Влияние периодической химической очистки отложений в щелях и зазорах парогенераторов АЭС с ВВЭР на долговечность конструкционных материалов

• Автор: Аль Кассем Самер
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1. Закономерности образования и способы удаления отложений с теплообменных поверхностей парогенератора.

1.1. Причины повреждения коллекторов парогенераторов.

1.1.1.Модель повреждения коллекторов ПГВЮООЮООМ.

1.1.2.Водородная хрупкость.

1.1.3.Коррозионная усталость.

1.2. Повреждение теплообменных трубок парогенераторов

1.2.1. Логическая модель коррозионного растрескивания АХНС.

1.2.2. Обобщнная модель ТКР.

1.3. Формирование отложений на теплопередающих поверхностях

1.4. Теплопроводность отложений и определяющая температура
коррозионных процессов
1.5. Концентрирование примесей при кипении воды в пористых отложениях.
Выводы к главе 1.
Глава 2. Методика и экспериментальное устройство для исследований процессов накопления и химической очистки отложений
полуобогреваемого кольцевого зазора
2.1.Вводнохимический режим второго контура АЭС с ВВЭР.
2.1.1. Нормирование концентрации хлоридионов
2.1.2. Концентрирование солей и оксидов при кипении
2.2. Расчетнотеоретические предпосылки формирования отложений
2.3. Влияние удельного теплового потока и концентрации примесей
2.4. Отмывка от отложений теплообменных поверхностей.
2.5. Исходные требования к разработке методики экспериментов
и проектированию устройства.
2.5.1. Общие требования
2.5.2. Требования к имитатору кольцевой щели.
2.5.3. Требования к методике формирования отложений
и ускоряющий фактор.
2.5.4. Требования к методике отмывки от отложений
и ускоряющий фактор
2.5.5. Требования к средствам контроля, измерений и управления
2.6. Имитатор кольцевой щели.
2.7. Экспериментальное устройство
Выводы к главе 2.
Глава 3. Исследование накопления отложений при кипени
растворов в кольцевой щели
3.1. Методическое обеспечение экспериментов
3.1.1. Методика тарировочных опытов по определению перепадов
температур.
3.1.2.0пределение глубины полного испарения в глухой
кольцевой щели.
3.1.3. Методика эксперимента по формированию отложений.
3.1.4. Опытов по формированию отложений
3.2. Методика эксперимента по отмывке от отложений.
3.2.1. Гидродинамический способ отмывки отложений
3.3. Опытов по отмывке от отложений
3.3.1. Растворы с комплексообразователями
3.3.2. Растворы с морфолином.
3.3.3.Растворы с октодециламином.
3.3.4.Растворы с трилономБ
Выводы к главе 3.
Глава 4. Обоснование технических мероприятий, направленных
на максимальноую наработку до отказа
4.1. Проблема обеспечения долговечности конструкционных сплавов
и живучести оборудования
4.2. Долговечность элементов из аустенитных сталей в условиях
протекания КР.
4.3. Количественная оценка времени ДО ПЕРВОГО ОТКАЗА
4.4. Прогнозирование ресурса оборудования
4.5. Динамика отказов однотипных элементов в условиях
протекания КР.
4.6. Защита аустенитных сталей от коррозионного растрескивания
4.7. Защита от КР с помощью Литий Ферритных покрытий.
4.8. Ослабление процесса КР с помощью периодической очистки от отложений щелей и зазоров
Выводы к главе 4.
Глава 5. Экономические аспекты прогноза наработки до отказа
оборудования парогенераторов АЭС с ВВЭР0.
5.1. Эффективность по замещающей мощности
5.2. Экономический эффект отложенного платежа
5.3. Экономический эффект отложенного кредита
ВЫВОДЫ ГЛАВЕ 5.
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
Список Литературы


Автор экспериментально показал относительно высокую устойчивость отложений, обработанных 1ЛОН (при использовании 1ЛОН в качестве реагента для коррекции водородного показателя pH в процессе эксплуатации или на этапе восстановления пассивной пленки после химической очистки), в том числе и в щелях между дистанционирующими элементами и ТОТ и в кольцевых зазорах заделки ТОТ в коллектор. Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации. Таким образом, решение проблемы очистки от отложений теплообменного оборудования ПГВ-ЮОО(М) АЭС с ВВЭР, включая щели и зазоры, является актуальным вопросом увеличения надежности эксплуатации ПГ и энергоблока АЭС в целом. В сложившихся условиях снижение скорости образования отложений возможно только путем целенаправленного воздействия на процесс их формирования. Поэтому, суть методики, разработанной автором, заключается в создании условий для периодического удаления отложений при кипении воды в пористых отложениях, которыми заполнены конструктивные щели и зазоры. Основой технологии является метод химического растворения связей между кристаллами отложений (пептизация) [4]. При этом в раствор переходят не только истинно растворенные компоненты отложений, но и взвешенные частицы (пептизированные зерна). Этого возможно достичь при использовании «фитильного» кипения в качестве механизма доставки компонентов раствора на большую глубину отложений в зазоре. В качестве пептизирующих реагентов моющих композиций могут быть рекомендованы органические соединения на основе аминокислот (например, морфолин, трилон-Б) [6,]. Уменьшение удельной загрязненности отложениями ТОТ приведет к снижению степени концентрирования примесей-активаторов процесса коррозионного растрескивания (КР) при кипении воды в отложениях щелей и зазоров. Это, в свою очередь, снизит скорость процесса КР, увеличит как наработку до отказа, так и снизит динамику накопления поврежденных ТОТ [0]. Известно, что созданная защитная пленка из феррита лития на поверхности ТОТ имеет керамическую структуру. Она ослабляет скорость процесса коррозионно-усталостного растрескивания конструкционных сплавов ПГ в воде с параметрами II контура. Устойчивость литий-ферритных соединений в условиях отмывки от отложений щелей и зазоров моющими композициями с морфолином была проверена экспериментально [1]. Эксперимент показал достаточно длительное ее наличие на поверхностях ТОТ и в кольцевой щели. Таким образом, наличие железо-оксидные отложения в кольцевых зазорах недовальцовки, обработанных гидрооксидом лития, могут при определенных условиях, обеспечить устойчивую паровую пробку и сухую соль в глухом торце щели. Это приведет к резкому снижению плотности коррозионного тока и снижению скорости наводороживания металла перемычки перфорированной части коллектора (сталь марки ХНТ). Разработаны рекомендации по применению методики и рекомендации по разработке регламента очистки от отложений щелей и зазоров в реальном парогенераторе а также предлагаемый способ очистки от отложений с помощью морфолина и трилона-Б может быть рекомендован только для парогенераторов с довальцованными теплообменными трубками. Апробация работы Материалы диссертации, основные положения работы, результаты теоретических и расчетных исследований представлены на конференциях: Assessments of the Longevity of Metal of Equipment of Nuclear Power Plant Equipped with Reactor VVER -. V. P. Gorbatykh. S. N. Al-Kassem - American Nuclear Society ANNUAL MEETING. EMBEDDED TOPICAL MEETING. International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP ), June -, , Pittsburg, PA. US A. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», Подольск, ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС» по теме: Химическая очистка от отложений узлов сопряжения “коллектор - трубка” горизонтальных парогенераторов, Сборник докл. Подольск, Россия. Международный конгресс по прогрессивным технологиям в атомной энергетике по теме: Ensuring Longevity of Metal Water Processing Equipment in Space system. American Nuclear Society (ANS) & Aerospace Nuclear Science and Technology (NASA), (Space Nuclear Conference ),5-9 June r. San Diego, CA, USA.