Презентация книги
АРМАТУРНЫЕ СРЕДСТВА БЕЗОПАСНОСТИ (АСБ) ЭНЕРГОНАПРЯЖЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
Ионайтис Р. Р., ОАО «НИКИЭТ», МоскваКнига содержит 220 с., 80 рис., 15 табл., 35 источников
«Максимум разумного для обеспечения безопасности»
(американское правило)
Включает: общие положения, сведения об эксплуатации существующей трубопроводной арматуры систем безопасности на объектах, о дроссельно-регулирующих, запорных, быстродействующих устройствах, анализ энергетической арматуры. Проанализированы и определены требования, концепции модернизации арматурных средств безопасности, вентиляции. Предлагаются инновационные решения и определения. Предназначена для руководителей, специалистов и всех имеющих отношение к выбору, исследованию, конструированию, изготовлению, поставке и эксплуатации энергетической арматуры и арматурных средств безопасности. Написано на основании базовых книг и статей, посвященных разработке, изготовлению, эксплуатации и концепций развития с учетом 55-летнего опыта работы по средствам безопасности в атомной отрасли.
Раздел 1 «Состояние арматуростроения» включает следующие сведения:
● традиционные решения по ТПА (разнообразие параметров, большие массы, большие перестановочные силы); ● геометрия ТПА (формы проточных частей: задвижка, клапан, затвор и др.); ● регулирующая ТПА (профилированная, дисковая, клиновые, с решетками, поворотная и др.); ● общая оценка ТПА и АСБ (массовость, сложные условия работы, частые отказы и др.); ● свежесть решений (устаревшие, отсутствие науки); ● импортозамещение (заказ импортной ТПА, повышение уровня ТПА); ● быстродействующая арматура (обычно открытая, обычно закрытая); ● «умная» ТПА (smart, intellegent) (повышение стоимости, «толковая» ТПА); ● арматурные средства безопасности (с ручным, пневмо- и пневмопружинным управлением); ● направление коренного обновления ТПА при современных индустриальных возможностях (цели и методы); ● задачи обновления (унификация, быстродействие, пассивность, модульность и др.); ● требования к обновленной ТПА (надежность, срабатывание, независимость и др.); ● основные принципы и направления обновления ТПА и АСБ (профилирование поточной части, интенсификация дросселирования, сужение ПЧ, диагностика, покрытия и др.).
Раздел 2 «Характерные параметры» включает следующие сведения:
Раздел «Анализ параметров ТПА и АСБ» ● классы и группы безопасности; ● основные параметры; ● гидравлические параметры (коэффициент гидравлического сопротивления, герметичность, расход, коэффициенты дросселирования и интенсификации); ● кинематические параметры (скорость течения, шум, вибрация, эрозия, кавитация); ● силовые параметры (на затворе арматурного изделия, на штоке привода); ● время, продолжительность, запаздывание; ● рабочая и окружающая среда; ● параметры надежности; ● геометрические параметры (строительная длина и высота, номинальный диаметр); ● стоимостной параметр; ● классификационное обозначение. Категория сейсмостойкость; ● параметры повышения эффективности путем унификации, уменьшения сил привода, снижения скорости, стоимости; ● интенсификация дросселирования; ● уменьшение коэффициента трения; ● повышение быстродействия; ● активность и пассивность действия.
Раздел 3 «Запорная арматура» включает следующие сведения:
● разнообразие (типы, формы проточной части); ● прямоточная ТПА (задвижки, наклонные клапаны, шаровые краны, затворы); ● задвижки полнопроходные РФ (клиновые, параллельные и др.); ● полнопроходные задвижки зарубежные (двухдисковые, с разными затворами); ● краны запорные (шаровые, цилиндрические); ● затворы осевые; ● уплотнение затворов и других частей (кольца, способы крепления, терморасширенный графит, свойства); ● обобщение анализа проточной части запорной арматуры (сопротивление, цена, задвижки, клапаны); ● модернизация запорной арматуры (гидросопротивление, силы, уплотнения).
Раздел 4 «Существующее сужение проточной части (ПЧ) энергетической ТПА» включает следующие сведения:
● характерное сужение ПЧ в энергетике (DN 50—800 мм, сужение 0,7—0,9); ● задвижки запорные суженные (ЧЗЭМ, Velan, Знамя труда, MSA и др.); ● проточные части с коническо-цилиндрическим сужением;
● ступенчатое (двух-, трех- ) и несимметричное сужение ПЧ (DN 15—600 мм, сужение до 0,55); ● несимметричные задвижки (конфузорно-диффузорные и сопловые подводы и отводы); ● дроссельно-регулирующие суженные задвижки (сужение ПЧ до 0,4 DN, седла до 0,2 DN ); ● сужение дроссельно-регулирующих задвижек (коническое, цилиндрическое, ступенчатое); ● сравнение задвижек с клапанами (по массе и по высоте); ● выводы из анализа сужения ПЧ (диапазон применения, прототипы).
Раздел 5 «Дроссельно-регулирующая арматура (ДРА) ЭНО» включает следующие сведения:
● проблемы ДРА (высокие параметры, скорости, износы); ● дроссельные устройства (способы дросселирования); ● монодроссели и решетки (проточная часть, 10 вариантов); ● регулирующие устройства (золотниковые клапаны, задвижки); ● золотниковые запорно-регулирующие клапаны (профилированные, конусные, гребенчатые); ● регулирующие задвижки с защитными рубашками (проточные части, начальные щели); ● разгруженные клапаны (клетковые, поворотно-золотниковые, шаровые краны); ● клетковые клапаны (обоймы, плунжеры, каналы гладкие и с поворотами); ● ДРА с поворотными элементами (поворотные затворы); ● ДРА с малыми силами привода (двухседельные, осевые); ● комплексы устройств (быстродействующие редукционно-охладительные устройства и др.).
Раздел 6 «ТПА в вентиляции» включает следующие сведения:
● вентиляционные системы АЭС (приточные, рециркуляционные, вытяжные); ● вентиляция, важная для безопасности (НП-036-05) (требования, контроль); ● вентиляционная арматура АЭС (регулирующая, перепускная, обратная, запорная); ●затвор поворотный вентиляционный (корпус, тарель, эксцентрики, виды); ●уплотнения вентиляционной арматуры (места уплотнений, материалы, температуры, ТРГ); ● общая унификация затворов (проточная часть, тарели, уплотнения и др.); ● сужение проточной части (цилиндрическое, коническое, плавное); ● семиствольный затвор (при тесной компоновке) (сокращение длины).
Раздел 7 «Быстродействующие исполнительные механизмы (ИМ)» включает следующие сведения:
● пневматические актуаторы (пневмопружинный, паропаровой и др.); ● комбинированные приводы (гидропневматический, мембранно-пружинный и др.); ● распределение быстродействующих ИМ (по номинальным диаметрам и давлениям); ● главный паровой отсечной клапан (ГПОК) РУ АЭС (США) (наклонный клапан, пневмовзвод, пружинное закрытие);
● отсечная клиновая задвижка (Edward, США) (задвижка; электро-, пневмо-, гидроуправление); ● пневматический сильфонный клапан (ARAKO) (Z-образный корпус, Чехия); ● отсечная задвижка с пневмоприводом (MSA) (двухсторонний привод, импульсный клапан); ● задвижка, управляемая рабочей средой (Babcock) (защита парогенератора, модульная); ● клапан с паровым приводом (Sulzer, Sempell, ФРГ) (агрегатного исполнения); ● клапан с паровым приводом (Sulzer, Sempell, ФРГ) (агрегатного исполнения); ●БЗОК (задвижка) от рабочей среды (CCI+Sulzer, Швейцария) (с указателем и блокировкой); ● БЗОК (задвижка) невысокого давления (ПТПА, Знамя труда) (2,5 МПа, DN 200—400 мм); ● БЗОК (задвижка) с паровым приводом (ЧЗЭМ, ЦКТИА) (8,6 МПа, DN 400 и 600 мм); ● управление БЗОКами (пневмо-, гидро-, пружинное, паровое); ● быстродействующие приводы и механизмы (однооборотные, прямоходные, электромагнитные).
Раздел 8 «Особенности эксплуатации ТПА и АСБ на АЭС» содержит следующие сведения:
● введение (источники, надежность и безопасность); ● место и роль арматурных СБ (назначение, номенклатура, потребности); ● ответственность ТПА СБ (требования, замечания, пожелания); ● особенности контуров с быстродействующей ТПА (важные для безопасности, варианты); ● отказы ТПА и АСБ на АЭС (причины, источники, проблемы) ● отказы на российских АС (задвижки, клапаны, затворы); ● отказы запорной, регулирующей, обратной и другой ТПА (типы и источники отказов, интенсивность); ● эрозионно-коррозионный износ (ЭКИ) на АС (коррозия, кавитация, растрескивание, отложения); ● кратко о диагностировании (цели и задачи, примеры, отсутствие); ● заключение по эксплуатации (дефекты, доминирование); ● отказы, простои, обслуживание; ● факторы увеличения стоимости.
Раздел 9 «Общие технические требовании к ТПА для АЭС» содержит следующие сведения:
● термины и определения НП-068-05 (управление, классификация, виды); ● назначение и область применения НП-068-05 (до 2000 мм, до 550 0С, до 25 МПа, для всех АС); ● границы ТПА (патрубки, зажимы, разъемы, вал); ● классификация ТПА АС по условиям эксплуатации (классы, группы, подгруппы); ● вероятность безотказной работы (ВБР) ТПА (от 0,94 до 0,998); ● виды контроля и испытаний материала основных деталей (13 вариантов); ● испытания ТПА (приемочные, типовые, квалификационные и др.); ● электроприводы арматуры (для запорной и регулирующей ТПА); ● рабочие среды э/блока АС с РУ 1000 (ВВЭР и РБМК) (20 вариантов);
● трубопроводы ТПА из нержавеющей стали (до DN 600 мм, р до 20 МПа); ● материалы (кратко) (полуфабрикаты, поковки, прокат, отливки).
Раздел 10 «Специфические технические требования к АСБ» включает следующие сведения:
● общие требования к ТПА и АСБ (требования государственные, Росатом, АЭС); ● общее обеспечение безопасности (ОПБ-88/97) (НП-001-97) (эшелонирование, апробированность, пассивность, одна цель); ● комплекс принципов и критериев надежности и безопасности (самозащищенность, резервирование, разнообразие, перечисление, подробнее см. раздел 11); ● безопасная эксплуатация оборудования и трубопроводов АЭУ (ПНАЭ Г-7-008-89) (отнесение к группам безопасности, оснащение КИП и др.); ● изолирующие устройства проточной части (по НП 068-05) (гидравлическое сопротивление, скорость течения); ● требования к шуму, вибрации, эрозии (НП-068-05) (звуковое давление, вибростойкость, эрозия); ● требования к диагностике и другому (НП-068-05) (полный перепад давления, промывка, сейсмостойкость); ● монтаж, приводы (НП-068-05) ( параметры, требования); ● покрытия (НП-036-05) (факторы, влияющие на выбор покрытия); ● исходные технические требования (ИТТ) АЭП (преобладающие).
Раздел 11 «Принципы, критерии, устремления, приемы обеспечения безопасности»:
● глубокоэшелонированная защита. Эшелонирование. Защита в глубину; ● самозащищенность (внутренняя, естественная); ● апробация, опробованность. Референтность; ● обеспечение качества; ● противостояние единичному отказу; ● учет необнаруживаемых отказов; ● обеспечение функций; ● проверяемость; ● защищенность от внешних и внутренних воздействий; ● предупреждение аварий по общей причине; ● пассивный принцип действия. Пассивность; ● посвященность одной цели. Обоснование многоцелевого использования; ● возможность диагностики состояния; ● доведение действия до конца; ● запрет самоперехода в состояние готовности; ● контролируемость; ● благоприятные условия; ● автономность; ● возможность дистанционного и ручного приведения в действие; ● минимум ложных срабатываний; ● резервирование структурное, временное, функциональное, инфоромационное; ● независимость (функции и размещения); ● разнообразие, разнопринципность, неодинаковость; ● регистрация и хранение информации; ● безвредность действия (для персонала и ОС); ● структурное деление; ● постоянство выполнения функций; ● пониженная энергонапряженность; ● модульность; ● простота решений и обслуживания.
Раздел 12 «Расчетно-экспериментальный анализ ТПА» содержит следующие сведения:
● основные расчетные параметры и зависимости (перепад давления, КГС ζ, расход, площадь, дросселирование); ● параболы сопротивления контура и арматурного изделия (без сопротивления, со средним и большим сопротивлением контура); ● конструкционные характеристики (площадь проходного сечения, зазор); ● расходная характеристика (расход по ходу) (линейная, равнопроцентная, пропускная способность); ● изменение скорости по ходу (влияние формы, интенсификации); ● коэффициент гидравлического сопротивления (разнообразие и оптимизация); ● кавитация (причина, влияние на КГС); ● силы. Коэффициенты трения (схемы сил, изменение параметров по ходу); ● соотношение перепада давления, гидравлического сопротивления и скорости (требуемые значения КГС); ● коэффициенты сжатия потока и сжимаемости среды.
Раздел 13 «Визуализация течения. Экспериментальные параметры» содержит следующие сведения:
● что такое визуализация течения (цель использования, методы); ● рисованные картины течения (логические представления); ● картины течения на плоских моделях, дросселирование (в параллельных кольцевых канавках); ● картины течения математические (расчет по программным кодам, сравнение с «физикой»); ● основные зависимости (повороты, сужения); ● КГС межгребенчатых камер (зависимость от отношения площадей и объемов); ● сопротивления дросселей с винтовыми канавками (зависимость КГС от безразмерных параметров); ● сопротивление дросселей с пересекающимися каналами (влияние угла пересечения, их количества и сужения); ● винтовые повороты (физические картины на лотке); ●пересекающиеся каналы (картины течения на лотке); ● центральные и пристеночные щели (физические картины течения).
Раздел 14 «ТПА и АСБ энергонапряженных объектов» содержит следующие сведения:
● системы и элементы безопасности (роль, активность, пассивность); ● общий вид СБ АЭС под оболочкой (ВВЭР-1000, проекты В-320, В-392); ● совмещение охлаждения зоны и бассейна выдержки (нормальное и аварийное, клапаны и задвижки); ● принципиальная схема защитной герметичной оболочки (ГО) (системы, проходки, ТПА, АСБ, дублирование); ● параметры арматуры, используемой в СБ ВВЭР-1000 (15—600 мм; 0,1—18 МПа, 70—350 0С, обычно закрытой и обычно открытой); ● оснащение СБ пассивными элементами (совмещение активной и пассивной ТПА);
● принципиальная схема размещения СБ и СВБ внутри ГО (охлаждения зоны и ИМ, отвода тепла конечному поглотителю и др.); ● пассивные элементы безопасности (ПЭБ) (с приводом, пассивные, инициаторы, прямодействие).
Раздел 15 «Будущее арматуростроения» содержит следующие сведения:
● какое оно? (устремление, прибыль и т. п.); ● пути прекращения развития отрасли арматуростроения (реорганизация, кадры, наука, сроки, тендеры); ● массы, габариты, силы в затворе («не оборудование», КПД размеров, сужение); ● регулирующая арматуры (РА) (что делать и зачем); ● унификация (2100 наименований на одном энергоблоке, разработки); ● предохранительные клапаны (пассивные, прямодействующие); ● распределители потоков (электромагнитные, пневматические); ● оптимизация проточной части (коренная переделка); ● запорная и отсечная арматура (сопловые переходы, цена, ремонты); ● фланцы, трения в уплотнениях («чебурашки», КТР=0,30,15, покрытия от 1 мкм); ● комментарии (фиксация затворов обратных, КТР, приводы, паровые арматурные блоки).
Раздел 16 «ТПА для атомной отрасли» содержит следующие сведения:
● комитет по интеграции (цели, секции, перечень, ТПА); ● особенности оборудования СБ и СВБ (готовность, срабатывание, выбор); ● анализ арматуры секциями Комитета (2100 наименований, по 30—40 параметров); ● направления развития ТПА (монопольность, иностранность, критерии отбора); ● совершенствование атомной отрасли (федеральные целевые программы); ● особенности применения ТПА в атомной отрасли (система взаимодействия, порядок продвижения); ● недостатки и их устранение (конкурсы, отступления, эксплуатация); ● порядок проведения модернизации (КД, отбор, жизненный цикл, диагностика); ● новые решения на базе инновационных предложений (создание заводов, модернизация, комплексы); ● перспективные программы (инвестиции, технологии, достоинства).
Раздел 17 «Инновационные решения по ТПА» содержит следующие сведения:
● требования ГК Росатом к инновационным ТПА и АСБ (требования, поле унификации ТПА); ● оптимизация проточной части ТПА (малые КГС, силы, ремонт, покрытия); ● унификация и сужение проточной части задвижки (седла, корпус, модули, проходки); ● суженная проточная часть (симметричная, асимметричная, ремонтная); ● дроссельно-регулирующие устройства (ДРУ) интенсифицированные (дроссели, решетки, «ромашки»); ● переходник–соединитель унифицированный (восемь заводов, единство);
● обратные затворы (клапаны) (прототипы для модернизации); ● актуатор с памятью формы (силы, массы, память формы); ● арматура с покрытием (цель, эффективность, требования); ● наклонный регулирующий клетковый клапан (с интенсифицированными дросселями); ● вихревыпрямители (хонейкомбы) (стабилизация потока, антиизнос); ● фиксаторно-уплотнительные элементы с ПФ (быстрая съемность и замена).
Содержание раздела 18 «Инновационные решения по АСБ»:
● рекомендации по инновационным АСБ (быстродействие, унификация, пассивные ограничители, затворы с дожимателем, пассивные прямодействующие клапаны, переключатели, инициаторы и др.); ● совместная установка в контуре АСБ активного и пассивного принципа действия (редукторный и пневмопружинные приводы); ● арматура быстродействующая унифицированная (конструирование, модульность, унификация); ● арматура быстродействующая унифицированная (блок управления, актуатор пневмопружинный, переходник-соединитель, арматурное изделие); ● предохранительные клапаны прямого действия (больших диаметров, с расширением диапазона действия); ● затворы (клапаны) обратные (с дожимателем); ● вставки ограничения аварийного расхода теплоносителя (по потоку и против, модульность); ● клапаны для герметичного ограждения (варианты установки, вода и пар); ● блоки управления активные и пассивные (схема и конструкция, устройство); ● пассивные переключатели, инициаторы срабатывания (ПИС) (схемы — 6 штук: по давлению, температуре, уровню, расходу, нейтронному потоку)
Книга практически закончена и готовится в печать. Автор полагает актуальной такую книгу и ждет предложений и пожеланий: что убрать, что переделать, что добавить, какой тираж. Предложения по адресу: ionaitis@nikiet.ru.