Способ защиты от щелевой коррозии парогенераторов атомных электростанций

 

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности, « решению проблемы надежности при эксплуатации парогенераторов атомных электростанций с водяными энергетическими реакторами. Цель изобретения - предотвращение отло- Жений на греющих элементах парогенератора . Способ включает введение в рабочую среду водного раствора соединение кальция , выбранное из группы сульфат и гидроокись кальция и поддержание относительной его концентрации в соотношении С/Сн 0,1-0,25, где С - истинная концентрация соединения в рабочей среде, Сн - концентрация насыщения данного соединения в рабочей среде. Для ускорения кристаллизации соединения кальция в щелях , во время пуска парогенератора вводят соединения кальция с концентрацией С/Сн 0,3-0,35 и поддерживают ее до момента начала снижения производительности парогенератора , а затем уменьшают концентрацию соединения до 0,1-0,25. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 F 11/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

i2

f (А) (21) 4840631/26 (22) 18.06.90 (46) 23.08.93. Бюл. Рв 31 (71) Институт высоких температур AH СССР (72) M.À.Стырикович. В.С.Поло с ий, О.И.Мартынова и Е,В.Шишков (7.6) М,А,Стырикович, B.Ñ.Ïîëîíñêèé, О.И.Мартынова и B,H.Шишков (56) Эванс Ю.Р, Коррозия и окисление металлов. М.: Машгиз, M.. 1962, с. 420-421. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЩЕЛЕВОЙ КОРРОЗИИ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ АТОМНЫХ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ (57) Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности, к решению проблемы надежности при эксплуатации парогенераторов атомных электростанций с водяными энергетическими реакторами.

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности, к решению проблемы надежности при эксплуатации парогенераторов атомных электростанций (АЭС) с водяными энергетическими реакторами (ВВЭР).

Целью изобретения является предотвращение отложений на rðåþùèõ элементах парогенераторов атомных электростанций с водо-водяными энергетическими реакторами при одновременном исключении щелевой коррозии за счет заполнения щелей соединениями кальция.

Подбирая соответствующим образом относительную концентрацию в рабочей среде парогенератора соединения кальция можно добиться таких условий, при которых

ÄÄ5IJ „„183б491 АЗ

Цель изобретения — предотвращение отлоЖений на греющих элементах парогенератора. Способ включает введение в рабочую среду водного раствора соединение кальция, выбранное из группы сульфат и гидроокись кальция и поддержание относительной его концентрации в соотношении С/С = 0,1-0,25, где С вЂ” истинная концентрация соединения в рабочей среде, С вЂ” концентрация насыщения данного соединения в рабочей среде. Для ускорения кристаллизации соединения кальция в щелях, во время пуска парогенератора вводят соединения кальция с концентрацией С/С

= 0,3 — 0,35 и поддерживают ее до момента начала снижения производительности парогенератора, а затем уменьшают концентрацию соединения до 0,1 — 0,25. 1 з.п, ф-лы, 1 табл. соединение кальция откладывается только в щелях, а на теплообменных трубах, даже с учетом наличия на них отложений продуктов коррозии, растворимое соединение кальция кристаллизоваться не будет.

Отсутствие щелей в местах прохода теплообменных труб через стенки коллекторов и/или дистанционирующие решетки со стороны второго контура парогенераторов атомных электростанций с водо-водяными энергетическими реакторами в результате их полной ликвидации путем заделки в процессе эксплуатации соединениями кальция приведет к прекращению концентрирования агрессивных примесей в отмеченных местах, ликвидации условий возникновения коррозии и предупреждению образования

1836491 трещин и, таким образом, к предотвращению аварийных ситуаций на атомных электростанциях. При этом экономический эффект от недовыработки электроэнергии вследствие простоя энергоблока и защиты парогенераторов, вышедших из строя, составит несколько десятков миллионов рублей.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе защиты от щелевой коррозии парогенефаторов атомных электростанций, включающем введение в рабочую среду водного раствора соединения кальция, в рабочую среду вводят соединение кальция, выбранное из группы сульфат и гидроокись кальция, и поддерживают относительную концентрацию соединения кальция в соотношении С/Сн = 0,1 — 0,25, где с— истинная концентрация соединения в рабочей среде, C> — концентрация насыщения данного соединения в рабочей среде. Кроме того, для ускорения кристаллизации соеди нения кальция в щелях, во время пуска парогенератора в рабочую среду вводят соединения кальция с концентрацией С/С

- 0,3 — 0,35 и поддерживают указанную концентрацию до момента начала снижения производительности парогенератора, а затем уменьшают концентрацию соединения в рабочей среде до 0,1 — 0,25, Способ осуществляют следующим образом, 1, Во время эксплуатации:

1.1. Вводят в рабочую среду парогенератора водный раствор соединения сульфата кальция или гидроокиси кальция и доводят его концентрацию в рабочей среде парогенератора до С/Сн = 0,10 — 0,25;

1.2. Поддерживают относительную концентрацию С/Сн = 0.10-0,25 в течение всего периода эксплуатации, 2, При пуске парогенератора:

2,1, Вводят водный раствор соединения сульфата кальция или гидроокиси кальция и доводят его концентрацию в рабочей среде парогенератора до С/C< = 0,30 — 0,35;

2.2. Поддерживают эту концентрацию до момента начала снижения производительности парогенератора;

2,3, Снижают относительную концентрацию соединения кальция в виде второго контура парогенератора до С/С = 0.10 — 0.25 и поддерживают эту концентрацию в течение всего периода эксплуатации.

ФизичесКая обстановка, возникающая в местах прохода труб и греющих элементах

55 парогенератора в зависимости от концентрации соединения кальция в рабочей среде при различных тепловых потоках и различной глубине щелей, описывается данными таблицы.

Анализ представленных в таблице данных показывает, что при средней тепловой нагрузке на уровне 50 кВт/м и относительной концентрации соединения кальция в рабочей среде менее 0,05 блокируются только щели длиной более 30 мм (30 мм обычно максимальная длина щели). При относительной концентрации от 0,10 до 0,25 блокируются все щели в реальном диапазоне тепловых нагрузок от 20 до 80 кВт/м, отложения на трубах отсутствуют. парогенератор способен работать на всех режимах.

Относительную концентрацию 0,30 можно считать пороговой, так как при этой концентрации могут появиться отложения. При относительной концентрации химического соединения в воде 0,35 на теплообменных трубах появляются отложения, все щели блокируются полностью. При относительной концентрации более 0,35 появляются отложения, не позволяющие парогенератору развивать полную мощность, щели блокируются полностью.

Формула изобретения

1. Способ защиты от щелевой коррозии парогенераторов атомных электростанций, включающий введение в рабочую среду водного раствора соединения кальция, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью предотвращения отложений на греющих элементах парогенератора, в рабочую среду вводят соединение кальция, выбранное иэ группы сульфат и гидроокись кальция, и поддерживают относительную концентрацию соединения кальция в соотношении С/Ся

0,1 — 0,25, где С вЂ” истинная концентрация соединения в рабочей среде, Сн — концентрация насыщения данного соединения в рабочей среде, 2. Способ поп1,отл ича ющийся тем, что, с целью ускорения кристаллизации соединения кальция в щелях, во время пуска парогенератора вводят соединение кальция с концентрацией С/С = 0,3-0,35 и поддерживают указанную концентрацию до момента начала снижения производительности парогенератора, а затем уменьшают концентрацию соединения в рабочей среде до 0.1 — 0,25, 1836491

Состояние щелей в коллекто рах и дистанционирующих решетках

Состояние пучка теплообменных т б

N пlп

Условия работы

Содержание соединения

Са в воде

С/Сн < 0,05

С 1,30 мг/кг

CaSO4

С * 7,5 мг/кг

Са(ОН)г

Отложений нет

С = 2,6 мг/кг

С** =15 мг/кг

При тепловой нагрузке труб

q > 40кВт/м щели большей части пучки блокируются практически на всю длину

С/Сн = 0.10.

Отложений нет

С =6,5 мг/кг

С***=37,5мг/кг

Отложений нет

С/Сн = 0,25

Все щели блокируются

С = 7,8мг/кг

С =45мг/кг

С/Сн = 0,30

Могут появится отложения

Все щели блокируются

С =9,1 мгlкг

С * =52мг/кг

С/Сн = 0,35

Есть отложения

Все щели блокируются

С* >9,1мг/кг

С***>52мгl кг

С/Сн = 0,35

Все щели рлокируются

4I*

Концентрация насыщения CaSO4 в воде при давлении 68 бар принята С = 26 мг/кг;

** Концентрация насыщения Са(ОН г в воде при давлении 68 бар принята Сн = 150 мг/кг

Составитель Е.Шишков

Редактор С.Кулакова Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Заказ 3011 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Есть отложения,вызывающие снижение производительности паогене ато а

При тепловой нагрузке труб

q=20 кВт/м щели не блокиг руются,при с1>45кВт/м блог кируются щели длиной более

30 мм при q>70 кВт/м - более

20 мм,при о>140кВт/м — бог лее 100 мм, при q> 200кВт/мвсе щели