Reduced air injection time during containment testing due to the use of an ejector

Abstract

При випробуваннях герметичності захисної оболонки (ЗО) і елементів системи локалізації аварії на АЕС України використовується метод «абсолютного тиску». За цим методом в результаті виміру тиску, температури та вологості повітря за рівнянням Менделєєва-Клапейрона визначається маса наявного в ЗО повітря. Тобто виток визначається непрямим шляхом через визначення зміни маси повітря в ЗО з часом. Випробування складаються з п’яти етапів: вакуумування; нагнітання повітря, для досягнення необхідного значення тиску; стабілізація параметрів; вимірювання; скидання тиску, і тривають більше 25 годин. Впродовж випробувань ніякі роботи в ЗО не проводяться. Необхідною умовою для випробувань є забезпечення надлишкового тиску у ЗО. Це здійснюється роботою компресора. Враховуючи великий об’єм ЗО, для цього потрібний відносно великий час, який впливає на економічні показники АЕС. В роботі запропоновано для зниження часу нагнітання повітря використовувати ежектор, робочою середою для якого є повітря після компресору. Середа для інжекції береться з навколишнього середовища (з «чистого» об’єму). В статті наведено розрахунок часу нагнітання компресором повітря до ЗО при сьогоднішніх умовах та при використанні ежектору. Тиск в ЗО при нагнітанні змінюється від 0 до 0,0686 МПа. Проведено оптимізацію тиску на виході ежектора для проектування відносно мінімального часу нагнітання. Оптимальний тиск на виході ежектора при проектування дорівнює 0,45 бар. Показано, що через використання ежектору час нагнітання може бути скорочений приблизно на 30 %.

When testing the tightness of the containment and elements of the accident localization system at the Ukrainian NPP, the "absolute pressure" method is used. Using this method, as a result of measuring air pressure, temperature, and humidity, the Mendeleev-Clapeyron equation determines the mass of air present in the containment. That is, the turn is determined indirectly by determining the change in the mass of air in the containment over time. The tests consist of five stages: vacuuming; air injection, to achieve the required pressure value; parameter stabilization; measurement; pressure relief, and last more than 25 hours. During the tests, no work is carried out in the containment. A necessary condition for testing is to ensure overpressure in the containment. This is done by the operation of the compressor. Given the large volume of containment, this requires a relatively long time, which affects the economic performance of nuclear power plants. In this paper, it is proposed to use an ejector to reduce the time of air injection, the working environment for which is the air after the compressor. The environment for injection is taken from the environment (from the "pure" volume). The article calculates the time of air injection by the compressor to the containment under today’s conditions and when using an ejector. The pressure in the containment changes from 0 to 0.0686 MPa during injection. The ejector outlet pressure is optimized for designing relative to the minimum discharge time. The optimal pressure at the ejector outlet during design is 0.45 bar. It is shown that due to the use of an ejector, the injection time can be reduced by about 30 %.