1

Тема: Выделение блоков АЭС на СН или район

Здравствуйте, коллеги. Не был уверен в каком разделе стоит создать такую тему, поэтому прошу модераторов при необходимости перенести тему.
Собственно речь пойдет о выделении блоков АЭС при снижении частоты на собственные нужды или сбалансированный район, то есть по сути о частотно-делительной автоматике. Вроде бы стоило отнести это в раздел Противоаварийной автоматики, но вопрос у меня именно принципиального характера.

Сейчас в каждом ТЗ на схему выдачи мощности АЭС включается требование оценить возможность выделения станции или отдельных блоков АЭС на обеспечение собственных нужд или питание изолированного района при снижении частоты в энергосистеме. Для ТЭС подобная задача решается устройствами частотно-делительной автоматикой (ЧДА), которые установлены на многих ТЭЦ в РФ. При этом ни ГОСТ по ПА, ни какой другой стандарт СО ЕЭС не регламентирует никак выделение блоков АЭС от ЧДА. То есть получается, что в требованиях ТЗ это есть, а ни один стандарт не говорит, что это можно и нужно. Когда в своей работе я сталкивался с этим требованием речь шла о крупных АЭС с единичной мощностью блоков 1000 МВт и естественно вердикт всегда был один: выделить такую огромную мощность на СН или местный район нельзя. Поэтому до реальной задачи организовать ЧДА на АЭС я не доходил.

Теперь мы разрабатываем схему выдачи экспериментальной установки 300 МВт (многие поймут какой). И тут вот местная нагрузка такова, что на год ввода блока можно выделить район с профицитом примерно 80 МВт. То есть, если разгрузить блок, то его можно выделить в островной режим на время, пока частота в системе не нормализуется. В ТУ на блок уже прописано требование о реализации импульсной разгрузки, поэтому с точки зрения работы турбины и генератора такая разгрузка реализуема. Информации о допустимых режимах работы экспериментального реактора пока нет.

И вот здесь у меня возникают вопросы:
1. Есть ли успешные примеры выделения других АЭС от ЧДА?
2. Уж коли все учебники твердят, что АЭС работает в базе, то есть ли примеры АЭС, которые в вынужденных режимах работают не в базе, а по графику нагрузки?
3. Есть ли какие регламенты по безопасности АЭС, которые бы не разрешали выделение блоков АЭС на работу в островном режиме?

Спасибо.

2

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

НЕ ввязывайтесь. Дело гнилое.
В качестве хоть каких то документальных обоснований могу порекомендовать раздобыть Методику разработки схем подъема с нуля. - по моему так она называется, если мне память не изменяет. В ней как раз таки АЭС нету и нету преднамеренно. Когда лет пять назад затевалась эпопея по разработке схем подъема с нуля было особое указание - для АЭС не разрабатывать.

По сути происходящих процессов -  выделить АЭС на район не проблема, будь то 1,000 или 300 не суть. АЭСы разгружаются быстро и  вочень широких пределах Основной  геморрой в том, что они практически не могут, да и не участвуют в поддержании частоты, обладая тем не менее очень жесткими требованиями по допустимым отклонениям частоты. Гляньте хотя бы СтандарЪт по ликвидации аварий. Насколько я помню верхняя граница 49 с копейками, за ней разгрузка по АЗ.
Таким образом целью любого, подчеркиваю любого выделения атомного блока является его безопасное глушение, а с этим сами атомщики неплохо  справляются.
Вот как то так.
Спокойной ночи.

3

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Интересная тема затевается, потому поучаствую!

Потому несколько тезисов про ЧДА:
1) а для чего нужно ЧДА на тепловых станциях (ранее которую именовали как АВСН), куда мы относим и АЭС? Наверное для сохранения прежде всего собственных нужд станции с которых можно впоследствии развернуть парк генерирующих мощностей за меньшее время и минимальные средства на подготовку тех.процесса. В случае если это возможно - организовывают выделение не просто на собственные нужды, но и некий энергорайон, который должен быть сбалансирован по мощности.
2) часто говоря (и делая!) о возможности выделения станции от ЧДА говорят лишь об электрической части, забывая технологические ограничения теплотехнического оборудования. Вопрос технологии АЭС, возможности и маневренности теплотехнического оборудования в этой части - вопрос куда более серьезный чем даже на ТЭС...
3) на сегодняшний момент строятся генераторы на АЭС мощностью 1,2ГВт (построенный на Белоярской АЭС-2 эспериментальный блок БН-800 не берем), в перспективе блоки будут по 1,5ГВт, далее 2,0ГВт... Интересно узнать (запросив наверное в Силовых машинах) какой допустимый их нижний технологический диапазон вырабатываемый мощности для устойчивой работы в длительном режиме? Большой же район придется выбирать для выделения такого блока, особенно с учетом суточного графика изменения потребления....

И главное: ЧДА ТЭС в подавляющем большинстве ставятся на станциях, работающих в региональных энергосистемах с высшим напряжением 110кВ или 220кВ, большинство из которых дефицитные, и, как следствие, в которых возможны глубокие снижения частоты и напряжения. АЭС же строят с основной схемой выдачи мощности на 500 или 750кВ, где частотных автоматик нет и они не актуальны. В случае аварии в региональной сети низшее напряжения АЭС (к примеру 220кВ) можно просто отключить. Да и есть ли дефицит мощности в региональной энергосистеме где есть АЭС - вопрос большой!

4

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Роман Вадимович пишет:

Интересно узнать (запросив наверное в Силовых машинах) какой допустимый их нижний технологический диапазон вырабатываемый мощности для устойчивой работы в длительном режиме?

Из гулящей в  сети презентации от СО ЕЭС - "Актуальные вопросы функционирования РоАЭС"
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/90000/0/90358/thumb/p19thttceregt14rr1t881i3bhk31.png http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/90000/0/90358/thumb/p19thttceregt14rr1t881i3bhk31.png

5

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Еще раз повторюсь  -  нижняя граница регулировочного диапазона по активной мощности величина в данном  случае вторичная и несущественная.
Кстати, заметьте, презентация без каких либо подписей, что свидетельствует о зачатках разумности, несмотря на призывы обеспечить участие в общем и даже в нормированном первичном  регулировании частоты.
Да и с суточным регулированием не так все  просто. Почему то никто не спешит ответить на такой вот незамысловатый вопрос - а какова собственно будет неравномерность выгорания ТВЭЛов при таких экзерсисах с реактором. И не окажется ли такая вт регулируемая электроэнергия на порядок дороже тепловой и гидро, особенно с учетом  затрат на захоронение ЯО.
Если говорить о расчетных методах анализа допустимости выделения АЭС, то надо считать переходные процессы  - только не собственно  генератора, а двигателей главных циркуляционных насосов (ГЦН) и определять снижение их производительности, проецируя ее, при необходимости, на допустимые температурные режимы реактора.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Роман Вадимович !
Вы в общем то ставите правильные вопросы.
Но надо кое что уточнить.
Тенденции к возрастанию единичной мощности реактора по моему особо не просматривается.
Ну да  1250 такие сейчас блоки ставят. Но полторы, а тем более две это все таки утопия. Да и на очень многих работающих тысячниках стоят по два генератора. 
Дефицита в районе установки АЭС конечно нет, есть избыток и очень большой, а это еще хуже. Любое выделение обусловленное сетью идет с забросом частоты, аварийной разгрузкой реактора и провалом частоты. Вспомните хотя бы Свердловск в то ли 2000 то ли 2001.
Хотя соглашусь - необходимость выделения АЭС на СН зачастую вилами на воде  писана.

7 (2015-08-25 12:18:09 отредактировано Lekarь)

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Windtalker315 пишет:

НЕ ввязывайтесь. Дело гнилое.
  В ней как раз таки АЭС нету и нету преднамеренно. Когда лет пять назад затевалась эпопея по разработке схем подъема с нуля было особое указание - для АЭС не разрабатывать.

По факту очень даже разрабатываются такие мероприятия. Во всяком случае в Средней Волге точно разрабатывают. Видимо видели они в деревянном ящике эти указания сверху, если они конечно были. И это малое из чудес, что там придумывают. Зато все при делах. Пусть АЭС не на том классе среднего напряжения к сети  подключена, это не главное – зато заняться есть чем – симуляция деятельности.
Насколько помню для разворота хотели получить порядка 100 МВт (для двух блоков по 1000 МВт) от ближайщей ГЭС, расположенной за пару сотен км, да еще и по сети 110 кВ.
Что касается нагрузки выделения, то уж если АЭС и выделять, то совместно с какой нибудь ТЭС, расположенной не очень далеко плюс нужна стабильная базовая нагрузка, без колебаний.
Может ведь как получиться, что имеем нагрузку в базе 300 МВт, но эти 300 Мвт каждый час на пять минут отключаются для перезагрузки дуговой печи, и что в этот провал делать станции.

8 (2015-08-25 13:04:28 отредактировано Lekarь)

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Роман Вадимович пишет:

И главное: ЧДА ТЭС в подавляющем большинстве ставятся на станциях, работающих в региональных энергосистемах с высшим напряжением 110кВ или 220кВ, большинство из которых дефицитные, и, как следствие, в которых возможны глубокие снижения частоты и напряжения. АЭС же строят с основной схемой выдачи мощности на 500 или 750кВ, где частотных автоматик нет и они не актуальны. В случае аварии в региональной сети низшее напряжения АЭС (к примеру 220кВ) можно просто отключить. Да и есть ли дефицит мощности в региональной энергосистеме где есть АЭС - вопрос большой!

Нельзя сегодня говорить о дефицитных энергосистемах или бездефицитных. Возьмите Костромскую систему. В ней Костромская ГРЭС до сих пор не с  полной мощностью работает, но даже и эта мощность раза в три превышает потребление системы в целом. Но, что толку от этого, если эту мощность нельзя передать в район где она нужна.
А то, что например АВСН, отсекает шины 110-220 кВ, так это может быть и хорошо для района с АЭС и ближайшими ТЭС. Выделится АЭС и ТЭС. Конечно все надо счиатать.
Мое мнение, что лучше с реакторами не играть.

9

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Lekarь пишет:

Насколько помню для разворота хотели получить порядка 100 МВт от ближайщей ГЭС, расположенной за пару сотен км, да еще и по сети 110 кВ.

Бесстрашных идиотов везде хватает.
Хотя 100 МВт по 110 ке - поржал !!!
Считали мы как то пуск 6 МВтного дымососа из стояка на нагрузку, так там 220 кв надо.
.хотя конечно тоже нонсенс.
Не про Б аэс и С гэс речь идет ?

10 (2015-08-25 13:07:46 отредактировано Lekarь)

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Windtalker315 пишет:

Бесстрашных идиотов везде хватает.
Хотя 100 МВт по 110 ке - поржал !!!
Считали мы как то пуск 6 МВтного дымососа из стояка на нагрузку, так там 220 кв надо.
.хотя конечно тоже нонсенс.
Не про Б аэс и С гэс речь идет ?

Нет, про Нижегородскую АЭС речь идет. Даже могу номер тома сказать, где это требуется (разворот с нуля, правда вроде от ЧеЭС в итогевариант приняли). Расположение АЭС рядом с Радугой, км в 50-ти от нее, а был как один из вариантов разворота с Нижегородской ГЭС (свыше 200 км по сети 110 кВ). Когда я возмутился, этому бреду, то мне сказали – ты нас позоришь, а в ОДУ (как мне  рассказали) ходили и крутили пальцами у виска, на мое возмущение, дескать дурак. Требовалась 137 МВт.
Про Балаковку тоже интересные вещи были.

11 (2015-08-25 13:09:05 отредактировано Lekarь)

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Вообще мое мнение, что как только АВСН просто переименовали в ЧДА, то потерялась  ответственность за выделение собственных нужд. Персонал на объектах стал по другому воспринимать эту автоматику. Вверху правильно подмечено, что автоматика нужна для сохранения собственных нужд. Даже в конце концов не имеет значения, от каких источников собственные нужды продолжат работать от собственных генераторов или генераторов соседних объектов. Главное, чтобы функционирование собственных нужд помогло восстановить нормальную работу станции. Переименовав АВСН в ЧДА, стали под сохранением собственных нужд понимать сохранение района, и это в тех же тренировках стало отражаться на действиях персонала. Не учли, что есть некоторые станции, которые собственные нужды выделяли только по параметру «напряжения» , без параметра "частота".
Заметьте, в теме тоже проскальзывает мысль, а как район будет себя чувствовать. Такого быть не должно при авариях.

12

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Серьезную тему затронули!
Вот книжечку изучите http://pro-pa.ru/down/o-34.html
Там про АЭС и их работу с пониженной частотой все расписано.
АВСН это аббревиатура алгоритма выделения на СН блоков ВВЭР-1000 АЭС.
стр. 51
Следует отметить, что аварийное действие схемы включенного режима
АВСН блоков АЭС обеспечивает:
- автоматическое (или оперативное) отключение блочного выключателя высокого
напряжения (ВН) для отсоединения реактора от сети энергосистемы;
- последующий резкий сброс тепловой мощности реактора и электрической 
мощности энергоблока (600 - 750 МВт/с) до минимально необходимого уровня
нагрузки собственных нужд реактора;
- стабилизацию нормальных параметров электрической сети при работе реактора
на нагрузку собственных нужд.
Переход на минимальный уровень мощности энергоблока определяется
необходимостью установления баланса мощности с суммарной нагрузкой 
собственных нужд энергоблока (около 55 МВт) для возможности его надежного и
устойчивого полного отделения от энергосистемы.

13

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Спасибо, читали.
Даже с автором общались.
Речь то собственно о другом.
Возможна ли устойчивая работа  реактора при больших отклонениях частоты,  а они будут большими при работе на сбалансированный район, вот  в  чем вся соль вопроса.
Василий же Николаевич работу в островном режиме не рассматривает.

14

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Sm@rt пишет:

Серьезную тему затронули!
Вот книжечку изучите http://pro-pa.ru/down/o-34.html
Там про АЭС и их работу с пониженной частотой все расписано.
АВСН это аббревиатура алгоритма выделения на СН блоков ВВЭР-1000 АЭС.
стр. 51

Обратите внимание, указано, как поведет себя реактор. Но мне доводилось слышать мнение, что при тех частотах, которые указаны на 51 странице, ведут себя ненормально последние ступени турбин. При пониженных частотах, с небольшим количеством пара, начинается вибрация лопаток на последних ступенях турбин, итогом которой может быть обрыв лопатки.
На мой, возможно неправильный взгляд, надо для сохранения собственных нужд АЭС делать развязку по сети (сеть 500-750 кВ не трансформируется в сеть, которая может обеспечить питание СН), которая обеспечивает питание всех или части механизмов. И все элементы сети, обеспечивающие питание механизмов и сети 500-750 кВ, должны быть в ведении у какого-то одного диспетчера, координирующего выполнение ремонтов в основной сети.
Как себя ведет реактор на малых мощностях, поспрашиваю у их конструкторов.

15

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Windtalker315 пишет:

а они будут большими при работе на сбалансированный район, вот  в  чем вся соль вопроса.

Почему же они будут большими? А регулятор частоты вращения турбины? При работе в островном режиме, все будет зависеть от системы регулирования турбины и от ее быстродействия, минимальной (максимальной) паропроизводительности, скорости сброса (набора нагрузки) и нагрузки в выделенной части (оставшейся после действия АЧР).

16

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Из акта расследования аварии на РоАЭС 4.11.2014 - устойчивой изолированной работы блока 2 не получилось:
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/90000/0/90383/thumb/p19tibnaqu1g8q11ne183ej1u1k7c1.png http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/90000/0/90383/thumb/p19tibnaqu1g8q11ne183ej1u1k7c1.png

17

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Цитата из Основных правил обеспечения эксплуатации атомных станций:

11.1.3.5 При невозможности автоматического регулирования частоты и перетоков мощности (отсутствие или неисправность системы АРЧМ, ограничения по режиму) регулирование должно осуществляться энергосистемами или электростанциями по распоряжению диспетчера ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» (для раздельно работающих ОЭС или энергосистем - по распоряжению диспетчера ОДУ или РДУ).

Энергоблоки АС эксплуатируются в базовом (80-100 % номинальной мощности) режиме. Атомные электростанции к оперативному регулированию частоты в ЕЭС не привлекаются, если это не предусмотрено технологическим регламентом безопасной эксплуатации энергоблоков АС, т.е. не применяется многократное изменение нагрузки АС в течение одних суток при отклонениях частоты в энергосистеме.

То есть указано, что АЭС не привлекаются к оперативному регулированию. При этом в тексте документа сказано, что автоматическое регулирование частоты и мощности применяется. Что касается допустимых режимов работы АЭС при снижении частоты, то находил такие цифры: 48-47 Гц - 2 мин, 47-46 - 10 с. Таким образом, на мой взгляд, есть предпосылки считать допустимым и даже целесообразным выделять АЭС на сбалансированный район в критических случаях (а случай, когда частота, не смотря на работу АЧР, все еще снижается, можно считать критическим). При уставках ЧДА в районе 47-47,5 Гц мне это видится оправданным.
Теперь пояснения к исходным данным:
1) Рядом с АЭС есть ТЭЦ, которую можно выделить с вместе с АЭС! К сожалению не могу сказать может ли она работать не по тепловому графику в случае необходимости.
2) Указанный мною профицит не учитывает работу АЧР. То есть в реальности блок АЭС нужно будет разгружать еще больше, чтобы обеспечить баланс, так как до работы ЧДА АЧР успеет отключить нагрузку. По факту, блок АЭС нужно разгрузить до 50%.
3) АЭС выдает мощность на напряжении 220 кВ.
4) АЭС вместе с ТЭЦ работают на сеть предприятия и только через нее связаны с остальной ЭС.
5) На предприятии уже есть ЧДА, которая отделяет его сеть (вместе с ТЭЦ) от ЭС. Просто через пару лет после ввода АЭС много блоков ТЭЦ будут выведены из работы. То есть уже есть готовый алгоритм деления.

Как тут уже заметил уважаемый Windtalker315, мне видится проблема не в самом выделении АЭС, а в допустимости ее работы не в базе, по фактической нагрузке. Точных данных по графику нагрузки у меня нет, но исходя из характера предприятий, думаю что он равномерный в течении суток. Но даже имея на руках точный график нагрузки как определить допустимость работы АЭС по нему? Тем более, что проект реактора еще не готов, как я понимаю.

Если говорить о расчетных методах анализа допустимости выделения АЭС, то надо считать переходные процессы  - только не собственно  генератора, а двигателей главных циркуляционных насосов (ГЦН) и определять снижение их производительности, проецируя ее, при необходимости, на допустимые температурные режимы реактора.

Не понял как проецировать на температурные режимы реактора. Как я понимаю есть предупредительная защита, которая работает, в том числе, по факту снижения производительности насосов. Задача ЧДА не допустить условий для ее работы. Я думаю, что выделяя станцию с избытком мы, вроде как, это обеспечиваем, так как частота восстановится. Правда, понимаю, что это не мгновенно. Поэтому нужно оценить допустимость длительности пониженной частоты для СН в процессе выделения и последующего набора частоты. Как то так...
При выделении с избытком нужно применять КРТ с последующим выходом на требуемую мощность. Тогда не будет заброса частоты.
Таким образом на первый взгляд, многие озвученные здесь препятствия преодолеваются.

18

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Бармалеич пишет:


Как я понимаю есть предупредительная защита, которая работает, в том числе, по факту снижения производительности насосов. Задача ЧДА не допустить условий для ее работы. Я думаю, что выделяя станцию с избытком мы, вроде как, это обеспечиваем, так как частота восстановится. Правда, понимаю, что это не мгновенно. Поэтому нужно оценить допустимость длительности пониженной частоты для СН в процессе выделения и последующего набора частоты. Как то так...
При выделении с избытком нужно применять КРТ с последующим выходом на требуемую мощность. Тогда не будет заброса частоты.
Таким образом на первый взгляд, многие озвученные здесь препятствия преодолеваются.

Устройства ЧДА предназначены для предотвращения полного останова станции при недопустимом снижении частоты в энергосистеме. Устройство действует на отключение соответствующих выключателей, а уж сработает или не сработает предупредительная защита, действующая на отключение насосов, это совсем другой вопрос. Т.е. ЧДА уже срабатывает, когда производительность насосов меняется. Выделяя электростанцию с избытком никаких выводов сделать нельзя без анализа характера нагрузки этого избытка и его поведения. Возможно избыток повлечет за собой скачкообразный провал нагрузки.

19

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Бармалеич пишет:

При этом в тексте документа сказано, что автоматическое регулирование частоты и мощности применяется. Что касается допустимых режимов работы АЭС при снижении частоты, то находил такие цифры: 48-47 Гц - 2 мин, 47-46 - 10 с. Таким образом, на мой взгляд, есть предпосылки считать допустимым и даже целесообразным выделять АЭС на сбалансированный район в критических случаях (а случай, когда частота, не смотря на работу АЧР, все еще снижается, можно считать критическим). При уставках ЧДА в районе 47-47,5 Гц мне это видится оправданным.

Почему думаете, что оправданным? Может лучше обеспечить безопасность блока АЭС, отключив все что можно? Если произойдет отказ ЧДА, что за ним последует на механической части АЭС и электрической генератора?

20

Re: Выделение блоков АЭС на СН или район

Lekarь пишет:

Почему думаете, что оправданным? Может лучше обеспечить безопасность блока АЭС, отключив все что можно? Если произойдет отказ ЧДА, что за ним последует на механической части АЭС и электрической генератора?

Я не понимаю, почему делается принципиальная разница между потерей эл. нагрузки вследствие перевода генератора на СН и потерей той же нагрузки вследствие "провала нагрузки". Эффект для АЭС одинаков! Если переводим на СН, то реактор разгружается. Если будет провал нагрузки и частота уйдет вверх с отключением турбины, то реактор также разгружается. В чем принципиальная разница?