Турбина паровая К-1000-60-3000. Ао Концерн Росэнергоатом

• Название: Ао Концерн Росэнергоатом
• Дата: 30.06.2022
• Размер: 1.87 Mb.
• Имя файла: Турбина паровая К-1000-60-3000.docx
• Тип: Документы; #621667
• страница: 4 из 10

Элементы тепловой схемы

1. Отборы турбин

Многоступенчатые турбоустановки выполняют с отборами пара из проточной части. Отборы предназначены как для использования пара требуемых параметров в схемах собственных нужд (привод ТПН, ТФУ и др.), так и для регенеративного подогрева питательной воды (Рис. 6А).

Регенеративный подогрев позволяет повысить тепловую экономичность энергоблока, увеличивая термический КПД цикла. Это связано с тем, что при использовании регенеративного подогрева уменьшается расход пара в конденсатор, и сокращаются неизбежные потери тепла в окружающую среду. Для того, что бы приблизить цикл Ренкина (abcde), по которому работает энергетическая установка, к циклу Карно (abcdfg), КПД которого максимален, требуется в процессе расширения пара в турбине непрерывно отводить от него тепло и передавать его питательной воде для подогрева при бесконечно малой разности температур между паром и водой. Такой цикл называется предельным регенеративным циклом (abcdfg). Практически этот цикл осуществить невозможно. На практике систему регенеративных отборов турбины выполняют исходя из технико-экономической целесообразности. Если количество отборов будет ограниченным, например восемь, то процесс расширения пара в турбине (линия dfg) будет носить ступенчатый характер. Чем больше количество ступеней подогрева, тем цикл Ренкина ближе к обобщенному циклу Карно и тем больше его КПД. Турбины большой мощности имеют, как правило, 6-8 не регулируемых регенеративных отборов.

Применение регенеративных отборов снижает расход пара на последние ступени турбины. При этом снижается нагрузка рабочих лопаток последней ступени и появляется возможность увеличения максимальной мощности выхлопа и увеличения единичной мощности турбины.

Кроме того, в конструкциях влажнопаровых турбин АЭС отборы используются для удаления влаги из проточной части, увеличивая внутренний относительный КПД проточной части турбины.

Для турбины К-1000-60/3000 расчетный расход свежего пара составляет D_о=5870  т/час, расход пара в конденсатор, при включенной системе регенерации, составляет D_к=3074 т/час.

2. Конденсационные установки

Замкнутость пароводяного цикла электростанций предопределяет необходимость конденсации всего расхода пара, проработавшего в турбине. Этот процесс осуществляется в конденсационной установке при постоянном давлении за счет подогрева охлаждающей воды, температура которой ниже температуры насыщения пара (Рис. 6Б).

Процесс конденсации происходит вследствие отдачи охлаждающей среде теплоты конденсации пара, равной теплоте парообразования. Процесс конденсации может идти при любом давлении. Однако, чем меньше температура отвода тепла из цикла, что соответствует более низкому давлению конденсации, тем выше тепловая экономичность паротурбинной установки при неизменных начальных параметрах. Характеристики водяного пара таковы, что, добиваясь расширения пара в турбине до давлений, меньших атмосферного, можно увеличить срабатываемый теплоперепад в турбине на 25-30% в зависимости от начальных параметров пара. Поэтому основной задачей конденсационной установки является установление и поддержание разрежения в выхлопном патрубке турбины, а тем самым и внутри конденсатора.

Величина вакуума в конденсаторе существенно влияет на тепловую экономичность станции. Приближенная численная зависимость термического КПД паротурбинной установки от конечного давления пара такова, что изменение вакуума на 0,01 кг/см² приводит к изменению экономичности более чем на 1 %. Конденсация пара в конденсаторе происходит за счет нагрева циркуляционной охлаждающей воды от начальной температуры t_ох1 до конечной t_ох2, поэтому температура конденсации должна превышать t_ох2 и может лишь приближаться к ней. Температурный напор конденсатора t принимается равным 3-5С, нагрев воды _ох10С.

Глубина вакуума в наибольшей степени зависит от начальной температуры охлаждающей воды. Но при одной и той же начальной температуре существенно зависит от кратности охлаждения, которая равна отношению расхода воды к расходу пара в конденсатор. При прочих равных условиях вакуум зависит от величины коэффициента теплопередачи охлаждающей поверхности конденсатора, который определяется как чистотой поверхности охлаждения, так и величиной присосов воздуха.

При эксплуатации конденсационной установки необходимо контролировать величину нагрева охлаждающей воды и температурный напор конденсатора. Увеличение температурного напора (разности температур отработанного пара и охлаждающей воды на выходе) свидетельствует о снижении коэффициента теплопередачи, а увеличение нагрева воды в конденсаторе указывает на недостаток расхода охлаждающей воды.

В связи с поступлением в конденсатор неконденсирующихся газов давление в нем равно сумме парциальных давлений водяного пара и всех остальных газов, а конденсация водяного пара будет происходить при его парциальном давлении, отвечающем температуре насыщения, зависящей от температуры охлаждающей воды. Таким образом, давление в конденсаторе тем значительнее отличается от парциального давления водяного пара, чем больше газосодержание. Поэтому от степени удаления неконденсирующихся газов зависит степень расширения пара в турбине, т. е. тепловая экономичность. В связи с этим, при увеличении газосодержания растет разность температур отработанного пара и конденсата (эффект переохлаждения). То есть температура конденсата будет определяться температурой охлаждающей воды (оставаться постоянной), а температура отработанного пара в выхлопном патрубке турбины будет повышаться по мере роста газосодержания из-за снижения глубины вакуума.

С углублением вакуума объем отработанного пара резко возрастает. Изменение давления в конденсаторе с 0,004 до 0,003 кг/см² приводит к увеличению удельного объема пара более чем на 30%.