АЭС в силу технологических особенностей использует огромное количество насосов и насосного оборудования, среди них главные циркуляционные насосы, питательные, конденсатные, дренажные, и многие другие. В данной статье мы расскажем о насосах для атомных электростанций.

Применение насосов на АЭС

Насосы применяется практически во всех ключевых технологических процессах:

• Главный циркуляционный контур, для перекачки теплоносителей в реакторных установках, действующих АЭС
• Циркуляционная система для охлаждения конденсаторов турбин
• Питательные насосы в системе подачи питательной воды
• Насосы в тракте основного конденсата
• Насосы в системе безопасности и прочие насосы

Принципиальная схема отечественного энергоблока 300МВт

Обозначения на схеме энергоблока:

1. Турбопитательный насос

2. Питательный насос пускорезевный

3. Предвключенный насос

4. Конденсатные насосы

5. Дренажные насосы

6. Насосы циркуляционной воды

7. Расширительный бак

8. Подогреватель питательной воды высокого давления

9. Подогреватель питательной воды низкого давления

10. Эжектор пусковой

11. Охладитель газоохладителей и конденсатный

Насосы применяемые на АЭС

Насосы, используемые в ядерной энергетике, можно приблизительно разделить на следующие группы насосов:

Главные циркуляционные насосы (ГЦН) - насосы предназначенные для создания циркуляции теплоносителя с вспомогательными насосами к ним.

Главные циркуляционные насосы обеспечивают циркуляцию воды в контуре многократной принудительной циркуляции реакторных установок. По расположению вала все ГЦН выполнены вертикальными.

В ГЦН в качестве привода используются асинхронные электродвигатели вертикального исполнения с радиально-осевым подшипником на масляной смазке. Крутящий момент от электродвигателя к насосу передается при помощи соединительных муфт различных конструкций.

Требования к главным циркуляционным насосам:

• Высокая надежность насоса. Насосы должны работать надежно и обеспечивать устойчивую работу при нормальной эксплуатации и в переходных режимах в течение длительного времени (не менее периода между планово-предупредительными ремонтами)
• Обеспечение достаточного выбега (вращение после обесточения электродвигателя насоса), необходимого для охлаждения активной зоны при авариях с потерей электроснабжения собственных нужд.
• Надежная герметизация ГЦН во избежание утечки теплоносителя из первого контура.
• Обеспечение ремонта насосов с минимальным временем нахождения поблизости от них ремонтного персонала для демонтажа выемных частей ГЦН.
• Материалы проточной части ГЦН должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к материалам главного циркуляционного контура, т.е. не должны взаимодействовать с теплоносителем в рабочем диапазоне температур и давления, должны допускать дезактивацию щелочными и кислотными растворами, а также должны быть коррозионно-стойкими и устойчивыми против эрозии при предельных скоростях движения теплоносителя в проточных частях.

Питательные насосы – насосы для подачи питательной воды в парогенераторы или барабаны-сепараторы.

конденсатные насосы - для подачи конденсата в деаэраторы из конденсаторов турбин и подогревателей низкого и высокого давления.

Питательные насосы применяются для подачи химически очищенной воды в парогенераторы энергоблоков АЭС. Питательные насосы изготавливаются в различных конструктивных исполнениях: горизонтальные, одно- или двухкорпусные, секционного или спирального типа, одноступенчатые с рабочим колесом двухстороннего входа или многоступенчатые с односторонним расположением рабочих колес. Бескавитационная работа питательных насосов обеспечивается применением рабочего колеса с расширенным входом или применением предвключенного колеса или насоса.

Питательные насосы должны отвечать следующим требованиям:

• Обеспечивать динамическую устойчивость во всем диапазоне работы насоса.
• Вибрация на корпусах подшипника не должна превышать 0,05 мм.
• Обеспечивать удобство монтажа, ремонта и обслуживания.
• Насосы должны снабжаться обратными клапанами с линией рециркуляции, чтобы не возникало обратного вращения ротора насоса и перегрева воды до температур, близких к парообразованию.

Конденсатные насосы - насосы применяемые для подачи конденсата отработанного пара турбин, конденсата греющегося пара из теплообменных аппаратов энергоблоков АЭС, а также жидкостей, сходных с конденсатом по вязкости и химической активности.

Конденсатные насосы обычно работают с минимальным располагаемым кавитационным запасом в условиях глубокого вакуума на входе и при температуре конденсата, близкой к температуре насыщения. Поэтому для улучшения антикавитационных качеств насоса первую ступень выполняют двухпоточной с уширенным входом или с предвключенным рабочим колесом. Конденсатные насосы с подачей до 200 м3/ч обычно изготавливают в горизонтальном исполнении, а с подачей 200 м3/ч и выше - в вертикальном.

Основные требования, предъявляемые к конденсатным насосам:

• Обеспечение стабильной формы напорной характеристики при параллельной работе насосов.
• Отсутствие подсоса воздуха через работающий и неработающий насос.

В России наиболее распространены конденсатные насосы типов Кс, КсА, КсВ, КсВА. Эти насосы

предназначены для перекачивания конденсата при темпера-до 140°С, а также жидкостей, сходных с конденсатом по вязкости и химической активности. Насосы изготавливают в вертикальном и горизонтальном исполнениях.

Насосы систем безопасности - насосы систем безопасности предназначены для поддержания в допустимых пределах параметров работы АЭС, определяющих ее безопасность не только в нормальных условиях эксплуатации (работа энергоблока на мощности, пуск и остановка, плановое изменение нагрузки, плановое расхолаживание и т.п.), но также и в аварийных режимах, вызванных нарушениями в работе или отказом оборудования и систем АЭС

Кроме вышеперечисленных насосов на АЭС используются другие насосы к примеру:

• Насосы циркуляционного водоснабжения для охлаждения конденсатор турбин.
• Насосы технического водоснабжения главного корпуса.
• Насосы масло снабжения систем турбоагрегатов.
• Насосы спецводоочистки и химводоочистки.
• Насосы вспомогательных систем.

Обзор основных производителей насосов для АЭС

• АО "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И.Африкантова"
• АО «ЦКБМ» (Центральное конструкторское бюро машиностроения)
• АО «Сумское машиностроительное научно-производственное объединение» (Сумское НПО им. Фрунзе)
• АО «Сумский завод «Насосэнергомаш»
• АО «ГМС Ливгидромаш»
• АО «КАТАЙСКИЙ НАСОСНЫЙ ЗАВОД»
• АО «Уралгидромаш»
• SIGMA GROUP a.s
• KSB
• Sulzer

Список производителей можно значительно расширить особенно если говорить о насосах для вспомогательных систем/

Обзор насосов для АЭС (в отечественной классификации)

• Главные циркуляционные насосы (ЦВН, ГЦН, ГЦЭН
• Питательные насосы (ПЭА, ПТА, БН, ПЭА, ЦН, ПЭА, CIX
• Конденсатные насосы (КсА, КсВА, КсВ, КсД, Кс, КГТН
• Насосы систем безопасности (ЦНСК, ЦН, АХ, 5АХ, ЦН, ЦН, ЦНР, ПЭА, Д, НДв, К, ДХ, ЦНР, ЦН, ПТ, Х, Д, ЦНСА, ДХ, ЦНСА) СН
• Насосы систем технического водоснабжения (В, ОПВ, ДПВ)
• Насосы систем маслоснабжения (ЦНСМ, МВ, ЦНСМ, КСМ, НКЭ, МКВ, Д, НД, 12Д, 3В, ЭМН, 3В, КМ, НКЭ, Ш, 3В)
• Насосы вспомогательных систем (АХ, АХП, АЦВ, БЭН, ВК, ВКС, ВН, ВЦЭН, ГНОМ, Д, ДА, К, Н, НВЗ, НВР, НД, НК, Нку, НЦС, ПТ, СВН, СЦЛ, СЭ, ТХ, ТХИ, ФГ, Х, ХБ, ХВС, ХГ, ХМ, ХО, ХП, ЦВ, ЦН, ЦНС ЭЦВ)

23.11.2020