Умовна схема енергоблоку з тяжёловодним реактором CANDU. компенсатор тиску під цифрою 4.
Компенсатор тиску - технічний посудину під тиском зі спеціальною конструкцією, що забезпечує компенсацію зміни обсягу води в замкнутому контурі при її нагріванні. Він є конструктивною особливістю двоконтурних реакторів з водою під тиском в якості теплоносія (в тому числі тяжёловодних), що використовуються на атомних станціях. атомних підводних човнах і судах і розглядається зазвичай у складі технологічної системи, яка забезпечує підтримання тиску в першому контурі в стаціонарних режимах і обмеження відхилення тисків в перехідних і аварійних режимах реакторної установки [1] [2] [3] [4] [5].
Компенсатор тиску одночасно є системою забезпечення потрібного тиску і компенсації змін обсягу теплоносія в першому контурі, тому має двояке назва - в технічній документації та літератури він може називатися як компенсатором тиску, так і компенсатором обсягу [6].
Вода при високих параметрах володіє відносно великим температурним коефіцієнтом зміни обсягу і низькою сжимаемостью, що при замкнутому контурі призводить до неприпустимо великих змін тиску при зміні його температурного режиму (навіть при нормальних перехідних режимах). Наприклад вже при тиску 10 МПа і зміні при цьому температури від 250 до 300 ° C питомий об'єм води збільшується на 11%, більшість же реакторів працюють при ще більш високих параметрах. Ця обставина вимагає організації в першому контурі реакторів під тиском спеціального компенсуючого обсягу [4].
Технологічна схема системи компенсації тиску в РУ з ВВЕР-1000/320.
Система компенсації тиску першого контуру призначена:
- для обмеження тиску в першому контурі, що викликається зміною температурного режиму під час роботи РУ;
- для захисту першого контуру від підвищення тиску;
- для створення тиску в першому контурі в період пуску реакторної установки;
- для зниження тиску в першому контурі при розхолоджування;
Система компенсації тиску є системою нормальної експлуатації, важливою для безпеки [3] [4].
Просторова схема першого контуру з РУ ВВЕР-1000/320.
компенсатор тиску
Конструкція компенсатора тиску ВВЕР-1000/320.
1 - горловина;
2 - кришка;
3 - днище;
4 - сходи;
5 - обичайка;
6 - обичайка блоків ТЕН;
7 - днище;
8 - блок ТЕН;
9 - колектор;
10 - майданчик.
Компенсатор зазвичай виконаний у вигляді вертикального судини, встановленого на кільцевій опорі. У верхній частині можуть бути: люк для технічного обслуговування, штуцера під трубопроводи впорскування теплоносія, під трубопроводи скидання пари через ІПУ в барботёр, під рівнеміри і імпульсні трубки для вимірювання параметрів. У нижньому днище є патрубок під трубопровід, що з'єднує гарячу нитку однією з петель першого контуру з компенсатором. Всередині встановлено розбризкують пристрій, захисний екран і блоки трубчастих електронагрівачів (ТЕН).
За рахунок тепла ТЕН досягається кипіння води, а пара, що утворюється збирається у верхній частині компенсатора тиску, створюючи парову подушку. Створене в посудині тиск по трубопроводу з'єднує його нижню з гарячою ниткою циркуляційної петлі, передається в контур. Обмеження відхилень тиску від номінального значення досягається за рахунок стиснення чи розширення парової подушки в компенсаторі. При значному зниженні тиску в компенсаторі парова подушка не в змозі повністю відновити вихідне тиск в контурі, тоді включаються додаткові групи електронагрівачів.
При значному збільшенні тиску, тобто коли потрібно його знизити, через розбризкують пристрій, розташоване у верхній частині КД (в паровій подушці), подається теплоносій з холодної нитки циркуляційної петлі і відбувається стиснення парової подушки за рахунок часткової конденсації пари, що уповільнює або припиняє ріст тиску в контурі.
Це різновид запобіжної арматури непрямої дії, високопродуктивний пристрій для массотвода води в разі аварійного підвищення її тиску в контурі. Імпульсні клапани можуть бути різних конструкцій, найчастіше вони скидають середу в спеціальний пристрій - барботажний бак, який в свою чергу оснащується своїми засобами захисту від руйнування через різке і сильного зростання тиску (зазвичай запобіжними мембранами).
барботажний бак
Це горизонтальний циліндричний посудину з еліптичними днищами. У його водяному об'ємі розміщені два колектора, через які в водяній обсяг скидається пар від протікання пара через ІПУ, а також при його спрацьовуванні. На кожному колекторі є сопла для ефективної конденсації пари. Барботёр найчастіше має запобіжні мембрани. які через кілька секунд розриваються, якщо ІПУ спрацьовує. Газовий обсяг барботёра постійно вентилюється азотом для запобігання утворенню вибухонебезпечної суміші водню. утворюється при радіолізі води в першому контурі [3] [4] [4].