Конструкционные схемы тэс

Лекция №4

Конструкционные схемы ТЭС

ПГ ТЭС называются котельный агрегат или котельная установка. Любой ПГ - это теплообменный аппарат, передающий тепло от теплоносителя к рабочему телу, причем рабочее тело совершает фазовый переход. Главной задачей ПГ является: получение максимальных параметров пара при наименьшей его стоимости, при заданной температуре теплоносителя, обеспечении требуемой чистоты пара, срока службы материалов и надежности в переменных режимах работы.

Существуют принципиально две разные схемы получения пара:

Ø прямоточная (ПГ с ПЦ, К_ц=1);

Ø барабанная (ПГ с ЕЦ / МПЦ, К_ц>1)

При Р>Р_кр возможны только ПГ с ПЦ. Для воды, например, Р_кр=221,56 бар.

Котельный агрегат ТЭС

Котельный агрегат ТЭС представляет собой сооружение высотой до 40-70 м, теплоноситель является продуктом сгорания органического топлива с начальной температурой до 2000 ⁰С,  поэтому в принципе возможны любые начальные параметры пара, ограничения накладывает лишь прочность материала ПТО.

Рекомендуемые материалы

В котельных агрегатах базовых ТЭС важно обеспечить надежное охлаждение трубок поверхности теплообмена рабочим телом, так чтобы

Это выражение является основным условием для ПГ с высокотемпературным теплоносителем (ТЭС, АЭС, ВТГР). В ниже приведенной таблице указаны ориентировочные значения допустимых температур.

Примечание:

ВТГР – высокотемпературные газовые реакторы. В России таких реакторов нет, однако за границей они успешно используются и маркируютcя HTGR. В реакторах такого типа температура теплоносителя может достигать свыше 800 ¸ 900 ⁰С.  

При превышении t_доп возможен пережег или плавление. Температуру горения иногда называют температурой факела.

Принципиальная тепловая схема ПТУ ТЭС

Турбина

ЦВД - цилиндр высокого давления

ЦСД - цилиндр среднего давления

ЦНД - цилиндр низкого давления

Парогенератор:

ЭКО, ИСП – смотри ранее.

ПП – пароперегреватель начального перегрева;

ППП – промежуточный ПП.

Вспомогательное оборудование:

Г – электрогенератор;

К – конденсатор;

ЦН – циркуляционный насос;

КН – конденсатный насос (является источником попадания солей жесткости в цикл ПТУ, т.к. охлаждающая вода – это природная вода, то она содержит Ca, Mg, O₂, CO₂ и д.р. примеси. Давление этой воды выше, чем давление конденсирующего пара  );

2,4 бар0,03 – 0,04 бар

БОУ – блочная, обессоливающая установка (содержит химические фильтры, которые задерживают примеси, растворённые в конденсате, кроме газов. В конденсате присутствуют продукты коррозии турбины и трубопроводов);

ПНД, ПВД – рекуперативный прогреватель низкого и высокого давления;

Д – деаэратор (предназначен для очистки питательной воды от растворённых в ней газов, которые могут вызвать коррозию трубок в ПГ (удаляется из воды О₂ и СО₂ – коррозийно-агрессивные газы));

ПН – питательный насос;

ХВО – хим-водоочистка (предназначена для заполнения контура ПТУ химически обессоленной водой, а после пуска она восполняет утечки, т.е. потери рабочего тела, через неплотности соединений труб и через уплотнения валов насоса и турбины).

Тракт «К – ПНД - Д» - конденсатный тракт, а вода называется основным конденсатом – это на пит. вода.

Тракт «Д – ПВД - ПГ» - тракт питательной воды, пит. вода по содержанию примесей удовлетворяет химико-физическим нормам качества питательной воды по содержанию примесей.

ПВД и ПНД

Материалы трубок из латуни т.к. дешевле, у латуни коэффициент теплопроводности больше, чем у стали, но питательная вода из латуни растворяет окислы меди, которые в свою очередь откладываются на теплонапряженных участках ПГ. Это страшно для одноконтурных АЭС, а точнее будет сказать недопустимо. Яркий пример реактор РБМК.

В ПГ ТЭС, как правило, вводится дополнительная поверхность нагрева – это промежуточный ПП, на входе перегретый пар и на выходе перегретый пар.

ППП  до 540 ¸565⁰С при <600¸650⁰С

ПНД, Д, ПВД – регенеративный подогреватель, ­

ППП – повышается термический КПД

Бесплатная лекция: "3 Антагонизм в мире микробов" также доступна.

Особенности промперегрева на АЭС с ВВЭР и РБМК.

Особенности промперегрева заключаются в том, что температура теплоносителя ниже и изменяется в пределах 300¸320⁰С. А также:

1) нет начального перегрева;

2) для ППП нет подходящей температуры теплоносителя.

При расширении пара в цилиндре турбины увеличивается его влажность, она не должна превышать x_доп=0,85 (не допускать более 15% влаги), иначе эрозионный износ разрушит турбину. На выходе ЦВД устанавливается «С» - сепаратор, осушка пара до Х₀.Затем пар можно перегреть в поверхности теплообмена ПП1 и ПП2, но перегрев будет до температуры ниже чем t₀.