р (1067700), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Кроме промывки пара в ПГ с многократной циркуляцией можно применить и другую специальную схему водного режима — ступенчатое испарение. Сущность ступенчатого испарения состоит в разделении нспарительных поверхностей на 204 месколько (две, три) последовательно включенных по воде и па. раллельно по пару частей. Первая по ходу воды часть будет вырабатывать пар нз наиболее чистой воды, а последняя — из наиболее загрязненной. Такие схемы широко применялись в ПГ ТЭС в период освоения пара высоких параметров.
В настоящее время в связи с успехами я водоподготовке применение ступенчатого испарения как на ТЭС, так и на АЭС нецелесообразно. Однако рассмотрение его как оригинального инженерного решения советских специалистов, во многом облегчившего трудности внедрения на ТЭС прогрессивных, современных теплосиловых установок, представляет большой интерес. Для ПГ с многократной циркуляцией водный режим определяется параметрами ПГ, физико-химическими характеристиками питательной воды, а также дополнительным применением эксплуатационных (коррекция состава воды ПГ) и конструкционных (дополнительные сепарационные элементы, промывка пара и др.) мероприятий.
Большое значение имеют методы водного режима, направленные ие только на снижение интенсивности коррознониых процессов, ио одновременно и на повышение коррозионной стойкости сталей перлитного класса в наиболее перспективных конструкционных материалов ядерной энергетики. Из них наибольший интерес представляет метод, разработанный на кафедре АЭС МЭИ (профессором Т.
Х. Маргуловой с сотрудниками). Метод заключается в обработке по определенному режиму перлитных сталей водными растворами комплексонов (особая группа органических комплексообразующнх реагентов). К настоящему времени метод проверен в теплоэнергетике. Перспективность его распространения в ядерной энергетике обусловливается тем, что комплексоны являются такими реагентами, которые могут быть эффективно применены как для коррекционной обработки парогенераториой воды в целях предо~вращения выпадения отложений и накипи, так и для отмывки от них оборудования. Наличие методов обработки материалов для повышения их коррозионной стойкости позволяет ставить вопрос о замене нержавеющих аустенитных сталей перлитнымн. Это не только приведет к существенному снижению капитальных затрат, но и обеспечит необходимую надежность ПГ в условиях массового строительства АЭС. Нержавеющие стали склонны к так называемой коррозии под напряжением (см.
$10.2), вероятность возникновения которой в дегютвующей единице оборудования существенно повышается с увеличением доли нержавеющей стали в общей массе металла. Возможность воздействия на водный режим ПГ с многократной циркуляцией позволяет иа основе технико-экономических сопоставлений выбрать оптимальное сочетание 100%-ной конденсатоочистки, системы водоподготовки и системы сепарации пара.
Прн этом приоритетными должны быть решения по обеспечению необходимой надежности и высокой экономичности работы турбины и самого ПГ. й 10.2. КОРРОЗИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА СО СТОРОНЫ РАБОЧЕГО ТЕЛА Конструкционные материалы поверхностей теплообмена ПГ выбирают исходя из их прочности и допустимой интенсивности коррозионных процессов. Как правило, определяющими' являются условия прочности, Только в ПГ, обогреваемых водой под давлением, выбор конструкционного материала поверхности теплообмена обусловливается требованием весьма высокой коррозионной стойкости.
Это требование диктуется необходимостью обеспечения высокой чистоты первичного теплоносителя, которая наиболее просто достигается при применении для поверхностей теплообмена ПГ аустенитной нержавеющей стали. В американской практике парогенераторостроения отдается предпочтение сплавам на основе никеля (инконель, инкаллой).
Для ПГ в зависимости от свойств первичных теплоносителей и параметров пара в качестве конструкционных материалов первого контура (кроме активной зоны реактора) могут применяться углеродистые стали марки ст. 1О и ст. 20, а также легированные стали перлитного класса. Общая характеристика коррозионной стойкости материалов в теплоносителях рассмотрена в гл. 2. Интенсивность коррозионных процессов в поверхностях нагрева ПГ со стороны рабочего тела определяется физическими и физико-химическими свойствами воды (в экономайзере), пароводяной смеси (в испарителе), пара (в пароперегревателе).
При реальных параметрах во всех элементах ПГ коррозия протекает по законам электрохимии. Коррозионное взаимодействие среды с металлом может проявляться по-разному. Но все случаи коррозии поверхности нагрева могут быть разделены на две группы: общая коррозия и местная. Общая коррозия, как правило, носит равномерный характер по '4' всей поверхности и является неизбежной.
Поэтому для каждого конкретного случая должно быть ограничение допустимой ее скорости по условиям обеспечения надежной и экономичной работы ПГ и турбины. При нарушении режима эксплуатации и принятого водного режима скорости общей коррозии могут сильно возрасти и переход продуктов коррозии соответственно резко увеличится Это может привести к нежелательным последствиям.
При допустимой скорости общей коррозии каких-либо осложнений в эксплуатации второго контура АЭС не возникает. При расчетах элементов ПГ на прочность следует принимать их толщину с соответствующим запасом. Местные виды коррозии (коррозия под напряжением, язвенная, щелевая и др.) являются нежелательными, так как их возникновение и развитие в конечном итоге приведет к разрушению корродируклцих деталей.
Особенно это относится к таким ее видам, как коррозия под напряжением, щелевая, контактная. 205 Т а б л н:ц а 10.1. Шкала оценки интенсивности корроаноынмк процессов" Скорасп. яавенноа карравнн (скаросга проннпанвя), мм/гад Скароств аенамеряаа коррова», мм/год Хв рак терн с тика карравнн дла среднего данлення для высокого даваенна для среднего лавлення для выожого давленая Практически отсут- ствует Слабая Допустимая Сильная 0 — 0,05 0 — 0,02 0 — 0,02 Отсут- ствукгт Обнару- жиааасггся 0,05 — 0,20 0,02 — 0,04 0,20 — 0,30 0,04 — 0,05 0,30 — 1,20 0,05 — 0,20 0,05 — 0,10 0,10 — 0,15 0,15 — 0,60 0.02 — 0,08 0,08 — 0,10 0,10 — 0,40 0,40 0,20 е Не распрастранаетая на поверкваотн, омываемме перваеныея тепланасвтеляапс В табл.
10.1 для примера приведена принятая в настоящее время шкала оценки интенсивности коррозионных процессов в воде и пароводяной смеси при выполнении элементов контура нз углеродистых сталей (Ц. В проблемах обеспечения надежности ЯЭУ коррозионные процессы относятся к одним из главных. Поэтому в учебные планы подготовки инженеров для ядерной энергетики включена дисциплина, посвященная изучению их фундаментальных закономерностей. В данном курсе целесообразно рассмотрение факторов, оказывающих существенное влияние на коррозию в пароводяном тракте ПГ.
При принятом конструкциоииом оформлении элементов ПГна интенсивность протекания коррозионных процессов помимо физико-химических факторов существенное влияние оказывают условия теплообмена и гидродинамики. Повышение температур среды н металла, удельных тепловых потоков приводит к интенсификации коррозии.
Скорость движения среды влияет на интенсивность коррозии по-разному. Малые скорости способствуют язвенной коррозии в связи с застоем газовых пузырей. При относительно больших скоростях (в=10 м/с) могут разрушаться защитные оксидные пленки, что усиливает коррозионные процессы. Прн скоростях от О,б до 10 м/с коррозионно-активные примеси воды достаточно равномерно распредельны в потоке и воздействуют на большую плошадь поверхности. В этом диапазоне следует выбирать скорости рабочих сред (более высокие скорости допускаются в пароперегревателе).
Конструкционные факторы в основном могут влиять на местные виды коррозии. Интенсифицируют протекание этих процессов остаточные механические напряжения, наличие в деталях узких щелей, сопряжения разнородных материалов. Эти факторы могут вызвать соответственно коррозию под напряжением, межкристаллитную щелевую и контактную. уу бл ф Р УУ р л я К р:л лб я Р л к л бл ° ЛЯ .Ю Р У Л ° РЛ ' 2ббр В РлУ РУ Р / б. СО ОНО Н,СО,„ СО.У.Н,О НСО, Н РНОК' 2НР У СО' У' У; К уб л "яб РР лр ~нббл л бб лруя Р Р,О Л2НОН ЯРО,бН,О ООУУ л Р Ррлб """ "Р" Р" Ярб и Р э:«блб Ул Р более вероятно в местах остаточного напряжения (наклеца), возникающего при изготовлении поверхностей нагрева и их деталей.
Коррозионное растрескивание возникает и развивается при воздействии на напряженный металл водной среды, содержащей кислород и хлориды. При этом следует иметь в виду более существенное влияние кислорода, а наличие хлоридов при этом интенсифицирует процесс. В то же время при полном отсутствии кислородк можно допускать массовую долю хлоридов до 10 мг/кг, Эти концентрации небольшие и могут быть обеспечены, если добавочная вода подготавливается по схеме полного обессоливания. Коррозионное растреокивание проявляется в виде транскристаллитных трещин, располагающихся в плоскости, перпендикулярпой направлению растягивающих усилий.
Скорость развития трещин достигает нескольких сантиметров в час. Процесс интенсифицнруется в высокощелочной среде. Опыт эксплуатации ПГ с поверхностями теплообмена из аустенитных нержавеющих сталей не дает основания считать их высоконадежными вследствие больших трудностей предотвращения коррозии под напряжением. Коррозионные процессы могут интенсивно протекать во время простоев ПГ, т. е. при нахождении их в резерве или ремонте. Коррозия возникает и развивается вследствие проникновения кислорода воздуха в пленку влаги и отложений примесей. Если не принимать специальных мер защиты, то «стояночная» коррозия может стать причиной быстрого, даже аварийного выхода из строя ПГ при его последующей эксплуатации. Методы предотвращения стояночной коррозии разнообразны и заключаются в различных способах «консервации» неработающих ПГ [Ц.
й 10.3. ОТЛОЖЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ ВОДЫ Отложение примесей на поверхностях теплообмена ПГ может происходить не только при полном испарении воды, но и прн достижении в ней определенных для различных примесей концентраций. Все вещества, присутствующие в парогенераторной воде, делятся на две группы: труднорастворимые и легкорастворимые. Характеристикой способности веществ к растворению в воде является коэффициент растворимости, под которым понимается количество вещества, образующее в 100 г воды при заданной температуре насыщенный раствор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
