Прогнозирование ресурса и надежности теплообменного оборудования электрических станций

• Автор: Дерий, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 05.14.14, 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 198 с. : ил.

ГЛАВА
НАКОПЛЕНИЕ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ И ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ ТРУБЧАТКИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ:

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

I ' '
1.1. Состояние и анализ причин повреждаемости теплообменного оборудования стареющих ТЭС

1.2. Физико-химические процессы на трубчатке

теплообменной аппаратуры АЭС

1.3. Некоторые сведения из теории электрохимической

коррозии

1.4. Повышение надежности и долговечности трубчатки теплообмершых аппаратов ТЭС и

1.5. Особенности ввода и последующей эксплуатации теплоэнергетического оборудования АЭС с ВВЭР после длительной консервации
1.6. Известные математические модели прогнозирования ресурса трубчатки теплообменной аппаратуры и количества
коррозионных отложений. Постановка задачи исследования 41
ГЛАВА
РАЗРАБОТКА ОБЩЕЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА ТРУЧАТКИ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
2.1. Вывод стохастического уравнения для вероятности глушения теплообменных трубок
2.2. Полуэмпирическое уравнение для среднего числа
заглушенных трубок
2.3. Вычисление дисперсии распределения 51
Выводы по главе
ГЛАВА
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА ТРУБЧАТКИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС И ЕГО НАДЕЖНОСТИ
3.1. Результаты обследования теплообменников ТЭС
3.2. Прогноз ресурса трубчатки теплообменников ТЭС
3.3. Обсуждение результатов прогноза
3.4. Прогноз надежности теплообменной аппаратуры ТЭС
Выводы по главе
3.1. Результаты обследования теплообменников ТЭС
3.2. Прогноз ресурса трубчатки теплообменников ТЭС
3.3. Обсуждение результатов прогноза
3.4. Прогноз надежности теплообменной аппаратуры ТЭС
Выводы по главе
ГЛАВА

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА ТРУБЧАТКИ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ АЭС
4.1. Результаты обследования парогенераторов АЭС с ВВЭР
4.2. Прогноз ресурса трубчатки АЭС с ВВЭР и анализ результатов 77
4.3. Верификация результатов прогноза
4.4. Влияние стартового состояния оборудования
на прогноз ресурса трубчатки
4.5. Разработка паспорта прогноза количества
заглушенных теплообменных трубок
Выводы по главе
ГЛАВА
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НАКОПЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ НА ТРУБЧАТКЕ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
5.1. Стохастичность процесса накопления
коррозионных отложений. Вывод кинетического уравнения
5.2. Метод моментов для кинетического уравнения
5.3. Обоснование полуэмпирического закона
динамики роста коррозионных отложений
5.4. Идентификация кинетических коэффициентов на основе результатов обследования парогенераторов
АЭС с ВВЭР. Обоснование закона накопления
5.5. Влияние стартового состояния оборудования
на динамику коррозионных отложений
5.6. Разработка паспорта прогноза межпромывочного периода и рекомендации по применению модели для
теплообменников ТЭС
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 124-125.
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ (56 страниц)
Актуальность темы
Решение проблемы энергообеспечения страны ставит ряд задач перед энергетикой. К важнейшим из них относятся повышение эффективности действующих энергоблоков, их модернизация, продление сроков службы стареющих электрических станций, ввод в эксплуатацию
законсервированного оборудования и сооружение энергоблоков нового поколения. Опыт эксплуатации ТЭС и АЭС показывает, что большинство случаев простоя станций связано с выходом из строя теплоэнергетического оборудования. Причем, это касается не только ведущего оборудования (парогенераторов, турбин), но и вспомогательного оборудования, в частности, теплообменных аппаратов. Эта группа вспомогательного оборудования оказывает существенное влияние на результаты работы ТЭС и АЭС. Неисправности в работе конденсаторов, аппаратов системы регенерации и подогрева сетевой воды являются одной из причин снижения экономичности и надежности работы паротурбинных установок (ПТУ). В свете сказанного, повышение эффективности и надежности теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС является чрезвычайно актуальным.
Для энергооборудования стареющих ТЭС, выработавшего свой ресурс или находящегося на последней стадии своей отработки, затраты’ на техническое обслуживание неуклонно возрастают, а эффективность падает из-за многочисленных аварийных простоев. В таких условиях необходимо организовать непрерывное отслеживание и прогнозирование состояния оборудования. Этот подход позволит вовремя предпринять необходимые меры по поддержанию состояния теплоэнергетического оборудования на должном уровне. Задачу непрерывного контроля нагрузок и анализа их влияния на состояние оборудования штатная АСУ ТП выполнить не может, т.к. она ведет непрерывный мониторинг параметров технологического

Приравняв N(1) предельно допустимому числу заглушенных трубок 1Чпр, можно определить момент вывода аппарата в ремонт, снижения мощности блока или снятия аппарата с эксплуатации.
2.2. Полуэмпирическое уравнение для среднего числа заглушенных трубок
Как уже говорилось в первых двух главах, основными макропроцессами деградации теплообменного оборудования ТЭС АЭС являются электрохимическая коррозия, травление и модификация поверхности ТОТ, радиационное охрупчивание, образование трещин, потеря первоначальных физических свойств и пр. Эти виды деградации обусловлены действием многих перекрестных механизмов: физико-химическими процессами на поверхности металлов (гетерогенным катализом, диффузией, адсорбцией), изменением структуры материалов под действием тепловых и динамических нагрузок, радиационно-химическими процессами и пр. Теоретически учесть действие всех этих механизмов вряд ли возможно, поэтому, на наш взгляд, правомерным представляется следующий формальный подход.
Предположим, что среднее, нормированное на единицу число повреждаемых трубок < N > пропорционально числу «живых» трубок (1- < N >). Считая процесс глушения трубок непрерывным во времени, имеем уравнения баланса числа заглушенных трубок
где /„(1) - коэффициент пропорциональности, равный вероятности глушения одной трубки за единицу времени. Раскладывая левую часть уравнения (2.2.1) в ряд Тейлора и ограничиваясь линейным членом разложения, получим
< N(1 + ей) >=< N(1) > +А(1)(1- < N >)сй,
(2.2.1)
(2.2.2)