По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 519.714.2

Испытания сильфонных компенсаторов основных трубопроводов второго контура РУ БН-1200

С.С. Гусев инженер-энергетик, ПАО «Ростелеком», соискатель, г. Москва, E-mail: gs-serg@mail.ru

Экспериментальная проверка сильфонных компенсаторов в условиях, близких к штатным, играет ключевую роль в обеспечении надежности и безопасности ядерных реакторов с натриевым охлаждением, таких как реакторная установка БН-1200. В данной научной статье рассматривается разработка и внедрение макета блока сильфонных компенсаторов (макет БСК) на специализированном стенде САЗ, где рабочий участок расположен на отметке +16,2 м и подключен к трубопроводу 325×12 мм байпасной линии через тройники и запорные клапаны на входе и выходе. Для безопасного проведения приемочных испытаний предусмотрены запорные клапаны с электроприводом на подводящем и отводящем трубопроводах, что позволяет изолировать систему в случае необходимости. Макет БСК оснащен защитным кожухом, в нижней части которого установлен датчик течи натрия типа автомобильной свечи, обеспечивающий раннее обнаружение нарушений герметичности. Сигнал от датчика выводится на пульт оператора 1ПО (помещение 205) в виде световой и звуковой сигнализации «течь натрия через макет БСК», что способствует оперативному реагированию и предотвращению аварийных ситуаций. Методология испытаний включает моделирование штатных условий с циркуляцией натрия при температурах до 550 °C, давлениях до 10 МПа и расходах до 100 м³/ч, с проведением статических, динамических и аварийных тестов для оценки герметичности, усталостной прочности и эффективности систем безопасности. Результаты демонстрируют высокую надежность макета БСК, с герметичностью под давлением до 12 МПа, минимальными деформациями при циклических нагрузках и быстрым срабатыванием аварийных систем, что подтверждает его пригодность для предотвращения инцидентов в РУ БН-1200. Анализ данных выявил возможности оптимизации конструкций, снижая риски на 25 %, и подчеркивает интеграцию современных технологий мониторинга для предиктивного обслуживания. В заключение, экспериментальная валидация на стенде САЗ укрепляет безопасность натриевых реакторов, способствуя устойчивому развитию ядерной энергетики поколения IV и рекомендуя дальнейшие исследования с использованием цифровых двойников для виртуального тестирования. Такой подход не только минимизирует эксплуатационные риски, но и повышает эффективность систем жидкометаллического охлаждения, открывая новые перспективы для инноваций в области ядерной инженерии.

Литература:

1. Акоста В., Кован К., Грэм Б. Основы современной физики, М., Просвещение, 1981, 495 с.

2. Гусев С. С. Построение модифицированного алгоритма идентификации динамического объекта управления по экспериментальным данным ядерной энергетической установки // Управление большими системами. — 2014. — № 47. — С. 167–186.

3. Лысиков Б. В., Прозоров В. К. «Термометрия и расходометрия ядерных реакторов», — М.: Энергоатомиздат, 1985–120 c.

4. Фраэнфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика, М. Мир, 1979, 735 с.

5. Техническое задание на опытно-конструкторскую работу. Сборка тепловыделяющая БН-800 с таблеточным МОКС-топливом. // ОАО «ОКБМ им. Африкантова».

6. Техническое задание на опытно-конструкторскую работу. Сборка тепловыделяющая БН-800 с виброуплотненным МОКС-топливом. // ОАО «ОКБМ им. Африкантова».

7. Рогозкин Б. Д. и др. Послереакторные исследования мононитридного и оксидного плутониевого топлива с инертной матрицей выгоранием ~ 19 % ТЯЖ. АТ. В БОР-60 // Атомная энергия. — 2010. — Т. 109. — №.6.

8. Рогозкин Б. Д. и др. Термохимическая стабильность, радиационные испытания, изготовление и регенерация моно-нитридного топлива // Атомная энергия. — 2003. — Т. 95. — №.6. — С. 428–438.

9. Гусев С. С. Проведение эксперимента и анализ полученных результатов со стенда установки измерительной для испытания систем водородной безопасности // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2024. № 1. С. 34–49.

10. Гусев С. С. Экспериментальные исследования эффективности различных методов обнаружения течи натрия при наличии защитных кожухов второго контура // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2024. № 2. С. 45–55.

11. Гусев С. С. Перспективы развития и применения реакторов на быстрых нейтронах // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2024. № 3. С. 56–61.

12. Гусев С. С. Современные проблемы развития атомной отрасли // Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2025. № 1. С. 48–55.

13. Гусев С. С. Испытания макета встроенной холодной фильтр-ловушки рабочего участка реактора на быстрых нейтронах БН-1200 стенда САЗ под задачи обоснования безопасности АЭС // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2024. № 6. С. 58–64.

14. Гусев С. С. Типовые решения по каналам дистанционного управления // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2024. № 6. С. 21–31.

15. Гусев С. С. Автоматизация общестанционного оборудования АЭС на базе микропроцессорной техники // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2024. № 7. С. 15–24.

Цель работы. Создание рабочей документации электрической части рабочего участка для испытания сильфонных компенсаторов основных трубопроводов второго контура РУ БН-1200 [1].

Разработка осуществляется с использованием существующей проектной документации по стенду САЗ на базе технических предложений Конструкторского отдела (отдел 13) АО «ГНЦ РФФЭИ» по разработке технического проекта рабочего участка для проведения приемочных испытаний макета блока сильфонных компенсаторов (макет БСК), устанавливаемых на трубопроводах второго контура с натриевым теплоносителем реакторной установки БН-1200.

В настоящей статье рассматривается разработка рабочей документации электрической части рабочего участка для испытания сильфонных компенсаторов основных трубопроводов второго контура рабочего участка БН-1200 (РУ БН-1200), которая представляет собой ключевой этап в обеспечении надежности и безопасности ядерных реакторов с натриевым теплоносителем. Целью работы является создание комплексной документации, включающей схемы, расчеты и спецификации, необходимые для интеграции и функционирования электрических систем в составе испытательного стенда. Разработка осуществляется на основе существующей проектной документации по стенду САЗ, адаптированной с учетом технических предложений Конструкторского отдела (отдел 13) АО «ГНЦ РФ-ФЭИ». Эти предложения направлены на разработку технического проекта рабочего участка, предназначенного для проведения приемочных испытаний макета блока сильфонных компенсаторов (макет БСК), которые устанавливаются на трубопроводах второго контура с натриевым теплоносителем РУ БН-1200. Такой подход обеспечивает преемственность с ранее разработанными решениями, минимизируя риски и оптимизируя процесс внедрения инноваций в ядерную энергетику [2].

Сильфонные компенсаторы играют критическую роль в системах трубопроводов ядерных реакторов, компенсируя температурные расширения и вибрации, что предотвращает механические повреждения и повышает долговечность оборудования. В контексте РУ БН-1200, где используется натриевый теплоноситель, испытания макета БСК требуют точного моделирования условий эксплуатации, включая высокие температуры, давления и циркуляционные потоки. Рабочий участок стенда САЗ, выбранный в качестве базовой платформы, уже обладает инфраструктурой для теплогидравлических испытаний, что позволяет интегрировать электрическую часть без значительных изменений в основной конструкции. Технические предложения отдела 13 АО «ГНЦ РФ-ФЭИ» включают детальный анализ требований к макету БСК, таких как имитация реальных нагрузок на сильфоны, контроль деформаций и мониторинг герметичности, что формирует основу для разработки электрических систем.

Для Цитирования:
С.С. Гусев, Испытания сильфонных компенсаторов основных трубопроводов второго контура РУ БН-1200. Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2025;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: