Модернизация сепараторов-пароперегревателей энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР-440 и ВВЭР-1000

Сепараторы-пароперегреватели (СПП) предназначены для сепарации влаги из пара и последующего его перегрева. Проектная влажность пара после осушки в сепараторе СПП должна быть не более 1%, однако в эксплуатации она превышает этот уровень, что сказывается на эффективности и надежности турбины. В связи с истечением проектного срока эксплуатации аппараты СПП-220М и СПП-1000 требуют замены либо модернизации. Конструкции СПП-220М и СПП-1000 унифицированы с СПП-500-1, и все эти аппараты имеют общие достоинства и недостатки. Отмечено, что ведущие зарубежные фирмы, поставляющие СПП на АЭС, также ведут работы по совершенствованию своих аппаратов. Изложен опыт немецкой фирмы Balcke Durr, принимавшей участие совместно с ОАО «НПО ЦКТИ» в модернизации СПП-500-1 на АЭС в России, а также самостоятельно в проекте модернизации СПП на АЭС Ловииса в Финляндии. Приведены результаты разработок ОАО «НПО ЦКТИ» по проектам модернизации СПП-220М для энергоблока с реактором ВВЭР-440 и СПП-1000 для энергоблока с реактором ВВЭР-1000. Проекты выполнены на основе собственного опыта и с учетом опыта совместных разработок с фирмой Balcke Durr. Они разработаны при соблюдении следующих условий: новые аппараты устанавливаются на прежние фундаменты; аппараты вписываются в прежние габариты; расположение присоединительных фланцев позволяет сохранить существующую обвязку аппаратов трубопроводами. Расчетное обоснование проекта включало вычислительный эксперимент на основе разработанной авторами модели СПП, а также теплогидравлические расчеты. Численное моделирование позволило провести оптимизацию конструкции сепарационных блоков, а теплогидравлические расчеты — оптимизацию конструкции пароперегревателя. На основе расчетных оценок показано, что модернизация аппаратов может обеспечить осушку влажного пара на уровне 0,6%, понизить гидравлическое сопротивление по тракту влажного пара на 26% для СПП-220М и на 36% для СПП-1000, а также уменьшить массу аппаратов на 12%. Предложены рекомендации по модернизации существующих и созданию перспективных конструкций СПП.

1. Филиппов Г. А., Поваров О. А. Сепарация влаги в турбинах АЭС. – М.: Энергия, 1980. – 320 с.

2. Судаков А. В., Фокин Б. С. Парогенераторы и теплообменное оборудование АЭС. – СПб: НПО ЦКТИ, 2005. – 254 с.

3. Условия работы модулей труб отвода конденсата СПП-500-1 на Чернобыльской АЭС. / В. Л. Мухачев, А. В. Некрасов, В. Ю. Пикус и др. // Энергомашиностроение. 1988. №10. – С. 38 – 41.

4. Легкоступова В. В., Судаков А. В. Модернизация сепараторов-пароперегревателей СПП-500-1 турбоустановок Ленинградской АЭС // Теплоэнергетика. 2015. №3. – С. 16 – 21.

5. Судаков А. В., Легкоступова В. В. Сепараторы-пароперегреватели зарубежных фирм. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2015. – 103 с.

6. Результаты модернизации сепараторов-пароперегревателей турбоустановок на четвертом блоке Ленинградской АЭС. / М. Ю. Егоров, К. В. Соколов, М. А. Блинов, М. Я. Беленький, Ю. В. Смолкин, П. А. Кругликов, Е. Д.Федорович. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2011. №3 (130). – С. 263 – 272.

7. Результаты испытаний модернизированных сепараторов-пароперегревателей турбоустановки К-500-65/3000 энергоблока №4 Ленинградской АЭС. / М. А. Готовский, Б. С. Фокин, М. Я. Беленький, М. Е. Лебедев, М. А. Блинов, М. Ю. Егоров. // Теплоэнергетика. 2012. №2. – С. 27 – 32.

8. Легкоступова В. В., Судаков А. В. Эффективность модернизации сепаратора-пароперегревателя СПП-500-1 // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2016. №4 (254). – С. 173 – 181.

9. Легкоступова В. В., Судаков А. В. Эффективность применения предварительного сепаратора на Курской АЭС: экспериментальная и расчетная оценка // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2017. №1 (23). – С. 69 – 81.

10. Легкоступова В. В., Судаков А. В. Модернизация сепараторов-пароперегревателей энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Естественные и инженерные науки. 2017. № 3 (23). – С. 61 – 73.

11. Сепаратор-пароперегреватель для перспективных блоков АЭС с ВВЭР / А. В. Судаков, В. В. Силин, А. М. Маринич, К. Н. Денисов, Д. А. Соболев, А. А. Мушков. // Надежность и безопасность энергетики. 2011. №12. – С. 66 – 70.

12. Патент РФ на полезную модель №88774. Сепаратор пароперегреватель турбины атомной электрической станции / А. М. Маринич, А. В. Судаков, Л. Я. Бальва, К. Н. Денисов, А. С. Лисянский. – Заявл. 16.07.2009. Опубл. 20.11.2009. Бюл. 32.