Kompenzátor tlaku je technická tlaková nádoba se speciální konstrukcí, která zajišťuje kompenzaci změn objemu vody v uzavřeném okruhu při jejím ohřevu. Jedná se o konstrukční prvek obtokových reaktorů s tlakovou vodou jako chladivem (včetně těžkovodních reaktorů ) používaných v jaderných elektrárnách , jaderných ponorkách a lodích a je obvykle považován za součást procesního systému, který udržuje tlak v primárním okruhu ve stacionárních režimech. a omezuje tlakové odchylky v přechodových a havarijních režimech reaktorové elektrárny [1] [2] [3][4] [5] .
Kompenzátor tlaku je současně systémem pro zajištění požadovaného tlaku a kompenzaci změn objemu chladiva v primárním okruhu, proto má dvojí název - v technické dokumentaci a literatuře jej lze nazývat jak kompenzátor tlaku, tak i kompenzátor tlaku. kompenzátor objemu [6] .
Voda při vysokých parametrech má poměrně velký teplotní koeficient objemové změny a nízkou stlačitelnost, což v uzavřeném okruhu vede k nepřijatelně velkým změnám tlaku při změně jejího teplotního režimu (i za normálních přechodných podmínek). Například již při tlaku 10 MPa a změně teploty z 250 na 300 °C se měrný objem vody zvýší o 11 %, přičemž většina reaktorů pracuje na ještě vyšších parametrech. Tato okolnost vyžaduje organizaci speciálního kompenzačního objemu v primárním okruhu přetlakových reaktorů [4] .
Systém kompenzace tlaku primárního okruhu je určen pro:
Systém kompenzace tlaku je normální provozní systém důležitý pro bezpečnost [3] [4] .
Systém kompenzace tlaku může zahrnovat samotný kompenzátor tlaku, impulsní bezpečnostní zařízení (IPD) , bublinkovou nádrž, potrubí , armatury a přístrojové vybavení .
Kompenzátor je obvykle vyroben ve formě svislé nádoby namontované na prstencové podpěře. V horní části může být: údržbový poklop, armatury pro potrubí vstřiku chladiva, pro potrubí výtlaku páry přes IPU do probublávače, pro hladinoměry a impulsní trubice pro měření parametrů. Ve spodním dně je odbočka pro potrubí spojující horkovod jedné ze smyček primárního okruhu s kompenzátorem. Uvnitř je instalován sprinkler, ochranná clona a bloky trubkových elektrických ohřívačů (TEH) .
Působením tepla topného tělesa dochází k varu vody a vzniklá pára se shromažďuje v horní části kompenzátoru tlaku a vytváří tak parní polštář . Tlak vytvořený v nádobě potrubím spojujícím její spodní část s horkým závitem cirkulační smyčky je přenášen do okruhu. Omezení tlakových odchylek od jmenovité hodnoty je dosaženo stlačením nebo roztažením parního polštáře v kompenzátoru. Při výrazném poklesu tlaku v kompenzátoru není parní polštář schopen plně obnovit počáteční tlak v okruhu, poté se zapnou další skupiny elektrických ohřívačů.
Při výrazném zvýšení tlaku, tedy při požadavku na jeho snížení, je ze studeného závitu cirkulační smyčky přiváděno chladivo přes rozprašovací zařízení umístěné v horní části VT (v parním polštáři) a parní polštář je stlačen v důsledku částečné kondenzace páry, která zpomaluje nebo zastavuje růst.tlak okruhu.
Jedná se o druh pojistného ventilu nepřímého působení, vysoce výkonné zařízení pro hromadné odstranění vody v případě nouzového zvýšení jejího tlaku v okruhu. Impulsní ventily mohou být různého provedení, nejčastěji vypouštějí médium do speciálního zařízení - probublávací nádrže, která je zase vybavena vlastními prostředky ochrany proti zničení prudkým a silným zvýšením tlaku (obvykle bezpečnostní membrány ) .
Jedná se o ležatou válcovou nádobu s eliptickým dnem. V jeho vodním objemu jsou umístěny dva kolektory, kterými je pára vypouštěna do vodního objemu jak z úniku páry přes IPU, tak i při jejím spuštění. Každý kolektor má trysky pro účinnou kondenzaci páry. Bubbler má nejčastěji bezpečnostní membrány , které při spuštění IPU po několika sekundách prasknou. Objem plynu probublávače je neustále ventilován dusíkem , aby se vyloučila tvorba výbušné směsi vodíku vznikající při radiolýze vody v primárním okruhu [3] [4] [4] .