕНИЕ ИХ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРИЧИН РОСТА ВИБРАЦИЙ ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Теоретические основы построения акустических моделей
2.2 Электроакустические эквивалентные схемы замещения гидравлических элементов в реакторных контурах с потоками одно- и двухфазной средой
2.3 Цели разработки методов расчета частот акустического резонанса в оборудовании первого контура АЭС с ВВЭР-1000 и анализа результатов вибродинамического контроля ГЦК реакторной установки В-320 блока №1
Ростовской АЭС
Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА АКУСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМЫ ГЕНЕРАЦИИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ПАРА ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРИЧИН РОСТА ВИБРАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ВВЭР-1000
3.1 Техническое описание и конструкция основного оборудования
3.2 Средства измерения вибраций главных паропроводов
3.3 Разработка акустических моделей рабочего тела для оборудования систем генерации и транспортировки пара
3.4 Определение добротности, полосы пропускания, коэффициента затухания и СЧКДРТ в системе генерации и транспортировки пара АЭС с ВВЭР-1000
3.5 Расчетная оценка характеристик акустических колебаний в паровом объеме ПГ79
3.6 Нормируемые параметры вибрации и мероприятия по устранению повышенного
уровня вибрации
Выводы по главе
ГЛАВА 4 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРИЧИН РОСТА УРОВНЯ ВИБРАЦИЙ В СИСТЕМЕ ГЕНЕРАЦИИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ПАРА
4.1 Результаты измерений
4.2 Условия, способствующие появлению вибрации паропроводов
4.3 Способы снижения эксплуатационных вибраций главных паропроводов
4.4 Идентификации акустических резонансов
Выводы по главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Список сокращений и условных обозначений
АЭС - атомная электрическая станция;
АСПМ - автоспектральная плотность мощности;
БАЛ АЭС - Балаковская атомная станция;
БЗОК - быстродействующий отсечной клапан;
БРУ-А - быстродействующая редукционная установка сброса пара в атмосферу
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор;
ВКУ - внутрикопусные устройства;
ГПЗ - главная паровая задвижка;
ГЦН - главный циркуляционный насос;
ИЛУ ПГ - импульсно-предохранительное устройство парогенератора; ММ - математическая модель;
ОК - обратный клапан;
ПГ - парогенератор;
ПК - предохранительный клапан;
ППР - планово-предупредительный ремонт;
РБМК - реактор большой мощности канальный;
РК - рабочая кассета;
РСТ АЭС - Ростовская атомная станция;
СКЗ - среднее квадратическое значение;
СПМ - спектральная плотность мощности;
СУЗ - система управления и защиты реактора;
СЧКДП - собственная частота колебаний давления пара;
СЧКДРП - собственная частота колебаний давления рабочего тела; СЧКДТ - собственная частота колебаний давления теплоносителя;
ЯЭУ - ядерная энергетическая установка;

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Эксплуатационные вибрации паропроводов на АЭС с ВВЭР-1000 типа В-320 наблюдались с самого начала эксплуатации данных блоков. Измерениями было доказано, что источником эксплуатационных вибраций являются пульсации давления в паропроводах, которые имеются в каждом паропроводе.
Пульсирующие силы, вызываемые пульсирующим потоком пара возникают в каждом подводящем паропроводе и в отводах от него к арматуре, поэтому при эксплуатации на каждый из четырех главных паропроводов воздействуют три пульсирующие силы, возникающие в отводах от главных паропроводов к арматуре с частотой 46 Гц и с определенным фазовым сдвигом, в соответствии с удаленностью ответвлений и длин подводящих трубопроводов к арматурам.
Измерениями на АЭС Темелин на паропроводе ТХ80 было определено, что максимальное давление пульсации находится в середине «ноги», ведущей ко второму ПК ПГ по направлению потока пара. Амплитуда пульсирующего давления с течением времени слабо изменяется, но достигает средней величины ± 24кПа.
Доминирующей измеренной частотой вибрации является величина 46 Гц. После пуска первого В-320 стала очевидной необходимость реконструкция паропроводов для подавления этих вибраций.
Реконструкции были выполнены на Ростовской АЭС, Балаковской АЭС, Хмельницкой АЭС и АЭС Темелин. Затем была проведена вторая реконструкция паропроводов в помещении А-820, направленная на установку амортизаторов (Балаковская АЭС и АЭС Темелин) или на изменение геометрии подводящих трубопроводов к предохранительным арматурам (Хмельницкая АЭС, Ростовская АЭС и АЭС Темелин).
В дальнейшем, в соответствии с выданными рекомендациями, демпферы с кольцевых отводов к арматурам 4ТХ80Б03 и 4ТХ80Б04 были

являются временной составляющей для демонстрации описанного явления расширения пульсаций давления. Следует отметить, что исполнение ПК ПГ такое, что правый и левый подводящие трубопроводы (колена) отделены друг от друга. Вместе с тем, исполнение БРУ-А проходное, что является очень важным конструкторским отличием.
На основании описанного выше анализа, на Ростовской АЭС появилась необходимость в эффективном устранении акустического усиления возбуждения давления в подводящих трубопроводах, что было возможно выполнить только надлежащим изменением геометрии подводящих трубопроводов [17-20]. В дальнейшем появилась необходимость в эффективном снижении эксплуатационных вибраций паропроводов ТХ50 и ТХ80 [21-24].

Рисунок 1.4 — Изменение пульсаций давления в подводящих трубопроводах
Однако необходимо признать, что предпринятые решения по изменению конструкции и введению дополнительных демпфирующих