Elektros energijos praradimo Kauno miesto centro siurblinėje pasekmių

termofikacinio vandens magistraliniams tinklams analizė

M. Valinčius, A. Kaliatka, (LEI)

R. Bakas (AB “Kauno energija”)

Branduolinių įrenginių saugos laboratorija

ŠILUMOS ENERGETIKA IR TECHNOLOGIJOS

KTU, 2007 m. vasario 1- 2 d.

Įvadas

• Dinaminių procesų eiga Kauno miesto šilumos tinkluose anksčiau nebuvo nagrinėta;

• Kai kuriais atvejais dinaminiai procesai:1. Siurblių paleidimas/sustabdymas,

2. Vožtuvų (sklendžių) atsidarymas/užsidarymas,

gali lemti tinklo pažeidimus;• Parinktas scenarijus – elektros energijos praradimas

Kauno miesto centro siurblinėje;• Dinaminių procesų KŠT analizė atlikta naudojant

RELAP5 programų paketą.

Tinklo schema

"Pergalės" siurblinė

"Šilko" siurblinė

"Petrašiūnų" siurblinė

Kauno termofikacinė elektrinė

Centro („Pergalės“) siurblinės schema

1 – siurblinės apėjimo linijos vožtuvas (atsidarymo laikas 35 s),2 – droselinis vožtuvas (užsidarymo laikas 35 s), 3 – siurbliai,4 – atbuliniai vožtuvai, 5 – membraninis apsaugos vožtuvas (pratrūksta slėgiui viršijant 7,2 kG/cm2)

Srautas ~970 t/h

iš siurblines i miestaiš KTE i siurbline

iš miesto i siurblineiš siurblines iKTE

1 2

34

5

9 kG/cm2

8 kG/cm2

5,5 kG/cm2

3,3 kG/cm2

Signalas (p>7,2 kG/cm2)

Iš KTE į siurblinę Iš siurblinės į miestą

Iš siurblinės į KTE Iš miesto į siurblinę

Avarijų scenarijai

Nagrinėjami avarijų scenarijai, kai prarandama elektros energija ir siurblinė sustoja:

– Suveikia visos apsaugos sistemos;– Nesuveikia nei viena iš apsaugos sistemų; – Nesuveikia droselinis ir apėjimo linijos vožtuvai.

1 Scenarijus (suveikia visos sistemos)

Slėgiai vamzdynuose “Pergalės” siurblinėje: a – elektros energijos praradimo momentas (t = 0 s),b – vandens slėgis padavimo linijoje už droselinio vožtuvo pasiekia 7,2 kG/cm2 (t = 7 s), c – slėgis grįžimo linijoje prieš siurblius pasiekia 7,2 kG/cm2 (t = 11 s) – pratrūksta membraninis apsaugos vožtuvas

0

2

4

6

8

10

12

-20 0 20 40

Laikas, s

Slė

gis,

kG

/cm

2

iš KTE į siurblinęiš siurblinės į miestąiš miesto į siurblinęiš siurblinės į KTE

a c b

7,2 kG/cm2

Vožtuvų veikimo laikas

2 Scenarijus (nesuveikia nei viena sistema)

0

2

4

6

8

10

12

-20 0 20 40 60 80 100

Laikas, s

Slė

gis,

kG

/cm

2

iš KTE į siurblinę

iš siurblinės į miestą

iš miesto į siurblinę

iš siurblinės į KTE

3 Scenarijus (nesuveikia droselinis ir apėjimo linijos vožtuvai) (1)

0

2

4

6

8

10

12

-20 0 20 40 60 80 100

Laikas, s

Slė

gis,

kG

/cm

2

iš KTE į siurblinęiš siurblinės į miestąiš miesto į siurblinęiš siurblinės į KTE

membraninio apsaugos vožtuvo suveikimas

3 Scenarijus (nesuveikia droselinis ir apėjimo linijos vožtuvai) (2)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

-20 0 20 40 60 80 100

Laikas, s

Sra

utas

, t/h

ištekėjimas pro apsauginįmembraninį vožtuvą

padavimas į miestą

Išvados (1)

• Suveikus visoms apsaugos sistemoms, lemiamą reikšmę turi vožtuvas-membrana, reguliuojantieji vožtuvai užsidaryti nespėja ir membraninis vožtuvas pratrūksta. Miesto centro grįžimo linijoje slėgis trumpą laiką pakyla virš 6 kG/cm2;

• Nesuveikus apsaugos sistemoms slėgis ženkliai padidėja (grįžtamoje linijoje iš miesto – 8 kG/cm2), o avarijos neišvengiamos;

• Nesuveikus apėjimo linijos ir droseliniui vožtuvams, prognozuojami dideli termofikacinio vandens nuostoliai.

Išvados (2)

• Avarijų reaktoriaus aušinimo kontūre modeliavimo programa RELAP5 pritaikyta dinaminių procesų šilumos tinkluose modeliavimui;

• Sukurtą modelį galima naudoti parenkant saugos sistemų suveikimo ribas, algoritmus ir įdiegiant naujas saugos sistemas;

• Sukurtas modelis vėliau bus panaudotas tiriant hidraulinio smūgio atvejus KŠT.

Ačiū už dėmesį