Устройство для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на атомной электростанции и способ работы устройства
DEVICE FOR RESTORING THE INSULATION OF THE HEATING PIPE OF THE ELECTRIC HEATER OF THE PRESSURE COMPENSATOR AT A NUCLEAR POWER PLANT AND THE METHOD FOR OPERATING THE DEVICE

Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области ремонта электрооборудования, в частности к устройству и способу ремонта изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления атомной электростанции.
Уровень техники.
Компенсатор давления – важная составная часть системы первого контура на атомной электростанции (АЭС). В качестве составной части системы компенсации давления, компенсатор давления с набором электронагревателей используется для создания давления в первом контуре в условиях разогрева и поддержания его в стабильном состоянии. Для ограничения отклонения давления от заданного в переходных условиях, компенсатор давления охлаждается с установленной скоростью при охлаждении реакторной установки. Нагрев компенсатора давления и создание давления осуществляются с помощью электронагревателя. Следовательно, рабочее состояние электронагревателя компенсатора давления непосредственно влияет на работу компенсатора давления и рабочее состояние первого контура. В настоящее время в Китае применяют изолирующий материал для заполнения концов нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления, для обеспечения изолирующей способности электронагревателя. Из-за влияния высокой температуры и высокой радиоактивности в ядерном острове (ЯО) изолирующий материал на концах нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления растрескивается и стареет, что снижает производительность электронагревателя и влияет на функции компенсатора давления. Серьезным последствием этого является неработоспособность компенсатора давления и остановка блока и реактора.  Когда обнаруживают снижение изоляционных свойств на концах нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления, то меняют все оборудование. Данное решение проблемы имеет такие проблемы, как длинный цикл изготовления и высокую стоимость обслуживания.
В качестве прототипа к заявляемому техническому решению принята электронагревательная трубка (CN109561530 «Electric heating tube special for critical heat-flow density experience and manufacturing method of electric heating tube», CHONGQING JINHONG ELECTRICAL ENGINEERING CO., LTD., H05B3/44, H05B3/02, 02.04.2019), содержащая муфту, в которой расположены электронагревательная конструкция и термопары. Герметизирующая конструкция расположена на отверстии трубы муфты. При этом один конец гильзы, находящийся далеко от отверстия трубы, герметизирован.
Из прототипа известен способ работы электронагревательной трубки, при котором термопары вокруг внутренних трубок определяют температуру участков трубок. При этом герметизирующая конструкция обеспечивает двухслойное уплотнение.
Недостатком прототипа является разрушение резьбы защитных элементов герметизирующей конструкции.
В связи с этим для устранения недостатков предшествующего уровня техники предложены устройство и способ для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на АЭС.
Цель настоящего изобретения – предложить устройство и способ для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на АЭС, которые позволяют восстанавливать изоляцию нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления, улучшают характеристики нагревателя, обеспечивают нормальную эксплуатацию компенсатора давления, и в то же время снижают себестоимость ремонта, а также повышают надёжность эксплуатации АЭС.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемыми техническими решениями, является восстановление изоляции на концах нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления, что повышает производительность электронагревателя. Восстановление изоляции на концах нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления путем дополнительного заполнения изолирующим материалом, нагрева и сушения обеспечивает высокую надёжность.
Другими техническими результатами являются:
- снижение затрат на техническое обслуживание, которое проводят в связи с заменой изоляции электронагревателя, вызванной снижением изоляционных свойств, при этом сокращается время технического обслуживания и время критического пути планово-предупредительного ремонта (ППР) блока АЭС;
- снижение затрат на проектирования и производство, работы по разборке и сборке устройства, что упрощает ремонт;
- использование вентилятора для создания внутренней циркуляции воздуха, позволяет равномерно нагревать изолирующий материал, что значительно повышает скорость восстановления изоляции;
- теплоизолирующая крепежная планка верхнего блока и теплоизоляционная внешняя стенка изготовлены из теплоизолирующего материала, что улучшает способность к нагреву настоящего устройства и увеличивает срок эксплуатации различных элементов;
- устройство и способ для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на АЭС по настоящему изобретению имеют широкий диапазон применения и могут быть использованы для электронагревателя компенсатора давления на других АЭС.
Сущность заявленного устройства состоит в том, что устройство для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления характеризующееся тем, что содержит верхний блок, управляющий модуль, нижний блок, электродвигатель вентилятора, при этом верхний блок соединен с нижним блоком. При этом управляющий модуль соединен с верхней частью верхнего блока, причем верхний блок включает в себя теплоизоляционную крепежную планку и теплоизоляционную внешнюю стенку и лопасти вентилятора. При этом теплоизоляционная крепежная планка соединена с верхней частью теплоизоляционной внешней стенки. Кроме того, электродвигатель вентилятора соединен с нижней поверхностью теплоизоляционной крепежной планки, лопасти вентилятора соединены с нижней частью электродвигателя вентилятора. При этом нижний блок включает в себя внутренний нагревательный вкладыш и подставку, которые соединены между собой.
В частных случаях верхний блок содержит верхний фланец, при этом нижняя часть теплоизоляционной внешней стенки и верхний фланец соединены сваркой.
Нижний блок содержит нижний фланец, при этом нижняя часть внутреннего нагревательного вкладыша присоединена к подставке и нижнему фланцу с помощью сварки.
Нижняя часть внутреннего нагревательного вкладыша присоединена к подставке и нижнему фланцу с помощью сварки.
На верхнем фланце выполнены восемь верхних соединительных отверстий.
На нижнем фланце выполнены восемь нижних соединительных отверстий.
Подставка содержит несколько опор.
Управляющий модуль включает в себя контроллер температуры, выключатель питания, воздушный выключатель, плавкий предохранитель, контактор и температурное сопротивление, контакт контактора и источник питания переменного тока. При этом выключатель питания подключен к питанию переменного тока с напряжением 380 В. При этом плавкий предохранитель подключен к выключателю питания и контакту контактора. При этом воздушный выключатель подключен к одной фазе выключателя питания и нулевой линии питания. При этом электродвигатель вентилятора подключен к воздушному выключателю, при этом клемма I1 контроллера температуры подключена к одной фазе питания источника переменного тока с напряжением 380 В, при этом клемма I2 контроллера температуры подключена к нулевой линии питания переменного тока с напряжением 380 В, при этом клемма Out1 контроллера температуры соединена с клеммой A1 контактора, при этом клемма Out2 контроллера температуры соединена с клеммой A2 контактора, при этом температурное сопротивление подключено к клеммам P3, P2, P1 контроллера температуры.
Сущность заявленного способа состоит в том, что
- на первом этапе соединяют каждое верхнее соединительное отверстие болтом с соответствующим нижним соединительным отверстием устройства для восстановления изоляции, соединяют подставку с резервным установочным отверстием фланца нагревателя болтами для закрепления устройства для восстановления изоляции на нагревателе, при этом все электронагревательные трубы нагревателя расположены во внутреннем нагревательном вкладыше устройства;
- на втором этапе подключают устройство для восстановления изоляции к источнику питания переменного тока с напряжением 380 В, включают выключатель питания и замыкают воздушный выключатель, в это время контроллер температуры находится под напряжением и электродвигатель вентилятора получает питание и запускается, воздух циркулирует в устройстве, замыкают плавкий предохранитель и устанавливают целевую температуру на контроллере температуры – 80°С, время нагрева – 2 часа, температура, измеренная температурным сопротивлением, ниже 80°С, клемма Out1 и клемма Out2 контроллера температуры выдают напряжение постоянного тока 24 В, при этом контактор находится под напряжением, контакт контактора переходит из разомкнутого в замкнутое состояние, внутренний нагревательный вкладыш начинает функционировать, и температура в устройстве постепенно повышается и стабилизируется при 80°С, после нагрева в течение двух часов, устанавливают целевую температуру на контроллере температуры – 100°С, время нагрева – 2 часа, после нагрева в течение двух часов, устанавливают целевую температуру на контроллере температуры – 150°С и продолжают нагревание в течение одного часа.
- на третьем этапе после завершения нагрева, отключают воздушный выключатель, плавкий предохранитель и выключатель питания, снимают каждый соединительный болт между подставкой указанного устройства и резервным установочным отверстием фланца нагревателя и удаляют устройство для восстановления изоляции.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана схема устройства для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на АЭС; на фиг. 2 – принципиальная электрическая схема управляющего модуля устройства для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на АЭС; на фиг. 3 – сборочный чертёж устройства для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на АЭС.
Перечень ссылочных обозначений:
1 - верхний блок; 2 - управляющий модуль; 3 - нижний блок;  4 -электродвигатель вентилятора; 5 - теплоизоляционная крепежная планка; 6 - теплоизоляционная внешняя стенка; 7 - верхний фланец; 8 - верхнее соединительное отверстие; 9 - лопасти вентилятора; 10 - внутренний нагревательный вкладыш; 11 - нижний фланец; 12 - нижнее соединительное отверстие; 13 - подставка; 14 - контроллер температуры; 15 - выключатель питания; 16 - воздушный выключатель; 17 - плавкий предохранитель; 18 -контактор; 19 - температурное сопротивление; 20 - контакт контактора; 21 – источник питания переменного тока; 22 - электронагревательная труба; 23 -устройство для восстановления изоляции; 24 - фланец нагревателя; 25 -резервное установочное отверстие; 26 - соединительный болт.
Осуществление устройства.
Для лучшего понимания специалистом в данной области техники сущности заявленного изобретения, ниже приведено ясное и полное описание технического решения, примера реализации данного изобретения с учетом прилагаемых фигур. Очевидно, что нижеизложенный пример реализации представляет собой частный случай осуществления изобретения.  На основании изложенного в данном изобретении примера реализации, другие примеры реализации, полученные техническим специалистом в данной области техники без творческой работы, будут находиться в пределах объема охраны настоящего изобретения.
Как показано на фигуре 1, устройство для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на АЭС содержит верхний блок (1), управляющий модуль (2), нижний блок (3), электродвигатель вентилятора (4), теплоизоляционную крепежную планку (5), теплоизоляционную внешнюю стенку (6), верхний фланец (7),  верхнее соединительное отверстие (8), лопасти вентилятора (9), внутренний нагревательный вкладыш (10), нижний фланец (11), нижнее соединительное отверстие (12), подставку (13), контроллер температуры (14), выключатель питания (15), воздушный выключатель (16), плавкий предохранитель (17) и контактор (18).
Верхний блок (1) соединен с нижним блоком (3), при этом управляющий модуль (2) соединен с верхней частью верхнего блока (1).
Верхний блок (1) включает в себя теплоизоляционную крепежную планку (5) и теплоизоляционную внешнюю стенку (6), при этом теплоизоляционная крепежная планка (5) соединена с верхней частью теплоизоляционной внешней стенки (6).
Электродвигатель вентилятора (4) соединен с нижней поверхностью теплоизоляционной крепежной планки (5). Лопасти вентилятора (9) соединены с нижней частью электродвигателя вентилятора (4).
Нижняя часть теплоизоляционной внешней стенки (6) и верхний фланец (7) соединены сваркой. На верхнем фланце (7) выполнены восемь верхних соединительных отверстий (8). При этом углы между верхними соединительными отверстиями (8) составляют 45°.
Нижний блок (3) включает в себя внутренний нагревательный вкладыш (10), нижний фланец (11) и подставку (13). При этом внутренний нагревательный вкладыш (10) соединен с нижним фланцем (11). Подставка (13) соединена с внутренним нагревательным вкладышем (10) и нижним фланцем (11).
Подставка (13) содержит три опоры.
Внутренний нагревательный вкладыш (10) соединен с нижним фланцем (11). На нижнем фланце (11) выполнены восемь нижних соединительных отверстий (12). При этом углы между нижними соединительными отверстиями (12) составляют 45°.
Как показано на фигуре 2, управляющий модуль (2) включает в себя контроллер температуры (14), выключатель питания (15), воздушный выключатель (16), плавкий предохранитель (17), контактор (18) и температурное сопротивление (19), контакт контактора (20) и источник питания переменного тока (21). Выключатель питания (15) подключен к питанию переменного тока (21) с напряжением 380 В. Плавкий предохранитель (17) подключен к выключателю питания (15) и контакту контактора (20). Воздушный выключатель (16) подключен к одной фазе выключателя питания (15) и нулевой линии питания. Электродвигатель вентилятора (4) подключен к воздушному выключателю (16). Клемма I1 (22) контроллера температуры (14) подключена к одной фазе питания источника переменного тока (21) с напряжением 380 В. Клемма I2 (23) контроллера температуры (14) подключена к нулевой линии питания переменного тока (21) с напряжением 380 В. Клемма Out1 (24) контроллера температуры (14) соединена с клеммой A1 (26) контактора (18). Клемма Out2 (25) контроллера температуры (14) соединена с клеммой A2 (27) контактора (18). Температурное сопротивление (19) подключено к клеммам P3, P2, P1 (28) контроллера температуры (14).
Описание работы устройства.
Соединяют каждое верхнее соединительное отверстие (8) болтом с соответствующим нижним соединительным отверстием (12) устройства для восстановления изоляции (23). Соединяют подставку (13) с резервным установочным отверстием (25) фланца нагревателя (24) болтами (26) для закрепления устройства для восстановления изоляции (23) на нагревателе. При этом все электронагревательные трубы (22) нагревателя расположены во внутреннем нагревательном вкладыше (10) устройства
Подключают устройство для восстановления изоляции (23) к источнику питания переменного тока (21) с напряжением 380 В, включают выключатель питания (15) и замыкают воздушный выключатель (16). В это время контроллер температуры (14) находится под напряжением и электродвигатель вентилятора (4) получает питание и запускается. Воздух циркулирует в устройстве и обеспечивает равномерное распределение температуры в устройстве. Это предотвращает неравномерный нагрев концов нагревательной трубы из-за местного перегрева. Замыкают плавкий предохранитель (17) и устанавливают целевую температуру на контроллере температуры (14) – 80°С, время нагрева – 2 часа. Так как температура, измеренная температурным сопротивлением (19), ниже 80°С, клемма Out1 (24) и клемма Out2 (25) контроллера температуры (14) выдают напряжение постоянного тока 24 В, при этом контактор (18) находится под напряжением. Контакт контактора (20) переходит из разомкнутого в замкнутое состояние. Внутренний нагревательный вкладыш (10) начинает функционировать, и температура в устройстве постепенно повышается и стабилизируется при 80°С. После нагрева в течение двух часов, устанавливают целевую температуру на контроллере температуры (14) – 100°С, время нагрева – 2 часа. После нагрева в течение двух часов, устанавливают целевую температуру на контроллере температуры (14) – 150°С и продолжают нагревание в течение одного часа.
После завершения нагрева, отключают воздушный выключатель (16), плавкий предохранитель (17) и выключатель питания (15). Снимают каждый соединительный болт (26) между подставкой (13) указанного устройства и резервным установочным отверстием (25) фланца нагревателя (24) и удаляют устройство для восстановления изоляции (23).
Осуществление способа.
Как показано на фигуре 3 способ для восстановления изоляции нагревательной трубы электронагревателя компенсатора давления на АЭС включает в себя нижеследующие этапы:
На первом этапе соединяют каждое верхнее соединительное отверстие (8) болтом с соответствующим нижним соединительным отверстием (12) устройства для восстановления изоляции (23). Соединяют подставку (13) с резервным установочным отверстием (25) фланца нагревателя (24) болтами (26) для закрепления устройства для восстановления изоляции (23) на нагревателе. При этом все электронагревательные трубы (22) нагревателя расположены во внутреннем нагревательном вкладыше (10) устройства
На втором этапе подключают устройство для восстановления изоляции (23) к источнику питания переменного тока (21) с напряжением 380 В, включают выключатель питания (15) и замыкают воздушный выключатель (16). В это время контроллер температуры (14) находится под напряжением и электродвигатель вентилятора (4) получает питание и запускается. Воздух циркулирует в устройстве и обеспечивает равномерное распределение температуры в устройстве. Это предотвращает неравномерный нагрев концов нагревательной трубы из-за местного перегрева. Замыкают плавкий предохранитель (17) и устанавливают целевую температуру на контроллере температуры (14) – 80°С, время нагрева – 2 часа. Так как температура, измеренная температурным сопротивлением (19), ниже 80°С, клемма Out1 (24) и клемма Out2 (25) контроллера температуры (14) выдают напряжение постоянного тока 24 В, при этом контактор (18) находится под напряжением. Контакт контактора (20) переходит из разомкнутого в замкнутое состояние. Внутренний нагревательный вкладыш (10) начинает функционировать, и температура в устройстве постепенно повышается и стабилизируется при 80°С. После нагрева в течение двух часов, устанавливают целевую температуру на контроллере температуры (14) – 100°С, время нагрева – 2 часа. После нагрева в течение двух часов, устанавливают целевую температуру на контроллере температуры (14) – 150°С и продолжают нагревание в течение одного часа.
На третьем этапе после завершения нагрева, отключают воздушный выключатель (16), плавкий предохранитель (17) и выключатель питания (15). Снимают каждый соединительный болт (26) между подставкой (13) указанного устройства и резервным установочным отверстием (25) фланца нагревателя (24) и удаляют устройство для восстановления изоляции (23).
Предложенное изобретение, подробно описанное выше со ссылками на чертежи и примерами осуществления, не ограничивается вышеупомянутыми примерами. В пределах объема знаний специалистов в данной области техники могут быть выполнены различные модификации. Изменения могут быть произведены без отклонения от цели настоящего изобретения. Информация, не описанная подробно в настоящем изобретении, может включать данные существующей техники.