АЭУ АЭС с ВВЭР. Влияние эксплуатационных факторов на работу конденсатора

 

В расчет принята система  регенерации, состоящая из шести регенеративных подогревателей z_вп = 7 и деаэратора смешивающего типа с давлением насыщения 0,7 МПа.

Первым по греющей среде подключаем последний подогреватель системы  регенерации. Для этого определяем оптимальную температуру питательной воды, получение которой перед подачей воды в ПГ обеспечивает максимально возможный эффект от регенерации тепла.

Оптимальная температура питательной  воды на входе в ПГ

t_пв^опт = t₃ + 0,8(t₄ – t₃) z /( z + 1), ^оС,

где t₃ = t₃ +3…4 ^оС =36 ^оС  - температура питательной воды на входе в систему регенерации;

t₄ = t_пг =280 ^оС – температура питательной воды на входе в испаритель ПГ;

z = z_вп +1 = 8 - число подогревателей воды в системе регенерации (в том числе деаэратор).

Тогда получим

t_пв^опт = 32 + 0,8 × (280 – 36) ×8 /(8 + 1) = 209,5 ^оC.

Температура греющей  среды на входе в ПВД-7

t_гр = t_пв^опт + dt = 209,5 + 3,5 = 213 ^оC.

Греющая среда  такого водоподогревателя - влажный  пар, поэтому по  температуре греющей  среды можно оценить ее давление.

р_гр = р_s(t=213,0 ^оC) = 2,0251 МПа.

В нашем  случае значение ΔР составляет:

Для ПВД-7 – 3%;

       ПВД-6 – 4%;

       ПНД-5 – 6%;

       ПНД-4 – 7%;

       ПНД-3 – 8%;

       ПНД-2 – 9%;

         ПНД-1 – 10%.

Давление греющего пара в первом отборе (на ПВД-7) с учетом потери давления в подводящем трубопроводе составляет:

Рот1 = 1,03 ∙ 2.5533 = 2,6298 МПа.

 

Принято решение подключить ПВД-7 на выход 2-ой ступени ЦВД (1-ый отбор) с давлением в отборе: р_вых ^{2ст. цвд} = 2,1МПа.

Оптимальное давление пара в отборе на деаэратор

р_от.д.^опт=1,4 × р_д =1,4 × 0,7=0,98 МПа.

Принято решение  подключить деаэратор на выход 4-ой ступени ЦВД с давлением в  отборе

 

 р_вых^4ст.цвд =0,98 МПа.

Применительно к принятой в расчет энергоустановки указанные  степени нагрева питательной  воды в подогревателях составляют:

- общий нагрев питательной  воды в системе регенерации

Dt_рег = t_пв – t₃ = 209,5 – 36 =173,5 ^оC;

- повышение температуры  питательной воды в одном подогревателе

       Dt_вп = Dt_рег/z_вп =173,5/ 8 = 21,6875 ^оC;

 

- повышение температуры  питательной воды после деаэратора  (в подогревателях ПВД)

     Dt_Sпвд = t_пв – t_s^д (р = 0,7 МПа) = 209,5– 164,96 = 44,54 ^оC;

- повышение температуры  питательной воды в одном ПВД

Dt_пвд = Dt_Sпвд/z_пвд = 44,54/ 2 = 22,27 ^оC;

- повышение температуры  питательной воды до ПВД (все  ПНД и деаэратор)

Dt_Sпнд = t_s^д – t_вх.пнд1 = 164,96– 36 = 128,96 ^оC;

- повышение температуры  питательной воды в одном подогревателе  системы регенерации низкого  давления

Dt_пнд = Dt_Sпнд /(z_пнд + 1) =128,96 / 6 = 21,4933 ^оC.

Таким образом, равномерность  нагрева питательной воды в системе регенерации в целом, на участке ПВД и до ПВД достаточно близки.

Параметры теплообменивающихся сред в водоподогревателях при равномерном  нагреве питательной воды сводятся в таблицу 3.2.

 

Таблица 3.2 – Параметры теплообменивающихся сред в ВП при равномерном нагреве               питательной воды

 

ВП	Температура питательной  воды на выходе из ВП, 0С	Нагрев воды в ВП, 0С	Температура насыщения  греющего пара в ВП, 0С	Давление насыщенного  греющего пара в ВП, МПа	Потеря давления в  подводящем паропроводе, %	Давление пара в отборе, МПа
ПВД-7	209,5	22,27	213	2,0251	3	2,09
ПВД-6	187,23	22,27	191	1,283	4	1,334
Д	164,96	21,49	164,95	0,7	40	0,98
ПНД-5	143,47	21,49	147	0,4389	6	0,4652
ПНД-4	121,98	21,49	125	0,2321	7	0,248
ПНД-3	100,49	21,49	104	0,11668	8	0,126
ПНД-2	79	21,49	79	0,0454	9	0,05
ПНД-1	57,51	21,51	57,5	0,0177	10	0,019

 

В результате разрабатывается окончательный вариант значений параметров пара в проточной части турбины и в водоподогревателях, который представляют в таблице 3.3.

 

В расчетной установке  схемы слива дренажей приняты:

 

-из ПВД-7 каскадно в  полость греющей среды ПВД-6;

-из ПВД-6 каскадно в  деаэратор;

-из ПHД-5 насосом сепарата  сепаратора в  деаэратор;

-из ПHД-4 каскадно в  полость греющей среды ПНД-3;

-из ПHД-3 каскадно в полость греющей среды ПHД-2;

-сепарат из сепаратосборника  насосом в деаэратор;

- конденсат греющего  пара ПП1  каскадно в полость  греющей среды  ПВД-6;

- конденсат греющего  пара ПП2  каскадно за  ПВД-7.

В подогревателях ПВД-7 и  ПВД-6 предусмотрены встроенные охладители дренажа.

В подогревателях ПНД-3, ПНД-4 предусмотрены выносные охладители дренажа.

 

 

 

 

        Таблица 3.3 – Параметры пара в проточной части турбины и в ВП

 

Параметры пара в проточной  части турбины								Параметры среды в  водоподогревателе
Положение  точки в проточной части турбины	Давление, МПа	Степень сухости (или  температура, 0С	Энтальпия, кДж/кг	Теплоперепад на ступени  турбины, кДж/кг		Номер отбора	Назначение отбора	Потеря давления в  подводящем паропроводе Dр,%	Давление греющего пара в ВП р=рот/(1+Dр/100), МПа	Температура насыщения  греющего пара в ВП, 0С	Температура нагреваемой  воды на выходе из ВП tн = tг - dt, оС	Нагрев   питательной воды   в   ВП tн вых - tн вх  , оС
ЦВД
вход в 1 ст.	6,0	0,997	2778,8		-	-	ПП2	2	5,88	274,4	255	97,5
выход из 1 ст.	3,5	0,944	2703,22		75,58	-	-	-	-	-	-	-
выход из 2 ст.	2,1	0,910	2629,2		73,98	1	ПВД-7, ПП1	3	2,037	213,3	209,5	18,5
выход из 3 ст.	1,45	0,891	2576,64		52,6	2	ПВД-6	4	1,392	194,77	191,0	26
выход из 4 ст.	0,98	0,8735	2520,99		55,65	3	Д	40	0,7	164,96	164,96	11,9
выход из 5 ст.	0,6	0,856	2456,02		64,97	4	ПНД-5,ППСВ	6	0,564	156,43	153	30
ЦНД
вход в 1 ст.	0,58	/255/	2968,29	-		-	-	-	-	-	-	-
выход из 1 ст.	0,26	/184/	2834,82	133,47		5	ПНД-4, ПСВ2	7	0,2418	126,3	123	25
выход из 2 ст.	0,118	/118/	2710,88	123,94		6	ПНД-3, ПСВ1	8	0,1086	101,9	98	21,55
выход из 3 ст.	0,045	0,976	2586,11	124,77		7	ПНД-2	9	0,0401	76,45	76,45	20,8
выход из 4 ст.	0,018	0,944	2473,33	112,78		8	ПНД-1	10	0,016	55,6	55,6	19,6
выход из 5 ст.	0,05	0,906	2333,4	139,93		-	-	-	-	-	-	-

 

3.2.3 Компоновка системы теплофикации. Отбор пара на свобственные  нужды

 

Для рассчитываемого  энергоблока, согласно заданию, тепловая мощность системы теплофикации составляет 95 МВт. Принимаем тепловой режим сетевой воды t_СВ^ВХ = 70 ⁰С на входе в систему теплофикации, t_СВ^ВЫХ = 150, давление в системе р_св = 2,5 МПа. Количество сетевых подогревателей принимаем по прототипной установке    (рисунок 3.5).

 

 

Расчетная схема системы  теплофикации представлена на рисунке 3.5 .

 

Рисунок  3.5 - Расчетная схема системы теплофикации

 

            Расчетная схема рабочего контура приведена на рисунке 3.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3 Расчет рабочего  контура

 

3.3.1 расход пара на  систему теплофикации

 

С учетом принятой расчетной схемы системы теплофикации и точек ее подключения к рабочему контуру параметры теплообменивающихся сред сведены в таблицу 3.4.

 

Таблица 3.4 – Параметры теплообменивающихся сред в аппаратах системы теплофикации

 

Параметры	Наименование аппарата
	ПСВП	ПСВО 2ст	ПСВО 1ст
ГРЕЮЩАЯ СЕДА (греющий  пар)
Номер отбора пара	4	5	6
Давление среды в  точке отбора пара, МПа	0,6	0,26	0,118
Потеря давления пара в подводящем трубопроводе (по основным отборам пара), % (см.таблица 3)	6	7	8
Давление среды в аппарате, МПа (см.таблица 3)	0,564	0,242	0,109
Температура насыщения  в аппарате, 0С [t = tS(p)]	156,43	126,33	101.93
Энтальпия на входе в  аппарат, кДж/кг (см.таблица 3)	2464,02	2834.8	2710.88
Энтальпия на выходе из аппарата, кДж/кг [i = i¢(p)]	659,98	530,76	427.71
Коэффициент удержания тепла (значения соответствующие водоподогревателям системы регенерации – по эмпирической зависимости)	0.995	0.996	0.997
НАГРЕВАЕМАЯ СРЕДА (сетевая  вода)
Давление среды, МПа (принято  в расчет)	2,5	2,5	2,5
Температура на входе  в аппарат, 0С	120	90	70
Энтальпия на входе в  аппарат, кДж/кг [i = i(p,t)]	505,3	378,8	295,0
Температура на выходе из аппарата, 0С	150	120	90
Энтальпия на выходе из аппарата, кДж/кг   [i = i(p,t)]	633,4	505,3	378,8

Уравнение теплового  баланса системы теплофикации в целом.

0,995∙Gг(2456,02–  659,98) = 298,65(633,4 – 505,3);

G_ППСВ  = 21,4 кг/c.

Уравнение теплового  баланса основного подогревателя 2-й ступени

 

η_{псво2ст}[G^г1∙(I_вх.^г1 - I_вых.^г) + G^г2∙(I_вх.^г2 - I_вых.^г2)= G_н∙(I_вых.^н - I_вх.^н)

0,996[Gг1∙(2834,82 – 530,76) + 21,4∙(659,98 – 530,76)] = 298,65∙(505,3 – 378,8);

G_{ПСВО2ст.} = 15,262кг/с.

Уравнение теплового  баланса основного подогревателя 1-й ступени

 

η_{псво1ст}[G^г1∙(I_вх.^г1 - I_вых.^г) + G^г2∙(I_вх.^г2 - I_вых.^г2)]= G^н∙(I_вых.^н - I_вх.^н)

0,997[Gг1∙(2696,2 – 413,42) + (39,253+28,10)∙(530,76-413,42)] = 550.15∙(378.8-295);

G_{ПСВО1ст} =9,339 кг/с.

Расход дренажа в  линию основного конденсата между  ПНД-3 и ПНД-4

 

G_ПСВ = 21,4+15,262+9,339=46,01 кг/с.

3.2.3. Определение расхода пара на собственные нужды

В расчет принято Gсн=41 кг/с.

Отбор пара на CH – из отбора 3 :

Iсн =2520,99 кДж/кг.

Возврат Gсн1=14 кг/с – в деаэратор : Tcy1=130 °C;

Рсн1 = 0,882 Мпа; Iсн1  = 546,729кДж/кг.

Возврат Gсн2=27 кг/с – в главный конденсатор :

Рсн1 = Р_гк= 5 кПа; Iсн2= I' = 137,77кДж/кг.

3.2.4. Определение расхода пара на протечки

В расчет принято Gпр=0,004∙Gт

Отбор на протечки – свежий пар : Iпр= Iпг=2778,8 кДж/кг.

Возрват протечек в главный  конденсатор: Iпр=137,77 кДж/кг.

.

 

3.3.3 Уравнения материальных балансов рабочего контура

 

 

G_т   - расход пара на входе в ЦВД.

G_пп1 - расход греющего пара на пароперегреватель 1-й ступени;

G_пп2 - расход греющего пара на пароперегреватель 2-й ступени;

G_от1 - расход греющего пара отбора №1 (на ПВД-7);

G_от2 - расход греющего пара отбора №2 (на ПВД-6);

G_от3 - расход греющего пара отбора №3 (на деаэратор и СH);

G_от4 - расход греющего пара отбора №4 (на ПHД-5 и ПСВП);

G_от5 - расход греющего пара отбора №5 (на ПHД-4 и ПСВО 2ст);

G_от6 - расход греющего пара отбора №6 (на ПHД-3 и ПСВО 1ст);

G_от7 - расход греющего пара отбора №7 (на ПHД-2);

G_от8 - расход греющего пара отбора №8 (на ПHД-1);