Содержание
Введение
Часть 1. Технологическая часть
1.1 Общие сведения
1.1.1 Общие характеристики и типы ПГ АЭС
1.1.2 Требования к ПГ АЭС с реактором ВВЭР-1000
1.2 Прогнозирование повреждений теплообменных трубок парогенератора
1.2.1 Основные положения0
1.2.2 Выбор обобщающих параметров для описания эффектов водно-химического режима
1.2.3 Трубный пучок кипящего теплообменника
1.2.4 Пример для предлагаемой методики
1.2.5 Выводы по разделу
Часть 2. Системы теплотехнического контроля и автоматизации II-го контура АЭС с ВВЭР-1000
2.1 Оборудование и технологические системы второго контура
2.1.1 Общие сведения
2.1.2 Описание объекта управления
2.1.3 Регулирование уровня в регенеративных подогревателях
2.1.4 Автоматическое регулирование деаэраторных установок
2.1.5 Приборы и средства теплотехнического контроля параметров II го контура АЭС с ВВЭР-1000
2.1.6 Описание АСУ ТП на базе ТПТС53
2.1.7 Система автоматизации AS 220 EA
2.1.8 Область применения
2.1.9 Структура
2.1.10 Принцип работы
Часть 3. Разработка методики прогнозирования повреждений теплообменных трубок парогенератора
3.1 Основные положения
3.2 Особенности эксплуатации ТОТ парогенераторов АЭС с ВВЭР
3.2.1. Объект исследования
3.2.2. Критерии глушения ТОТ
3.2.3 Продление ресурса ТОТ парогенераторов
3.3 Методы контроля
3.3.1 Роль и место методов неразрушающего контроля для обеспечения надёжности и долговечности сложных систем с высокой ценой отказа
3.4 Вероятностный подход к управлению сроком службы ТОТ ПГ
3.4.1 Исходные данные и алгоритм расчета
3.4.2 Сравнительный анализ вероятностных законов распределения для описания длительности безотказной работы ТОТ ПГ
3.4.3 Разработка программы прогнозирования глушения и повреждения теплообменных трубок парогенераторов АЭС
3.4.4 Обработка данных эксплуатационного контроля
3.5 Анализ расчетов для ТОТ ПГ ряда АЭС (Нововоронежской, Калининской, Балаковской)
3.6 Выводы по разделу
Часть 4. Эргономический анализ трудовой деятельности оператора АЭС
4.1 Основные положения
4.2 Структура эргономики, основные понятия эргономики
4.3 Психофизиологическая сущность и структура трудовой деятельности
4.4 Факторы деятельности, вызывающие утомление
4.4 Эргономический анализ рабочего места оператора АЭС0
4.4.1 Антропометрический анализ
4.4.2 Физиологические и психофизиологические показатели
4.4.3 Психологические показатели
4.4.4 Социально-психологические требования
4.4.5 Гигиенические требования
4.5 Выводы по разделу
Часть 5. Расчет технико-экономических показателей АЭС
5.1 Основные положения
5.2 Капитальные вложения для АЭС
5.3 Годовой расход природного ядерного горючего
5.4 Годовой расход обогащенного урана
5.5 Годовой расход природного урана
5.6 Удельный расход природного ядерного горючего на выработанные кВт∙ч электроэнергии
5.7 Годовые амортизационные отчисления
5.8 Затраты
5.8.1 Годовые затраты на ядерное горючее
5.8.2 Годовые затраты на заработную плату
5.8.3 Годовые затраты на ремонтный фонд
5.8.4 Годовые затраты на прочие расходы
5.9 Определение себестоимости одного отпущенного кВт∙ч
5.10 Годовая выработка и годовой отпуск электроэнергии
5.11 Выводы по разделу
Заключение
Список использованной литературы
Постоянный рост потребности человечества в топливе и электроэнергии, а также уменьшение природных запасов органического топлива способствует росту ядерной энергетики.
Увеличение единичной мощности реактора, унификация оборудования, совершенствование топливного цикла, частичная перегрузка топлива без остановки реактора, улучшение конструкции тепловыделяющих элементов и всей активной зоны, размещение всего радиоактивного контура в специальной камере и многие другие усовершенствования способствуют снижению стоимости электроэнергии, вырабатываемой на АЭС, повышению надежности и безопасности. Технологический процесс на АЭС определяется рядом факторов:
- необходимо координирование работы десятков основных и вспомогательных агрегатов и систем;
- ограниченная доступность ряда помещений;
- большая единичная мощность агрегатов;
- интенсификация процессов.
Современный этап развития промышленного производства характеризуется переходом к использованию передовой технологии, стремлением добиться предельно высоких эксплуатационных характеристик как действующего, так и проектируемого оборудования, необходимостью свести к минимуму любые производственные потери. Все это возможно только при условии существенного повышения качества управления промышленными объектами, в том числе путем широкого применения автоматизированных систем управления. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) - это АСУ для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления в соответствии с принятым критерием управления.
Автоматизированной системе управления свойственны следующие признаки:
- АСУ ТП - это человеко-машинная система, в которой человек играет важнейшую роль, принимая в большинстве случаев содержательное участие в выработке решений по управлению;
- существенное место в АСУ ТП занимают автоматические устройства (в том числе вычислительная техника), выполняющие трудоемкие операции по сбору, обработке и предоставлению информации оператору-технологу;
- цель функционирования АСУ ТП - оптимизация работы объекта путем соответствующего выбора управляющих воздействий.
Кроме того, АСУ ТП осуществляет воздействие на объект в том же темпе, что и протекающие в нем технологические процессы, обеспечивает управление технологическим объектом в целом, а ее технические средства участвуют в выработке решений по управлению.
Имеющийся опыт разработки и эксплуатации автоматизированных систем показывает, что оптимальное решение вопросов автоматизации достигается только при условии рационального соотношения между уровнем автоматизации и совершенством технологического оборудования и средств автоматики. Иными словами, автоматизация целесообразна для высоконадежного технологического оборудования с применением высококачественной аппаратуры автоматики.
Все это требует автоматизации высокой степени, позволяющей небольшому количеству персонала осуществлять оптимальное управление работой АЭС.
Часть 1. Технологическая часть
1.1.1 Общие характеристики и типы ПГ АЭС
Производство рабочего пара на АЭС осуществляется в специальных теплообменных установках — ПГ.
В ядерных реакторах помимо теплофизических и физико-химических процессов, свойственных обычным теплообменным установкам, протекают и нейтронно-физические процессы, обусловливающие специфичность этих агрегатов и выделяющие их в особый класс теплообменных аппаратов. Одновременное рассмотрение сочетаний реактор — ПГ и теплообменные устройства — ПГ нецелесообразно. Однако следует иметь в виду, что основные закономерности теплофизических и физико-химических процессов, протекающих при производстве пара, идентичны как для кипящих реакторов, так и для собственно ПГ. Для кипящих реакторов необходимо уточнение влияния на эти процессы весьма высоких тепловых потоков, больших скоростей теплоносителей и ионизирующего излучения.
Под ПГ АЭС понимают теплообменный аппарат, служащий для производства рабочего пара за счет тепла, вносимого в него охладителем реактора. ПГ — один из основных агрегатов двухконтурных АЭС. Однако в первый период развития ядерной энергетики он входил в состав и одноконтурных АЭС. Основные характеристики ПГ АЭС, так же как и ПГ ТЭС: паропроизводительность, параметры пара и температура питательной воды. Важным показателем является чистота пара (а для цикла с насыщенным паром — влажность). В общем случае ПГ АЭС также состоит из подогревательного (водяной экономайзер), испарительного (испаритель) и пароперегревательного (пароперегреватель) элементов. Эти элементы могут быть совмещены в одном теплообменном аппарате, а могут быть и самостоятельными теплообменниками, включенными последовательно в контуры обоих теплоносителей.
Нагреваемый теплоноситель (вода, пароводяная смесь, пар) носит название рабочего тела. Греющий теплоноситель (охладитель реактора) называют первичным теплоносителем. Движение рабочего тела в экономайзере и пароперегревателе всегда однократное и принудительное. По способу организации движения рабочего тела испарители делят на три группы: с естественной циркуляцией, с многократной принудительной циркуляцией и прямоточные. В соответствии с этим различают и типы ПГ в целом. Парогенераторы с естественной циркуляцией характеризуются многократным движением воды в испарителе за счет естественного напора, возникающего из-за разности масс столбов жидкости в опускной системе и пароводяной смеси в подъемной. Испаритель представляет собой в этом случае замкнутый контур. Парогенераторы с многократной принудительной циркуляцией также имеют многократное движение воды в замкнутом контуре испарителя вследствие напора, создаваемого циркуляционным насосом, который включен в опускную систему.
Прямоточные ПГ характеризуются включением всех элементов в одну последовательную цепь с однократным принудительным движением в них рабочей среды вследствие напора питательного насоса.
По виду первичного теплоносителя ПГ делят на две группы: с жидкими теплоносителями и с газообразными. Движение теплоносителя — принудительное. В дипломном проекте рассматриваются парогенераторы с жидкостным теплоносителем – водой.
Показатель, характеризующий тепловую экономичность ПГ — КПД. В ПГ имеет место только один вид потери тепла — в окружающую среду, но он невелик — 1—2% тепловой мощности ПГ.