Расчет турбины К-220-4443000. Курсовая Белоусов В.П. Расчет тепловой схемы пту к220443000

• Название: Расчет тепловой схемы пту к220443000
• Анкор: Расчет турбины К-220-4443000
• Дата: 17.06.2022
• Размер: 0.74 Mb.
• Имя файла: Курсовая Белоусов В.П.docx
• Тип: Курсовой проект; #599510
• страница: 1 из 6

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АВТОНОМНАЯ НЕКОМЕРЧЕСКАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ

КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА АТОМНЫЕ СТАНЦИИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине:		«Турбомашины АЭС»
Тема:	«Расчет тепловой схемы ПТУ К-220-44/3000

Расчетно-пояснительная записка

Выполнила студентка группы:	АСПо-171
	(индекс группы)
Белоусов В.П.
(Ф.И.О.)	(подпись, дата)

Руководитель:		Боев М.А.
	(подпись, дата)	(Ф.И.О.)

Защищено
	(дата)

Оценка

Воронеж, 2021

Содержание

1. Постановка задачи 2

2. Описание паротурбинной установки 3

3. Описание тепловой схемы паротурбинной установки 9

4. Построение процесса расширения в hs-диаграмме 10

5. Расчет системы подогревателей низкого давления 12

6. Расчет деаэратора питательной воды 15

7. Расчет системы ПВД 16

8. Расчет теплообменных аппаратов 19

9. Результаты расчета системы уравнений 20

10. Определение расхода пара на турбину и энергетического баланса 21

турбоустановки 21

11. Расчет технико-экономических показателей турбоустановки 25

Приложение 27

Список используемой литературы 33

1. Постановка задачи

Расчет тепловой схемы любой АЭС сводится к расчету стандартной турбоустановки. Расчет приведен для турбоустановки К-220-44/3000, конденсационной паровой турбины с номинальной мощностью 220 МВт и частотой вращения ротора 3000 об/мин. Турбина спроектирована для работы в блоке с реактором ВВЭР-440 в комплектации по 2 турбины на один реактор.

Конечной целью расчета является определение электрической мощности и КПД турбоустановки при заданном расходе пара на турбину и заданной мощности теплофикационной установки.

2. Описание паротурбинной установки

Конденсационная одновальная паровая турби­на К-220-44/3000, без регулируемых отборов пара, с одним двухступенчатым промежуточным па­ровым перегревом (отборным и свежим паром), предназначена для непосредст­венного привода генератора переменного тока типа ТВВ-220-2А, с частотой вращения ротора 3000 об/мин и для работы в блоке с реактором ВВЭР-440. Для этого типа реактора установлены две турбины К-220-44/3000. Принципиальная тепловая схема турбоустановки К-220-44/3000 приведена на рисунке 1.



Рисунок 1. Принципиальная тепловая схема турбо установки К-220-44/3000:

1-блок стопорно-регулирующих клапанов; 2-уплотнение штоков клапанов турбины; 3-уплотнение вала турбины; 4-ЦСД турбины; 5-сепаратор-промперегреватель; 6-ЦНД турбины; 7-подогреватель сетевой воды; 8-насос теплосети; 9-конденсатор турбины; 10-конденсатный насос первой ступени; 11-основной эжектор; 12-эжектор уплотнений; 13-конденсатоочистка; 14-конденсатный насос второй ступени; 15-ПНД; 16-дренажный насос; 17-охладитель дренажа; 18-деаэратор; 19-питательный насос с электроприводом; 20-ПВД; 21-регулятор давления, 22 — коллектор пара собственных нужд; 23 — БРУ-СН; 24 — БРУ-К

Конструкция турбины. Турбина К-220-44 пред­ставляет собой одновальный, трехцилиндровый аг­регат - один однопоточный цилиндр высокого давления (ЦВД) и два двухпоточных цилиндра низкого давления (ЦНД) с четырьмя выхлопами пара в два конденсатора. Общая длина машины 23,11 м.

ЦВД имеет одновенечную регулирующую сту­пень и пять ступеней давления. После ЦВД пар вводится в сепаратор-пароперегреватель, откуда направляется в ЦНД. Каждый ЦНД выполнен двухпоточным с пятью ступенями давления в каж­дом потоке. Впуск пара производится в среднюю часть цилиндра. Всего у турбины 26 ступеней. Ро­тор ЦВД выполнен цельнокованым, гибким, критическая частота вращения - 2110 об/мин. Рото­ры низкого давления — сварные, жесткие, критическая частота вращения - 3640 об/мин

Все роторы соединены между собой и с рото­ром генератора жесткими муфтами. Критическая частота вращения валопровода турбины - 1540 об/мин и 2340 об/мин. Лопаточный аппарат турбины рассчитан и настроен на длительную работу при частоте в сети 49,0-50,5 Гц.

Каждый ЦНД имеет свой фикспункт, выполнен­ный в виде двух поперечных шпонок на боковых опорах.

Турбина снабжена паровыми лабиринтовыми уплотнениями, из крайних камер уплотнений ЦВД и ЦНД паровоздушная смесь отсасывается эжек­тором лабиринтового пара сначала в коллектор, а затем в вакуумный охладитель.

Утечка пара из штоков клапанов отводится в уравнительную линию деаэратора, откуда питают­ся эжекторы и уплотнения турбины. Питание па­ром системы уплотнений турбины при пусках и остановах осуществляется из коллектора собствен­ных нужд блока

Система автоматического регулирования. Си­стема автоматического регулирования турбины вы­полнена электрогидравлической, структурно состо­ит из электрической и гидравлической частей, ра­бота которых взаимосвязана

Регулятор частоты вращения управляет поло­жением регулирующих клапанов ЦВД и заслонок промперегрева. Он снабжен механизмом управле­ния, с помощью которого можно изменять и авто­матически поддерживать частоту вращения ротора на холостом ходу, а также изменять нагрузку тур­бины при параллельной работе.

Система регулирования снабжена ограничите­лями мощности.

В качестве рабочей жидкости системы регули­рования применяется масло, поступающее из си­стемы маслоснабжения турбины к насосу регули­рования, расположенному на валу турбины.

Для защиты от недопустимого возрастания ча­стоты вращения ротора турбина снабжена двумя регуляторами безопасности кольцевого типа, кото­рые срабатывают при достижении ротором частоты вращения в пределах 11—12% сверх номинальной.

Неравномерность регулирования частоты вра­щения ротора турбины составляет 4,5±0,5% от номинальной.

Турбоагрегат снабжен электронными регулято­рами для поддержания заданного давления пара в коллекторах концевых уплотнений ЦВД и ЦНД и уровня конденсата в конденсаторе.

Система смазки предназначена для обеспечения смазкой подшипников турбины, генератора системы регулирования и насосов системы уплотнения ва­ла генератора.

В баке вместимостью 56 м² установлены сетча­тые фильтры для очистки масла от механических примесей воздухоохладителей для улучшения деа­эрации масла (содержание воздуха за воздухо­охладителем не должно превышать 1,5%).

Для подачи масла в систему предусмотрено два насоса, один из которых резервный. Для привода насосов служат электродвигатели переменного тока.

Масло охлаждается в четырех маслоохладите­лях. Расход охлаждающей воды на каждый масло­охладитель равен 200 м³ч.

Система контроля и управления турбиной обес­печивает: контроль параметров работы; регистрацию наиболее важных параметров; технологическую, предупредительную и аварий­ную сигнализации; автоматическое управление функциональными группами технологически связанных механизмов и запорно-регулирующих органов, дублируемое ди­станционным управлением с блочного щита; автоматическую стабилизацию ряда параметров, поддержание заданных значений которых требует оперативного вмешательства в процессе нормаль­ной эксплуатации; автоматическую защиту турбины и вспомога­тельного оборудования.

Управление установкой централизовано и ве­дется из помещения блочного щита управления.

Система контроля и управления выполняется на базе электрических приборов и аппаратуры.

Конденсационное устройство состоит из конден­саторной группы, воздухоудаляющего устройства, конденсатных насосов и водяных фильтров.

К турбине поставляются два поверхностных двухходовых, однопоточных конденсатора с цент­ральным отсосом воздуха. Каждый конденсатор со­стоит из одного корпуса с двумя симметричными трубными пучками и присоединяется к одному вы­хлопному патрубку турбины.

В зависимости от расчетной температуры ох­лаждающей воды (t₁в=5, 12 и 22° С) конденсаторы выполняются трех типоразмеров с различной по ве­личине поверхностью охлаждения одного конден­сатора соответственно 8170, 10120, и 12150 м².

Конденсаторная группа имеет устройства: приемно-сбросные дроосельно-охлаждающего типа для приема пара с параметрами р=0,93 МПа (9,5 кгс/см²) абс. и t_с=200° С, сбрасываемого через БРОУ при нестационарных режимах работы турбоустановки в количестве 800 т/ч (для охлаждения сбрасываемого пара перед приемно-сбросным уст­ройством предусматривается подвод конденсата к увлажнителям пара от напорной линии конденсатных насосов;) для присоединения датчика, воздей­ствующего на клапан регулятора уровня и рецир­куляции, установленного на конденсатопроводе и поддерживающего уровень в конденсатосборниках конденсатора в пределах установленного; для вво­да химочищенной воды.

Воздухоудаляющее устройство состоит из: трех основных пароструйных эжекторов (один резерв­ный), четырех пароструйных пусковых эжекторов, двух пусковых пароструйных эжекторов циркуля­ционной системы. Все эжекторы по пару и конден­сату включены параллельно. В нормальных усло­виях в работе находятся два эжектора.

Турбоагрегат обслуживается тремя (один резервный) центробежными конденсатными насо­сами, предназначенными для очистки конденсата и подачи его в деаэратор.

Охлаждающая вода для конденсатора подается циркуляционными насосами.

Для срыва вакуума в конденсаторе предусмат­риваются клапаны с соленоидным приводом. Уп­равление клапанами осуществляется со щита уп­равления.

Регенеративная установка предназначена для подогрева питательной воды паром, отбираемым из отбора турбины, и состоит из пяти ПНД выносно­го охладителя дренажа ПНД № 1 и деаэратора. Кроме того, предусмотрено использование тепла пара основных эжекторов и пара, отсасываемого из концевых уплотнений.

ПНД поверхностного типа, вертикальные, отли­чаются друг от друга условиями работы по паро­вой стороне. Подогреватели № 3, 4, 5 каждый снабжен регулирующим клапаном отвода дренажа греющего пара из подогревателя, управляемым

электронным регулятором. При выходе из строя клапана он байпасируется задвижкой с электропри­водом, которая открывается автоматически.

Слив дренажа греющего пара из ПНД—кас­кадный.

Отсос конденсирующихся газов и гремучей сме­си из каждого ПНД осуществляется непосредст­венно в конденсатор.

Сепараторы-пароперегреватели. Промежуточ­ный СПП состоит из двух аппаратов, включенных по греющему и нагреваемому пару параллельно, и предназначен для удаления влаги и перегрева па­ра, поступающего в ЦНД.

Каждый аппарат выполнен в виде цилиндриче­ского сосуда и представляет собой единую конст­рукцию, состоящую из трех основных узлов: сепарационного устройства, 1 и 2-й ступеней перегрева. Перегреваемый пар поступает в верхнюю часть ап­парата и попадает на жалюзийное сепарационное устройство. Осушенный пар поступает в 1-ю, а за­тем 'во 2-ю ступень перегрева и отводится 'в верхней части аппарата.

Поверхности нагрева выполнены из оребренных труб. Трубы объединены в кассеты. Перегреваемый пар обтекает трубки снаружи, греющий пар - внутри.

Греющий пар поступает в 1-го ступень паропере­гревателя из 2-го отбора турбины.

2-я ступень пи­тается острым паром.

Отсепарированная влага отводится в ПНД № 3; конденсат греющего пара 1-й ступени - в деаэра­тор; 2-й ступени — в ПВД № 8.

Сепарат двух аппаратов отводится в сепаратосборники. На каждом аппарате установлено по два предохранительных клапана, обеспечивающих предотвращение повышения давления пара.