Глава 6. Паротурбинная установка

Глава 6. Паротурбинная установка

Должна приводиться информация о паротурбинной установке в границах систем второго контура.

Вся паротурбинная установка и ее системы должны рассматриваться как системы нормальной эксплуатации.

По турбоагрегату должна приводиться информация о всех его собственных системах, включая конденсатор, вакуумную систему, регенеративные подогреватели, маслосистему, газовое обеспечение.

Информация о электроснабжении, вентиляции, о технической воде, пожаротушении должна приводиться в главе 9 "Вспомогательные системы".

Должны быть в необходимых случаях ссылки на соответствующие главы ООБ АС, например, на главу 15 "Анализ аварий" или на главу 8 "Электроснабжение". Информация должна отражать влияние систем на безопасность АС.

Турбоагрегат должен рассматриваться как агрегат, влияющий и обеспечивающий надежную и безопасную работу РУ.

В главе не должна приводиться информация о вопросах, не влияющих на надежную и безопасную работу АС.

В информации о системах, не влияющих на безопасность, должна доказываться способность систем функционировать, не влияя прямо или косвенно на безопасность АС.

При описании систем должна выдерживаться структура, приведенная в приложении к главе "Общие требования", с использованием ее комментариев по наполнению.

6.1. Турбоагрегат

6.1.1. Проектные основы

6.1.1.1. Назначение и функции.

В разделе должно приводиться назначение турбоагрегата по влиянию его на РУ с точки зрения маневренных характеристик реактора и регулирования мощности.

Одновременно необходимо показывать функции турбоагрегата при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, аварийных ситуациях и авариях в связи с работой РУ.

Должна приводиться классификация оборудования турбоагрегата по ОПБ-88, категориям "Норм проектирования сейсмостойких атомных станций" ПНАЭ Г-5-006-87 и группам качества по Правилам АЭУ.

Раздел должен содержать перечень НТД по безопасности, требованиям которых должен удовлетворять турбоагрегат.

6.1.1.2. Проектные режимы и исходные данные.

В разделе должны приводиться требования к маневренности с указанием допустимого количества пусков за срок службы (из холодного состояния, горячего состояния, плановые и неплановые остановы, сброс нагрузки до холостого хода, разгрузка до нижнего предела регулировочного диапазона с последующим нагружением; расчетная продолжительность пусков из различных тепловых состояний от момента подачи пара в турбину до номинальной нагрузки; регулировочный диапазон автоматического изменения мощности; отклонение частоты вращения ротора в регулировочном диапазоне и аварийных условиях).

Следует описывать характеристики всех режимов работы турбины, включая условия пуска и остановки, а также параметры, характеризующие недопустимое превышение числа оборотов турбины.

6.1.1.3. Технологическая схема и конструктивное исполнение.

В разделе должны указываться основные принципы проектирования и критерии безопасности турбоагрегата.

Должны приводиться требования к экономичности, определенные техническим заданием; требования к безопасности турбоагрегата от воздействия летящих тел и при разгоне его, а также при КЗ в генераторе с указанием нормативных документов и инструкций. Необходимо приводить требования к конструктивному исполнению, надежности и долговечности, включая коэффициент оперативной неготовности турбоагрегата, наработке на отказ, межремонтному периоду, полному сроку службы, сейсмостойкости при ПТЗ по шкале MSK-64.

В разделе должны приводиться перечни исходных событий.

6.1.1.4. Требования к связанным системам.

В разделе должны приводиться требования к системам охлаждения турбоагрегата (циркуляционная и техническая вода), электро- и маслоснабжения, вентиляции, пожаротушения, к контролю, защите и блокировкам, сигнализации.

6.1.1.5. Требования к компоновке.

В разделе должны излагаться требования к компоновке турбоагрегата (летящие тела от турбины, ориентирование турбины, расположение взрывоопасных и горючих материалов).

Расположение и ориентация турбины должны четко показываться на чертежах размещения энергетической установки.

На плане и вертикальных разрезах машинного зала должны показываться зоны возможного выброса летящих тел шириной 25 °С по отношению к венцам цилиндров низкого давления для каждой турбины в пределах помещения машинного зала.

Районы возможного попадания летящих тел (площади мишеней) должны показываться на плане и вертикальных разрезах по отношению ко всем СВБ.

6.1.2. Проект системы

Раздел должен подтверждать выполнение основных принципов проектирования, требований к связанным системам, критериев, требований к конструктивным и компоновочным решениям.

6.1.2.1. Описание технологической схемы и конструкции турбоагрегата.

В разделе должно приводиться описание технологической схемы и конструкции турбоагрегата. При этом необходимо давать описание системы контроля за превышением скорости вращения турбины, включая описания резервирования органов контроля и управления, использованного типа регулятора предельного числа оборотов.

Необходимо приводить описание конструкции цилиндров турбины, тип регулирующих клапанов, вибрационные характеристики лопаток и способы соединения лопаток с деталями ротора.

Давать описание конструкций опорных и упорных подшипников и приводить вибрационные характеристики.

К разделу должны прилагаться чертежи компоновки турбоустановки (планы и разрезы), схемы тепловая, маслоснабжения, управления, защиты и сигнализации с указанием контроля и их связи с местным щитом, БЩУ или РЩУ.

6.1.2.2. Описание элементов.

В разделе необходимо давать краткое описание элементов турбоагрегата и их классификацию. Приводить, в частности, прочностные характеристики дисков турбоагрегата (описание и конструкция турбогенератора должны быть в главе 8 "Электроснабжение").

Необходимо описывать программы и методики, использованные для оценки прочности лопаточного аппарата и вала ротора низкого давления. Приводить сведения о расчете хрупкой прочности ротора.

В разделе должно доказываться, что летящие тела не могут вызвать повреждения СВБ, маслобака турбоагрегата.

Должны представляться результаты расчета диска турбины, а также сведения о следующих прочностных характеристиках:

а) тангенциальные напряжения, вызванные центробежными силами, натягом при посадке, градиентами в районе концентраторов напряжения, в сопоставлении с нагрузками при нормальной скорости вращения и ее превышении;

б) максимальные тангенциальные и радиальные напряжения и районы их локализации. В разделе необходимо приводить описание расчетных программ и методик.

6.1.2.3. Описание используемых материалов.

В разделе необходимо приводить сведения о материалах, применяемых для изготовления деталей турбины, сосудов (подогревателей), роторов, дисков, рабочих лопаток, при этом необходимо приводить данные о технологии изготовления, механических свойствах, химическом составе (включая вредные примеси).

В разделе должны представляться сведения о характеристиках сопротивления разрыву материала ротора цилиндра высокого давления, описание способов получения этих характеристик.

6.1.2.4. Защита от недопустимого превышения давления.

В разделе необходимо приводить сведения об обосновании выбора средств защиты турбоагрегата и его оборудования от недопустимого превышения давления, а также их описание.

6.1.2.5. Защита от превышения скорости.

Необходимо приводить описание системы защиты турбины от превышения скорости, а именно, методы резервирования, оценку надежности узлов, порядок проведения контроля и испытаний (допускается ссылка на пп. 6.1.4, 6.1.5).

6.1.2.6. Отключение системы.

В разделе должны приводиться способы и условия отключения паротурбинной установки и состояние ее после отключения.

6.1.3. Управление и контроль работы системы

6.1.3.1. Описание защит и блокировок.

При изложении раздела давать описание защит и блокировок, влияющих на АЗ реактора, на РОМ, предупредительную защиту РУ, РМ.

6.1.3.2. Точки контроля.

При описании точек контроля должна быть ссылка на технологическую схему, где показаны все точки, при этом рассмотрение точек контроля необходимо связывать с влиянием на указанные в п. 6.1.3.1 системы и элементы РУ.

6.1.3.3. Пределы и условия безопасной эксплуатации.

В разделе необходимо приводить все пределы и условия безопасной эксплуатации, обеспечивающие ее защиту, блокировки. Пределы и условия безопасной эксплуатации должны быть прежде всего связаны с АЗ реактора, РОМ и предупредительной защитой, а также с разгоном турбоагрегата.

6.1.3.4. Действия персонала.

В разделе должны описываться основные действия персонала при работе турбоагрегата при нарушениях нормальной эксплуатации, аварийных ситуациях и авариях.

6.1.4. Испытания и проверки

В разделе следует приводить описание мер по обеспечению качества турбоагрегата и его оборудования при изготовлении, строительстве и монтаже.

Должны представляться объем и методики входного контроля, предпусковых наладочных испытаний и их метрологического обеспечения, а также описание контрольно-измерительной аппаратуры.

Следует описывать программу предпусковых наладочных испытаний и эксплуатационного контроля всего турбоагрегата, его стопорных регулирующих устройств и автомата безопасности турбоагрегата.

6.1.5. Анализ проекта

6.1.5.1. Показатели надежности.

В разделе должны приводиться показатели надежности турбоагрегата и его оборудования, результаты качественного и количественного анализов надежности турбоагрегата.

Расчет показателей надежности должен быть комплексным, с учетом связанных систем.

Если для обоснования надежности проводились эксперименты, то в этом разделе должны приводиться краткие сведения об этом.

Объем информации о показателях надежности оборудования и о программах расчета должен быть достаточен для проведения независимых альтернативных расчетов.

6.1.5.2. Нормальная эксплуатация.

В разделе необходимо давать краткое описание режимов нормальной эксплуатации турбоагрегата, включая пуск, работу на мощности и останов.

При изложении режимов нормальной эксплуатации необходимо отмечать факторы, влияющие на работу РУ. В частности, должны отражаться эффекты внезапного сброса нагрузки и возможные переходные процессы, при этом следует показывать работу системы регулирования турбоагрегата и защиты его от разгона.

6.1.5.3. Функционирование при отказах.

В разделе необходимо приводить информацию о качественном анализе возможных отказов элементов турбоагрегата и его систем.

Должно показываться восстановление работы турбоагрегата за счет резервирования в системах или временной работы его при выключенном оборудовании.

6.1.5.4. Функционирование системы при нарушениях нормальной эксплуатации.

В разделе необходимо описывать переходные процессы, приводящие к нарушениям нормальной эксплуатации, а также их влияние следствие возможных зависимых отказов на РОМ, предупредительную сигнализацию и АЗ.

Необходимо отражать работу БРУ-А, БРУ-К и других связанных систем, в частности, системы паропроводов собственных нужд, теплофикационной системы.

Следует рассматривать функционирование системы при нарушениях нормальной эксплуатации по причине собственно турбоустановки и из-за отклонений в связанных с турбоустановкой системах.

6.1.5.5. Функционирование систем при аварийных ситуациях и авариях.

Должен приводиться перечень исходных событий, приводящих к аварийным ситуациям и авариям.

В разделе должно показываться, как функционирует система при аварийных ситуациях и авариях с учетом работы ее элементов.

Должно показываться, каким способом обеспечивается пароснабжение остановленного энергоблока.

Полный анализ аварий на АС, вызванных аварией на турбоустановке, должен рассматриваться в главе 15 "Анализ аварий".

6.1.5.6. Функционирование системы при внешних воздействиях.

В этом разделе должно показываться состояние (работа или останов) турбоагрегата при всех внешних воздействиях (землетрясения, взрывная волна, падение самолета, смерч и т.п.).

Необходимо отражать, при каком уровне внешних воздействий турбоагрегат и в целом АС должны быть остановлены.

В разделе должна быть ссылка на главу 9 "Вспомогательные системы", где рассмотрены в качестве исходных событий пожары на площадке АС и в машинном зале.

6.1.5.7. Оценка проекта.

На основании качественных анализов, сведений о возможных экспериментах и количественных показателях надежности системы в разделе необходимо давать оценку проекта.

Кроме того, должно показываться выполнение требований НТД по безопасности и специальных РТМ и ОСТ по турбоагрегату.

6.1.5.8. Сравнение проекта с аналогичными проектами.

В разделе следует приводить сравнение с аналогичными проектами действующих АС, отмечать преимущество и недостатки проектных решений, влияющих на безопасность.

6.2. Система паропроводов свежего пара

6.3. Система питательной воды

6.4. Система сброса пара из второго контура в конденсаторы турбины

6.5. Защита второго контура от превышения давления

6.6. Система подпитки второго контура

6.7. Водно-химический режим второго контура и система его поддержания

6.8. Система очистки турбинного конденсата

6.9. Система пробоотбора технологических сред второго контура

Указанные системы, входящие в границы паротурбинной установки, должны излагаться согласно структуре, приведенной в начале главы, при этом по каждой системе должны отражаться влияние на работу турбоустановки и зависимые отказы, влияющие на РУ.

Эта информация не должна повторять информацию в главе 5 или в других главах ООБ АС. При изложении информации по разделам 6.2-6.10 должны делаться акценты на вопросы надежности систем, влияния их работы на радиационную обстановку на АС, так как в указанных системах возможны утечки РВ или накопление их.

При рассмотрении системы циркуляционной воды должны отражаться вопросы утечки и накопления РВ, а также возможность затопления площадки АС и СБ при разрыве трубопроводов этой системы.

Необходимо отмечать информацию о возможных летящих телах в случае разрыва трубопроводов высокого давления или же сосудов и возможных повреждениях СБ.

6.10. Обоснование прочности, устойчивости и работоспособности трубопроводов, насосов, задвижек, основной арматуры, предохранительных и разгрузочных клапанов при природных и техногенных воздействиях

В подразделе, в соответствии с классификацией, выполненной для элементов каждой системы, и сочетанием нагрузок (табл. 5.14 Норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86) должны представляться результаты расчетов, подтверждающие прочность, устойчивость и работоспособность указанных элементов.