2 факультет Эксплуатация теплоэнергетических объектов (Упрощенная тепловая схема АЭС)
2 -х контурные АЭС с турбинами • мощностью 500 МВт и • реакторами электрической мощностью 1000 МВт. Блок такой станции состоит из 1 -го реактора ВВЭР-1000 тепловой мощностью 3000 МВт, 4 -х петель с ПГ и двух турбин К-500 -60.
Принципиальная схема АЭС с турбинами К-500 -60 (упрощенная) 1 — реактор; 2 — ПГ; 3 — циркуляционный насос; 4 — компенсатор объема; 5 — регенеративный теплообменник; 6 — доохладитель; 7 — фильтр; 8— подвод добавочной воды в контур реактора (место ввода показано условно); 9 — теплообменник; 10— доохладитель; 11 — фильтр; 12 —турбина; 13 — электрический генератор; 14 — блочная обессоливающая установка (БОУ).
Параметры пара и теплоносителя Давление пара перед турбиной здесь поднято до 5, 9 МПа. Чтобы осуществить это, потребовалось повысить температуру теплоносителя и давление в 1 -м контуре АЭС. Температура теплоносителя на входе в реактор принята равной 288 °С, а на выходе — 322 °С, давление в контуре теплоносителя составляет 15, 7 МПа.
Характеристики турбин На рассматриваемой АЭС устанавливаются тихоходные турбины (n = 1500 об/мин). На турбинах с частотой вращения 1500 об/м длина лопатки последней ступени и средний диаметр ее могут быть существенно увеличены. Это даёт возможность при одних и тех же начальных и конечных параметрах и одинаковом числе выхлопов создать турбоагрегаты большей мощности.
Характеристика лопаток На рассматриваемой турбине длина лопатки последней ступени составляет 1450 мм, а средний диаметр ее — 4150 мм, в то время как на турбине К-220 -44 эти величины соответственно равны 1050 и 2550 мм. Столь резкое увеличение площади выхлопного сечения позволило выполнить турбину с одним двухпоточным ЦНД.
Вспомогательные системы Турбина имеет 7 -мь регенеративных отборов. Деаэратор подключен к 3 -му отбору по ходу пара и составляет вместе с поверхностным подогревателем этого отбора одну ступень подогрева. Так же как на блоке с турбиной К-220 -44, все ПВД имеют встроенные охладители дренажа. Охладители дренажа имеются также на линии между подогревателями П 1 и П 2, а также между подогревателями П 3 и П 4. После ЦВД турбины поток пара проходит сепаратор и двухступенчатый пароперегреватель. Давление пара на входе в ЦСД турбины составляет 1, 08 МПа, температура — 250 °С. Установка рассчитана на давление в конденсаторе Рк = 0, 0059 МПа. Температура питательной воды равна 226 °С.
БОУ Весь поток конденсата после конденсатора турбины пропускается через блочную обессоливающую установку (БОУ), поэтому конденсатные насосы устанавливаются в 2 -е ступени: • непосредственно после конденсатора и • за БОУ.
Привод питательного насоса турбинный. К приводной турбине подводится перегретый пар, отбираемый из потока после пароперегревателя. Отработавший пар конденсируется в конденсаторе приводной турбины, давление в этом конденсаторе поддерживается близким к давлению в конденсаторе турбины К-500 -60. На каждой турбине блока устанавливается 1 -н рабочий насос с турбоприводом. Таким образом, на блоке имеются два таких насоса. Оба насоса подают воду в один общий коллектор, от которого питаются все ПГ. КПД блока брутто составляет 33, 3%, КПД нетто— 31, 7%.
РБМК
РБМК-1000 Рабочие каналы реактора включены в два циркуляционных контура. В каждом контуре установлены два барабанасепаратора и 4 -е циркуляционных насоса. Так же как на АЭС с реакторами ВВЭР-1000, здесь в блоке имеются 2 -е турбины мощностью по 500 МВт. Турбина состоит из 1 -го 2 -х поточного ЦВД и 4 -х 2 -х поточных ЦНД. Частота вращения турбогенератора составляет 3000 об/мин, длина лопаток последней ступени равна 852 мм, а средний диаметр последней ступени — 2350 мм. В этих условиях при выбранной мощности турбоагрегата оказалось необходимым иметь 8 -мь выхлопов.
Тепловая схема блока одноконтурной АЭС с турбиной К-500 -65 (упрощённая) 1 — реактор; 2— барабан-сепаратор; 3 — турбогенератор; 4 — циркуляционный насос; 5 —регенеративный теплообменник; 6 — доохладитель; 7 — фильтр; 8 — испаритель; 9 — пар на уплотнение турбины; 10 — охладитель сепарата.
Параметры РБМК-1000 Начальное давление пара р0 = 6, 46 МПа (t 0 = 280, 4 °С), давление пара после промежуточного перегрева равно 0, 301 МПа, а давление в конденсаторе — 0, 0039 МПа.
Описание ЦВД и ЦНД турбины имеют по три отбора. Из 1 -го (по ходу пара) отбора ЦВД пар направляется на 1 -ю ступень пароперегревателя, в деаэратор и в испаритель, где генерируется пар, направляемый в уплотнения турбины; из остальных отборов — в регенеративные подогреватели низкого давления. Оптимальная температура питательной воды, определяемая из технико-экономических расчетов, не велика и регенеративный подогрев воды может быть закончен в деаэраторе. Поэтому подогревателей высокого давления в схеме нет. Температура питательной воды равна ~164° С.
Конденсат Весь конденсат турбины пропускается через БОУ, в связи с чем в схеме имеются 2 -е ступени конденсатных насосов. Все поверхностные регенеративные подогреватели имеют охладители дренажа. На блоке имеется сетевая подогревательная установка, максимальная тепловая нагрузка которой составляет 210 ГДж/ч. В сетевые подогреватели установки можно подавать пар от последних четырех отборов турбины. При этом вода, циркулирующая в промежуточном контуре, будет нагреваться от 80 до 160° С, а сетевая вода — от 70 до 150° С.
КПД с реактором РБМК-1000 В блоках с турбинами К-220 -44 и К-500 -65 давление Рс, при котором пар выводится из ЦВД на паросепаратор и промежуточный перегрев, значительно ниже значений Pc, опт, при которых обеспечивается максимальная тепловая экономичность установки. Низкая температура питательной воды и неоптимальное значение Рс сказались на значении КПД блока с реактором РБМК-1000, который оказался ниже, чем на АЭС с реактором ВВЭР 1000. КПД нетто электростанции с реактором РБМК-1000 равен 31, 3%.
Насыщенный пар и серийные турбины Как уже отмечалось, в настоящее время наибольшее распространение имеют крупные промышленные АЭС, работающие на насыщенном паре. Перегрев создается в том же реакторе, где образуется насыщенный пар. Поэтому рабочие каналы реактора подразделяются на две группы. В 1 -й группе тепло передается воде и пароводяной смеси, в другой — пару. Перегретый пар из этих каналов направляется непосредственно на турбину. При такой схеме АЭС на электростанции могут применяться серийные турбины, не отличающиеся от тех, которые работают на обычных паротурбинных установках (на органическом топливе).
Турбины большой мощности на перегретом паре могут применяться также на АЭС с реакторами с газовым и жидкометаллическим теплоносителями.
АЭС с газовым теплоносителем Такие электростанции получили широкое, применение в Великобритании, отдельные блоки построены также в США, Франции и других странах. Эксплуатируемые в настоящее время промышленные АЭС Великобритании — это станции с уран-графитовыми реакторами, работающими на естественном уране. Прототипом их является АЭС «Колдер-Холл» .
АЭС с высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами обладают рядом достоинств. На таких АЭС могут применяться турбины, работающие на обычных ТЭС. Возможность попадания радиоактивных веществ во второй контур практически полностью исключается, радиоактивные сбросы здесь могут быть резко снижены, жидкие радиоактивные отходы отсутствуют, а сбросы тепла в окружающую среду значительно меньше, чем на освоенных уже промышленных электростанциях других типов. Стоимость АЭС с ВТГР относительно велика.
АЭС с реакторами на быстрых нейтронах находятся в настоящее время в стадии промышленного освоения. В Советском Союзе такая электростанция построена в г. Шевченко (рис. 10. 13). Электростанция работает по 3 -х контурной схеме, установленный реактор на быстрых нейтронах имеет тепловую мощность 1000 МВт и при турбинах конденсационного типа может развивать электрическую мощность 350 МВт. Однако на АЭС установлены турбины с противодавлением, поэтому электрическая мощность её составляет 150 МВт. Отработавший в турбинах пар при давлении 0, 6 МПа подается на установки по опреснению морской воды.
Характеристики Теплоносителем в первом и промежуточном контурах является жидкий натрий. Теплоноситель входит в активную зону реактора с температурой 300 °С и нагревается в ней до 500 °С. Давление пара перед турбиной составляет 4, 4 МПа, температура — 430 °С. В реакторе и первом контуре теплоносителя давление равно ~1, 85 МПа. Поддерживается оно сжатым газом (аргоном). На АЭС установлены три турбины по 50 МВт каждая (турбина типа Р-50 -45/6).
Атомные теплоэлектроцентрали пока ещё не получили сколько-нибудь широкого распространения ни в Советском Союзе, ни в других странах. Однако отдельные АТЭЦ небольшой мощности уже имеются. Еще в 1974— 1976 годах была введена Билибинская АТЭЦ общей электрической мощностью 48 МВт. Теплофикационная нагрузка электростанции составляет 420 ГДж/ч. АТЭЦ состоит из четырех блоков. Электрическая мощность блока равна 12 МВт, тепловая мощность реактора — 62, 5 МВт. Начальное давление пара составляет ~6, 0 МПа.
Новые решения При разработке электростанции принят ряд новых решений. Так, АТЭЦ выполнена по одноконтурной схеме. При этом реактор канального типа включен в контур, в котором обеспечивается надежная естественная циркуляция, и все реакторы размещены в одном зале. Охлаждение циркуляционной воды проводится в воздушных радиаторах. Эти, как и многие другие, решения, принятые при разработке проекта электростанции и конструкции отдельных элементов, позволили существенно упростить схему электростанции, обеспечить большую надежность ее и облегчить условия эксплуатации. Блок Билибинской АТЭЦ конечно не явится прототипом будущих крупных атомных теплоэлектроцентралей, однако в отдаленных районах страны, где не требуются большие электрические и тепловые мощности, подобные электростанции безусловно будут строиться. Кроме того, некоторые проверенные здесь решения могут быть применены также на крупных АТЭЦ. Поэтому опыт, накопленный в процессе строительства и эксплуатации Билибинской АТЭЦ, имеет большое значение для развития комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на ядерном топливе.
Упрощенная принципиальная тепловая схема АЭС «Калькар» 1 —реактор; 2— теплообменник; 3 и 4 - соответственно циркуляционный иасос первого и второго контуров; 5 — ПГ; 6 — турбогенератор; 7 — вторичный пароперегреватель, обогреваемый теплоносителем второго контура.
ФИНИШ
Скачать презентацию 2 факультет Эксплуатация теплоэнергетических объектов Упрощенная тепловая схема
Тепловая схема АЭС.pptx