Підвищення ефективності роботи деаераторів системи підживлення продувки першого контуру енергоблоку №3 Рівненської атомної електричної станції
Автор: Борилюк Андрій Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Атомна енергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Борилюк А. А., Галянчук І. Р. (керівник). Підвищення ефективності роботи деаераторів системи підживлення продувки першого контуру енергоблоку No3 Рівненської атомної електричної станції. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2025. У сфері ядерної енергетики здійснюється системна та цілеспрямована діяльність, спрямована на підвищення рівня безпеки й надійності роботи атомних електростанцій. Однією з ключових систем, що забезпечує стабільне функціонування першого контуру АЕС, є система підживлення та борного регулювання. Її основні завдання полягають у підтриманні матеріального балансу теплоносія за будь-яких режимів експлуатації, регулюванні реактивності реактора шляхом зміни концентрації борної кислоти в воді першогоконтуру,забезпеченніпроцесівдегазаціїтеплоносія таконтроліводно- хімічного режиму. Система продувки-підживлення використовується для реалізації борного регулювання. Її функція полягає у компенсації повільних коливань реактивності й підтриманні критичності реактора при виникненні ксенонового отруєння в умовах зменшення навантаження, а також у коригуванні концентрації борної кислоти в теплоносії першого контуру при пускових і зупинних режимів роботи енергоблоку. [1]. На сучасному етапі актуальною стала проблема плавного регулювання потужності енергоблоків АЕС. Одним із способів такого регулювання є зміна концентрації борної кислоти у теплоносії першого контуру. Водночас ця величина як об’єкт управління характеризується різними статичними та динамічними властивостями залежно від напрямку прикладеного керуючого впливу [2. 3]. Об?єкт дослідження – cистема деаерації підживлення-продувки першого контуру енергоблоку No3 РАЕС, включно з конструкціями деаераційних колон, насадковими елементами, режимами роботи та автоматизованими системами регулювання. 5 Предмет дослідження – гідродинамічні та економічні аспекти функціонування деаераторів системи підживлення продувки першого контуру енергоблоку No3 РАЕС, а також методи їх оптимізації для забезпечення стабільної дегазації теплоносія та підвищення ефективності експлуатації. Мета дослідження: розробити та обґрунтувати технічні й організаційні рішеннядляпідвищенняефективностіроботидеаераторівсистемипідживлення продувки першого контуру енергоблоку No3 РАЕС. У магістерській кваліфікаційній роботі вивчено систему деаерації підживлювальної води та продувки першого контуру енергоблоку No3 РАЕС, виконано розрахунок гідродинамічної стійкості нижньої (великої) та верхньої (малої) деаераційної колони. Розрахунок здійснювався для насадкових тіл: кілець Рашига (сталь); сідлел Інтала (сталь); кілець Палля (сталь); структурованої насадки (Mellapak 250Y, сталь). Відповідно до функціонального призначення системи борногорегулювання деаератор має працювати у десяти різних режимах, що відрізняються тривалістю та періодичністю. У цих режимах теплоносій може надходити до деаератора одночасно з кількох джерел, при цьому витрата змінюється в межах від 5 до 75 т/год, а температура становить від 20 °С і вище. Залежновідджерелаподачітеплоносійхарактеризуєтьсярізноюконцентрацією газів. Мала насадкова колона працює при витраті до 9 т/год. Якщо витрата перевищує цей рівень, надлишок води переливається у велику насадкову колону. У режимах, коли витрата води перевищує 9 м3/год (що відповідаєбільшості робочих режимів деаератора підживлення-продувки), вода переливається через верхню кромку перегородки, потрапляє на велику розподільну тарілку Найбільший гідравлічний опір зрошуваної насадки для верхньої танижньої частини деаератора є для стальних кілець Рашига (18?18?2,5 мм), а найменший–длястальноїструктурованоїнасадкиMellapak250Y(канал ~20мм). 6 У розділі, що стосується економіки, розглянуто питання доцільності застосування деаератора та визначено його економічну результативність. Визначено, що впровадження деаератора підживлення продувки для першого контуру АЕС: дає чистий економічний ефект ~34,5 млн грн/рік, окупається менш ніж за 1,5 року, забезпечує рентабельність інвестицій ~69%, додатково знижує корозійні ризики та кількість позапланових простоїв, що критично для безпеки та надійності енергоблоку. У частині роботи, що стосується автоматизації, розглянуто процес автоматизації деаератора, аргументовано вибір системи автоматичного регулювання й технічних засобів. Додатково наведено специфікацію приладів і засобів автоматизації та схему ФСА обладнання. Ключові слова: деаератор підживлення-продувки, гідродинамічна стійкість насадки, насадкові тіла, економічна ефективність обладнання, Автоматизація процесів деаерації. Переліквикористанихджереллітератури: 1. Pelykh, S. N.,Maksimov, M.V. (2011) Cladding rupturelifecontrol methods for a power-cycling WWER-1000 nuclear unit. Nuclear Engineering and Design.Vol. 241, No 8. P. 2956 – 2963; 2. Maksimov, М. V., Beglov, K. V., Tsiselskaya, Т. А. (2012) A model of a power unit with WWER-1000 as an object of power control. Works of the Odessa Polytechnic University. Odessa. Rel. 1(38). P. 104-106. 3. Медведєв, Р.Б., Сангінова, О.В. (2002). Оптимальне керування процесом зміни концентрації борної кислоти в теплоносії першого контуру АЕС з ВВЕР- 1000.НауковівістіНаціональноготехнічногоуніверситету України«КПІ».No 2(22).– С.22.