Расчет турбины К-220-4443000. Курсовая Белоусов В.П. Расчет тепловой схемы пту к220443000
 Скачать 0.74 Mb.
|
11. Расчет технико-экономических показателей турбоустановкиРасчет технико-экономических показателей АЭС производится на основе данных, полученных при выборе тепловой схемы станции, основного оборудования АЭС, энергетических характеристик реактора, турбины и другого оборудования. Энергетические показатели АЭС: Полный расход теплоты на турбоустановку,    где  ;    Расход теплоты турбоустановки на производство электроэнергии,  : где  теплота отборного пара, используемая для собственных нужд энергоблока и АЭС. Примем 7%.  Удельный расход теплоты турбоустановки на выработку электроэнергии,  и соответствующий КПД :    4. Абсолютный электрический КПД турбоустановки:   Тепловая нагрузка парогенераторов энергоблока АЭС,  :  КПД транспорта теплоты (во втором контуре двухконтурной АЭС):   КПД энергоблока АЭС брутто:   Тепловая мощность реактора, МВт:   КПД энергоблока АЭС нетто:   Удельный расход выгоревшего ядерного топлива,  :  ПриложениеДеаэраторная установка Деаэраторная установка — это совокупность оборудования, основное назначение которого — обеспечение требуемого качества питательной воды относительно растворенных в ней газообразных примесей. Основным элементом оборудования деаэраторной установки является деаэратор. В тепловой схеме системы регенерации современных ПТУ применяются деаэраторы повышенного давления (тип ДП) с рабочим давлением 0,59, 0,69, 0,76 и 1,18 МПа. Для деаэрации воды, предназначенной для подпитки систем теплоснабжения, а также питательной воды испарителей обычно используются деаэраторы атмосферного давления (тип ДА, рабочее давление 0,12 МПа). Возможно применение и вакуумных деаэраторов (тип ДВ, рабочее давление 7,5—50 кПа). Деаэратор — это чаще всего совокупность одной или нескольких деаэраторных колонок и деаэраторного бака. Деаэраторная установка, как правило, включает в себя один или несколько деаэраторов и охладители выпара. В деаэраторной колонке организуется прогрев воды, ее дегазация, отвод неконденсирующихся газов. Для подогрева воды до состояния насыщения в нижнюю часть колонки подводится греющий пар. Деаэрируемая вода поступает в колонку сверху. Коэффициент теплоотдачи от пара к недогретой до температуры насыщения воды при непосредственном их контакте достигает, как правило, больших значений. Следовательно, для повышения эффективности прогрева воды, как и ее деаэрации, необходимо увеличение площади контакта, для этого возможно использование различных способов. В колонках пленочного типа организуется сток воды в виде тонких пленок по поверхностям тел определенной формы, называемых насадкой. Деаэраторы с колонками пленочного типа применяются, например, в системе продувки-подпитки реакторной установки с ВВЭР. Дегазация воды здесь возможна при значительных ее начальных недогревах (до 30—40 °С). Увеличение поверхности контакта возможно также в результате разбиения потока деаэрируемой воды на струи или барботаже пара через слой воды (когда пар проходит через воду в виде струй или отдельных пузырьков). Удельная площадь поверхности контакта фаз в первом случае может быть 60—600 м² /м³, во втором — 600— 1500 м² /м³. Однако большие удельные площади поверхности контакта при барботаже достигаются, если вода практически прогрета до температуры насыщения. В колонках струйно-барботажного типа используются оба способа: сначала в струйном отсеке в верхней части колонки вода прогревается конденсирующимся на поверхности струй паром и проходит предварительную «грубую» дегазацию, а затем на дырчатом барботажном листе реализуется основной этап дегазации. Колонки струйно-барботажного типа применяются в установках деаэрации питательной воды на современных ТЭС и АЭС Одна или две деаэраторные колонки устанавливаются на деаэраторных баках, основное назначение которых — создать запас питательной воды. В баках деаэраторов энергоблоков ТЭС запас воды должен обеспечивать работу питательных насосов в течение не менее 3,5 мин. По правилам технологического проектирования атомных станций с реакторами ВВЭР (РД 210.006-90) суммарный запас воды в баках деаэраторов должен обеспечивать изменение массового заполнения парогенераторов в диапазоне нагрузок от максимальной до нуля и отвод остаточных тепловыделений в реакторе в течение 30 мин. Кроме того, создается дополнительный запас обессоленной воды в баках без давления; в четырех баках по 500 м³ для энергоблоков АЭС мощностью до 500 МВт (эл.), в четырех баках по 1000 м (или в двух баках по 2000 м³ ) при мощности 1000 МВт (эл.). Одним из последних технических решений является организация дополнительной барботажной дегазации воды в деаэраторных баках. Для этого часть греющего пара подводится в нижнюю часть бака, и выходит в объем воды через отверстия в трубопроводе. Такое решение позволяет, вопервых, увеличить эффективное время дегазации воды и тем самым достичь меньшей остаточной концентрации газов, растворенных в воде, во-вторых, удается заметно уменьшить высоту деаэраторной колонки. Основное назначение охладителя выпара — конденсация пара, выводимого из деаэраторных колонок в смеси с газами, и возврат конденсата в цикл ПТУ. Охладители выпара, используемые в установках с деаэраторами повышенного давления, — это вертикальные цилиндрические прямотрубные аппараты, состоящие из корпуса, верхней и нижней (свободно перемещаемой, поворотной) водяных камер с трубными досками, в которых развальцованы трубы. Кроме греющего пара, в деаэраторную колонку, как правило, направляют дренаж (конденсат греющего пара) подогревателей высокого давления и другого оборудования тепловой схемы ПТУ. Поступая в колонку, дренаж вскипает, разделяется на пар и воду. Образовавшийся пар вместе с основным греющим паром участвует в прогреве деаэрируемой воды, а вода дегазируется. При этом теплота, поступающая с дренажами, должна быть меньше требуемой для прогрева основного потока деаэрируемой воды, чтобы не было «запаривания» деаэратора и повышения давления в нем, а расход греющего пара из отбора турбины должен быть положительным при всех режимах работы ПТУ. Таким образом, деаэратор в тепловой схеме ПТУ выполняет следующие функции: дегазирует питательную воду перед ее подачей в ППУ; является одним из подогревателей системы регенерации теплоты; служит удобным местом сбора дренажей различного оборудования тепловой схемы; создает запас воды для работы питательных насосов. Для лучшего выполнения основной функции деаэратора — дегазации воды — ее подогрев до температуры насыщения должен быть возможно меньшим. На основе опыта проектирования ПТУ различных типов этот подогрев устанавливается, как правило, равным: 14—16 °С. Деаэратор в тепловой схеме ПТУ устанавливается после подогревателей низкого давления, перед питательными насосами, и чаще всего работает в режиме постоянного давления. Это означает, что при любых нагрузках турбины и в переходных режимах давление в деаэраторе не изменяется. Не изменяются и температура воды, ее объем и подпор на всасывании питательных насосов. Последнее важно для их устойчивой работы. Для обеспечения такого режима работы на трубопроводе, подводящем к деаэраторным колонкам греющий пар, устанавливается регулирующий клапан. При снижении нагрузки турбины давление пара в отборе и перед регулирующим клапаном уменьшается, клапан перемещается в сторону открытия, и давление за ним остается на прежнем уровне. Из этого следует, что деаэратор должен быть подключен к отбору турбины с давлением при номинальной нагрузке, заметно большим, чем давление в деаэраторе. Регулирующий клапан будет полностью открыт при нагрузке турбины, меньшей, чем номинальная. На практике применяются два способа включения деаэратора в тепловую схему ПТУ: 1) в качестве самостоятельной ступени регенеративного подогрева воды; 2) в качестве предвключенного подогревателя в ступени регенеративного подогрева вместе с первым по ходу питательной воды ПВД Применение первого способа оказывается целесообразным, если ПТУ предназначается для работы в базовой части графика нагрузки, когда ее мощность может изменяться лишь в небольших пределах. Такой режим не потребует значительного дросселирования пара в регулирующем клапане и заметно не скажется на тепловой экономичности ПТУ. Его преимущество в том, что не требуется установка ПВД, подключенного к тому же отбору турбины. В режимах пуска и останова, а также в случае необходимости большего снижения мощности предусматривается переключение деаэратора на отбор с большим давлением. Во втором способе дросселирование пара в регулирующем клапане никак не сказывается на экономичности ПТУ, поскольку недогрев воды в деаэраторе компенсируется в ПВД, подключенном к тому же отбору пара. Этот способ широко используется в ПТУ, предназначенных для работы в значительном диапазоне нагрузок. Альтернативой режиму работы деаэратора на постоянном давлении является режим скользящего давления: давление в деаэраторе изменяется пропорционально мощности ПТУ, так же как в любом другом подогревателе системы регенерации. На некоторых ТЭС такой режим был применен и показал необходимость специальных мероприятий для обеспечения устойчивой работы деаэратора и питательных насосов в переходных режимах. На АЭС режим скользящего давления не применяется. В настоящее время на 26 блоках ТЭС мощностью 250, 300 и 800 МВт эксплуатируется бездеаэраторная схема. Такая схема позволяет улучшить экономические показатели энергоблока. Уменьшаются капитальные затраты в связи с ликвидацией деаэраторной установки, бустерных насосов, части трубопроводов и арматуры, некоторых помещений электростанции, значительно упрощается компоновка оборудования в машзале. Уменьшаются также эксплуатационные расходы, и может быть несколько повышена тепловая экономичность ПТУ. Возможность применения бездеаэраторной схемы и ее целесообразность обусловлены также следующим: совершенствованием конструкции конденсаторов с повышением их деаэрирующей способности; применением смешивающих ПНД, в которых происходит дополнительная деаэрация потока основного конденсата; внедрением нейтрально-кислородного водного режима с дозированным вводом в основной конденсат кислорода (после смешивающих ПНД, в случае их установки, и с целью защиты поверхностных подогревателей, выполненных из коррозионно-стойкой стали). Однако на АЭС для обеспечения наименьшего выхода продуктов коррозии с поверхности нагрева ПВД (спирально-коллекторных, из углеродистой стали) и трубопроводов питательного тракта для создания запаса питательной воды установка деаэраторов повышенного давления считалась обязательной В настоящее время исследуются возможности перехода на бездеаэраторную схему. Список используемой литературыМаргулова, Т.Х. Атомные электрические станции/Т.Х. Магулова. Москва: «Высшая школа»,1978 Зорин,В. М. Атомные электростанции/В.М. Зорин. М.: Издательский дом МЭИ,2012 Турбины тепловых и атомных электрических станций.Под ред. А. Г. Костюк, В. В. Фролов. – М.: Издательство МЭИ, 2001 |