Рекомбинаторы водорода
1. НАЗНАЧЕНИЕ
Пассивные каталитические рекомбинаторы водорода (ПКРВ), являются элементами системы снижения концентрации водорода под защитной оболочкой блоков атомных станций (АЭС).
ПКРВ предназначены для беспламенной каталитической рекомбинации водорода (беспламенное каталитическое удаление водорода) в помещениях зоны локализации аварий (ЗЛА) АЭС.
ПКРВ предназначены для размещения на стенах в верхних частях помещений и в подкупольном пространстве.
ПКРВ крепится к закладным на внутренней облицовке.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1. Нормативная база и классификация оборудования
ПКРВ относится ко 2 классу безопасности по НП-001-97 (ОПБ-88/97), к группе В по ПНАЭ Г-7-008-89 (Правила АЭУ), категория сейсмостойкости по НП-031-01- I. Классификационное обозначение – 2Л.
ПКРВ является элементом локализующей системы безопасности и проектирование, изготовление, испытания, проверка компонентов и изделия в целом осуществляться в соответствии со следующими правилами и нормами:
«Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» ПН АЭ Г-7-008-89 (Правила АЭУ),
«Общие положения обеспечения безопасности атомных станций» НП-001-97 (ОПБ-88/97),
«Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций» НП-031-01,
«Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» ПН АЭ Г-7-002-87.
«Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварка и наплавка. Общие положения», с изменениями №1 от 1999г., ПНАЭ Г-7-009-89;
«Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля» ПНАЭ Г-7-010-89;
«Специальные условия поставки оборудования, приборов, материалов и изделий для объектов атомной энергетики»;
«Арматура для оборудования и трубопроводов АЭС. Общие технические требования», (ОТТ-87);
2.2. Основные параметры и характеристики
— рекомбинация водорода должна начинаться при минимальной (пороговой) объемной концентрации водорода в зависимости от температуры парогазовой смеси:
a) при температуре менее 100 C не более 2 %;
b) при температуре более 100 C не более 1 %;
рекомбинация водорода начинается при минимальной (пороговой) объемной концентрации кислорода не менее 2 %;
беспламенная каталитическая рекомбинация водорода обеспечивается в диапазоне объемных концентраций водорода от 4 % до 95 %;
время выхода ПКРВ на режим в зависимости от температуры парогазовой смеси составляет:
c) не более 10 мин при температуре менее 100 C,
d) не более 1 мин при температуре более 100 C.
|
Сравниваемый параметр
|
Типы ПКРВ
|
||||
|
Тип №1
|
Тип №2
|
Тип №3
|
Тип №4
|
Тип №5
|
|
|
Производительность, г/ч (при P=0,2 МПа, Т = 373,15 К):
|
|||||
|
— при 3 % H2
|
0,52*
|
1,2*
|
3,3*
|
6,0*
|
12,0*
|
|
— при 5 % H2
|
1,2*
|
2,9*
|
7,6*
|
14,0*
|
28,0*
|
|
— при 8 % H2
|
2,68*
|
6,2*
|
16,6*
|
31,0*
|
61,0*
|
|
Удельная производительность, кг/(ч´м2):
|
|||||
|
— при 3 % H2
— при 5 % H2
— при 8 % H2
|
13,0*
30,0*
67,0*
|
20,0*
48,0*
103,0*
|
20,0*
48,0*
103,0*
|
25,0*
58,4*
127,8*
|
25,0*
58,0*
128,0*
|
Конвертор (корпус) предназначен для направления потока газа через ПКРВ снизу вверх.
Блок катализатора должен представлять собой съемную кассету, в которой располагается материал с каталитическим покрытием.
В ПКРВ газовые смеси, содержащие водород должны рекомбинировать при контакте с катализатором. Выделение тепла при этой реакции должно уменьшать плотность газа в нижней части рекомбинатора и стимулировать конвекцию, обеспечивая, таким образом, поступление большого количества водорода на катализатор и высокую эффективность работы.
Каталитическое покрытие гидрофобное и термостойкое, что обеспечивает эффективную длительную работу. Конструкция кассеты позволять извлекать материал с каталитическим покрытием для проведения проверок или испытаний.
2.3. Требования к прочности ПКРВ
ПКРВ рассчитан на максимальные перепады давления, возникающие при различных режимах эксплуатации и авариях на атомной станции. ПКРВ рассчитан на сейсмические воздействия при проектных землетрясениях и МРЗ (максимальное расчетное землетрясение).
2.4. Требования по надежности
Наработка на отказ не менее 8 лет. Срок службы ПКРВ- 30 лет. Срок службы каталитических блоков ПКРВ- 5 лет. Рис. Размещение ПКРВ под куполом Срок службы между капитальными ремонтами 5 лет, время восстановления – не более 50 часов.
2.5. Требования безопасности
Общие требования безопасности соответствуют ГОСТ 12.2.003-91, пожарная безопасность — в соответствии с ГОСТ 12.1.004-91.
2.6. Требование к материалам
Наружные поверхности корпуса ПКРВ, его узлов и деталей способны выдерживать обработку дезактивирующими растворами. Состав дезактивирующих растворов принят в соответствии с п.3.13 ОТТ-87 «Арматура для оборудования и трубопроводов АЭС. Общие технические требования».
Промывка осуществляется дезактивирующими растворами с температурой 90 / 95*С.
|
едкий натр (NaOH)- 40 г/л;
|
перманганат калия (KMnO4) — 5 г/л.
|
|
щавелевая кислота (H2C2O4) — 30 г/л;
|
перекись водорода (H2O2) — 0,5 г/л.
|
Перекись водорода может быть заменена азотной кислотой (НNО3) -1,0 г/л.
Продолжительность цикла — до 10 часов каждым раствором.
Периодичность — 1 раз в год.
После каждого цикла производится отмывка дистиллятом.
В случае применения деталей из углеродистой стали, такие детали должны быть покрыты полимерными защитными покрытиями, соответствующими требованиям ГОСТ Р51102-97.
Материалы, полуфабрикаты, покупные и комплектующие изделия, применяемые для изготовления и ремонта ПКРВ, имеют документы предприятия-поставщика, удостоверяющие их поставку на соответствие требованиям государственных стандартов или ТУ.
2.7. Требования к КИП и автоматике
ПКРВ является элементом, не требующим контроля при выполнении им заданных функций.