Апгрейд сепараторов

На «ЗиО-Подольске» началось изготовление сепараторов-пароперегревателей (СПП) новой, улучшенной конструкции для первого энергоблока Курской АЭС-2, который строят по инновационному проекту ВВЭР-ТОИ.

Текст: Кирилл Быстров / Фото: «ЗиО-Подольск»

Более 40 лет «ЗиО-Подольск» единственный изготовитель сепараторов-пароперегревателей для атомных станций с реакторами отечественного дизайна. СПП предназначены для осушки и перегрева пара, отработавшего в цилиндре высокого давления и поступающего в цилиндр низкого давления турбины. Это оборудование располагается в машинном зале энергоблока и входит в состав вспомогательных систем, повышающих КПД и надежность турбоустановки.
Заместитель главного конструктора, начальник управления оборудования АЭС «ЗиО-Подольска» Владимир Маркин рассказывает, что с каждым новым проектом атомной станции увеличивалась не только мощность реакторной установки, но и габариты сепараторов-пароперегревателей. Например, энергоблок с ВВЭР-1200 компонуется четырьмя СПП высотой почти 22 м. «В проекте АЭС-2006 СПП получились очень громоздкими, они занимают много места в машинном зале, пронзают несколько уровней и все площадки обслуживания, что мешает ремонтным работам. «Росэнергоатом» из-за этого нас часто критиковал, ссылаясь на опыт зарубежных АЭС, которые компонуются меньшим количеством СПП для более мощных турбин», — говорит Владимир Маркин.
Проанализировав собственный опыт и изучив зарубежный, конструкторы «ЗиО-Подольска» предложили несколько вариантов конструкции СПП. Оптимальной сочли ту, у которой габариты и вес уменьшились на 30%. Когда на завод поступил заказ на разработку СПП для головного блока Курской АЭС-2, конструктивные идеи пригодились.
«Мы уменьшили и количество, и общую массу аппаратов. Если раньше на одном блоке было четыре сепаратора по 240 т, теперь — два по 250 т, при этом диаметр их увеличился незначительно — с 4,2 до 4,8 м. Аэродинамические испытания компоновки, сепарационной части, испытания на прочность новых теплообменных труб показали надежность и эффективность оборудования», — говорит Владимир Маркин.+

Специалистам удалось не просто увеличить производительность каждого аппарата в два раза, но сократить время монтажа СПП — тоже вдвое. В ходе работы оформили несколько патентов, в том числе на компоновку СПП, кассету с увеличенной камерой и изменению конструкции узла слива конденсата из жалюзийных блоков сепараторов.
Сепараторы-пароперегреватели на российских АЭС монтируются вертикально. Состоят из двух частей: жалюзийного сепаратора и двухступенчатого пароперегревателя. Пароперегреватель — это набор кассет, каждая представляет собой теплообменник из 73 оребренных труб. «За рубежом уже 50 лет делают горизонтальные СПП. Мы изучили их опыт, нашли много минусов этого решения и оставили аппараты вертикальными, — поясняет Владимир Маркин. — Для уменьшения высоты новых аппаратов пришлось с продольного оребрения труб перейти на поперечное. При этом две ступени перегрева пара расположили на одном уровне, друг за другом вместо друг над другом. А сепаратор, как и в предыдущих проектах, оставили снизу. Плюс увеличили камеры кассет, повернули внутренние потоки пара. Испытания доказали правильность выбора — конструкция надежная».
Однако пока завод не освоил технологию поперечного оребрения труб, поэтому их изготовлением займется зарубежный поставщик. «Мы работали со многими российскими, французскими и немецкими компаниями. Испытали 18 опытных образцов оребренных труб из разного материала. Оптимальный вариант у немецких коллег, с которыми мы сотрудничаем более 10 лет. Но наш завод намерен освоить эту технологию уже к производству СПП для следующего серийного блока ВВЭР-ТОИ», — обещает Владимир Маркин.