Tiêu đề Проектирование, эксплуатация и инжиниринг атомных станций_6.pdf ✅

618 Р а з д е л VI КОМПОНОВКА И ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН АЭС Глава 30 КОМПОНОВКА ГЛАВНОГО КОРПУСА ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Проектирование технологической системы электростанции начи- нается с графического документа — принципиальной тепловой схемы, отражающей суть основного технологического процесса. В ходе проектирования схема дополняется новым оборудованием, новыми связями между его элементами. Расчетом тепловой схемы определяются условия работы оборудования, расходные и термоди- намические параметры теплоносителей, рабочего тела на входе- выходе каждого элемента. Без этого невозможны проектирование и конструирование различного рода теплообменников, насосов, тру- бопроводов, баков и других устройств и механизмов, в том числе и вспомогательных технологических систем. Проектирование обору- дования и технологической схемы — итерационный процесс с взаим- ными уточнениями параметров и характеристик. Когда проекты всех элементов оборудования выполнены, наступает время их привязки к строительным конструкциям. Компоновка — это взаимное расположение оборудования элект- ростанции, помещений, в которых оно размещается, и строительных конструкций — стен и перекрытий зданий, оболочек, консолей и т.п. Назначение строительных конструкций — воспринимать все усилия: весовые, вибрационные, внешних воздействий, от землетрясения, например, — и передавать их на фундамент здания или сооружения. Взаимное расположение оборудования играет, безусловно, важ- ную, но все же вспомогательную роль в организации технологичес- кого процесса. Именно это обстоятельство определило место рас- смотрения вопросов компоновки в данном учебном пособии. Оборудование, с помощью которого организуется основной тех- нологический процесс, и оборудование вспомогательных систем, непосредственно связанных с контурами теплоносителей и рабочего тела, в подавляющей их части размещают в главном корпусе элект- ростанции. Компоновочным решениям главного корпуса будет уде-
619 лено в данной главе основное внимание. Оставшаяся часть — это специальные гидротехнические сооружения для охлаждения техни- ческой воды, различные вспомогательные установки, например водоподготовительные, которые размещаются в других зданиях. 30.1. Виды компоновки главного корпуса АЭС и основные требования к ней Главный корпус АЭС обычно состоит из реакторного отделения 1 и машинного зала 3 (рис. 30.1). Между ними нередко располагают деаэраторное помещение (деаэраторную этажерку) 2. В реакторном отделении размещают оборудование ядерной паропроизводительной установки и непосредственно связанных с ней вспомогательных систем. При этом реактор и все оборудование с радиоактивной средой в соответствии с нормами радиационной безо- пасности должны находиться в герметичных помещениях — боксах или под герметичной оболочкой, рассчитанных на повышенное избыточное давление. Там же располагают шахты перегрузки и бас- сейны выдержки отработавших топливных сборок, помещения, где проводятся работы, связанные с обследованием и ремонтом радиоак- тивно загрязненного оборудования. В машинном зале размещают оборудование паротурбинной уста- новки и непосредственно связанных с ней вспомогательных систем. В деаэраторной этажерке на верхнем этаже располагают деаэра- торы питательной воды, этажом ниже — паропроводы с быстродей- ствующими редукционными установками, питательные трубопро- воды, примерно на отметке обслуживания турбоагрегатов — блочный щит управления. При отсутствии деаэраторной этажерки названное оборудование устанавливают в машинном зале. На ниж- них этажах этажерки может располагаться электрооборудование рас- Рис. 30.1. Главный корпус АЭС 3 21
620 пределительных устройств собственных нужд, как это сделано, например, на АЭС с РБМК, или другое оборудование. Компоновка главного корпуса АЭС подчинена основному гигие- ническому принципу разделения на зоны строгого режима (где есть вероятность повышенного уровня радиации) и свободного режима (где уровень радиации близок к фоновому). К зоне строгого режима относятся помещения реакторного отделе- ния, которые, в свою очередь, подразделяются на помещения постоян- ного обслуживания, периодического обслуживания (полуобслужива- емые) и необслуживаемые. В герметичной необслуживаемой части реакторного отделения должно быть два шлюзовых входа-выхода для персонала с двумя последовательно установленными дверями. Двери должны быть сблокированы так, чтобы при открытой одной двери нельзя было открыть другую [8]. Машинный зал одноконтур- ной АЭС относится к обслуживаемым помещениям зоны строгого режима. Зона строгого режима не ограничивается главным корпу- сом. Вне его, в другом здании (в спецкорпусе), могут располагаться помещения для хранения радиоактивных отходов, некоторых уста- новок переработки радиоактивно загрязненных вод (установок выпа- ривания, например) и др. Вход в зону строгого режима и выход из нее осуществляются только через санпропускники, а нахождение в ней разрешается в спецодежде. Основные виды компоновки главного корпуса — сомкнутая, разо- мкнутая и интегральная. При сомкнутой компоновке реакторное отделение, машинный зал, деаэраторная этажерка, а иногда и спецкорпус объединены в одном здании. Разомкнутая компоновка отличается расположением реакторного отделения в специальной защитной оболочке, выпол- ненной из металла или предварительно напряженного бетона, а паро- турбинной установки — в смежном корпусе. Целесообразность разо- мкнутой компоновки может обосновываться технологией возведения защитной оболочки, дополнительными требованиями к ее фунда- менту (сейсмостойкости, например) и требованиями безопасности. При интегральной компоновке реакторное и турбинное отделения размещаются в одном строительном блоке из предварительно напря- женного бетона, разделенном на отдельные боксы. Такая компо- новка пока существует только в проектах, например, для энерго- блока с высокотемпературным газовым реактором и газовыми турбинами. Наилучшие функциональные свойства АЭС — экономичность и надежность — обеспечиваются не только высоким качеством разра- ботки тепловой схемы, совершенством конструкций элементов обо-
621 рудования, но и компоновкой. Основные требования к компоновке можно свести к следующим. 1. Взаимное расположение оборудования должно отвечать наилучшей организации технологического процесса. Здесь прежде всего имеется в виду использование естественной циркуляции тепло- носителей в определенных режимах работы энергоблока и создание условий для бескавитационной работы насосов. Например, располо- жение парогенераторов АЭС с ВВЭР выше реактора позволяет использовать естественную циркуляцию для отвода от активной зоны остаточных тепловыделений. Компенсатор объема (давления) должен располагаться выше оборудования и трубопроводов контура, к которому он подключен. Деаэраторы поднимают достаточно высоко для создания нужного подпора для питательных насосов. Конденсаторы размещают непосредственно у турбины для обеспече- ния наименьшего давления на выходе пара из проточной части. 2. Компоновка должна обеспечивать возможно лучшие значения технико-экономических показателей. Один из важнейших таких показателей — удельный объем главного корпуса, определяемый отношением полного его объема к установленной мощности АЭС (м3 /кВт). Уменьшение удельного объема главного корпуса влечет за собой сокращение расхода материалов и денежных средств на строи- тельные конструкции, снижение капиталовложений. Сокращаются также эксплуатационные расходы, в частности расходы энергии на собственные нужды, обусловленные энергетическими потерями в трубопроводах и обеспечением вентиляции помещений. Данное тре- бование сводится к тому, чтобы коммуникации между элементами оборудования были возможно короче. Однако оно входит в опреде- ленное противоречие с последующими требованиями. 3. Установленные на электростанции оборудование и коммуни- кации должны быть удобным образом доступны для обслуживания, включая и ремонтные работы. Не следует забывать и о компенсации термических расширений трубопроводов. Должно быть предусмот- рено место для раскладки частей разбираемого при ремонте крупно- габаритного оборудования. Это предполагает сооружение удобных подходов и площадок. 4. Должны быть обеспечены удобство и механизация проведения ремонтных работ и работ, связанных с доставкой на станцию топ- лива и других расходуемых материалов, а также оборудования для замены вышедшего из строя. Все части оборудования массой 50 кг и более должны перемещаться с помощью грузоподъемных механиз- мов и кранов, установку которых необходимо предусмотреть. Для проведения ремонтных и монтажных работ в реакторном отделении и в машинном зале устанавливаются краны, грузоподъемность кото-