1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 41
Текст из файла (страница 41)
3.1я. Зависимость выходная мощности ттрбсганвратсра от давления на вьлощв нв турбины (11. й Ф 4 юе е е е и ж ее ж"п~ Лплилли Еялпяумкме/ашв Ф и г. 3.13. Требования к бассвану Лпя охпанчщния кондансата (1). ной'1, 2 м. Ожидается, что потребуется восполщение воды за счет осадков в количестве 1йб см в год, или 2,7 ° 10а мэ. На фигуре не нашли отражение другие требования, связанные с работой электростанции, например требования к начальному оборудованию паровых скважин.
Циклы с хаяла(ей водой и е водой, находлк)ейел яод давлением. Рассматривались два метода переноса тепла от трещиноватой геотермальной'породы к турбино: цикл с водой под давлением (ЦВД) и цикл с кипящей водой (ЦКВ). В цикле с водой под давлением вся полость полностью заполняется водой и поддерживается при высоком давлении, чтобы не начиналось кипение.
В первичном контуре вода механически прокачивается через трещиноватую область и подается в тепло- обменник (котел), а затем снова возвращается в трещиноватую область. Во вторичном контуре пар образуется в котле и затем поступает в турбину. В цикле с кипящей водой в трещиноватой области образуется поверхность раздела пар — вода.
Питательная вода подводится к нкжней части трещиноватой области и по мере прохождения через нее превращается в пар. Этот пар подается непосредственно в турбину, а конденсат возвращается в трешиноватую область. В течение.эксцлуатации системы трещиноватая область будет постепенно заполняться водой. Пиклы ЦВД и ЦКВ имеют много общего.
Основные потери в обеих системах связаны с трением при протекании потока в трубопроводе и в трещиноватой. области. Из-за изменяюнбшся условий образования пара необходимо рассчитывать, любое устройство на наиболее тяжелый режим работы как в начале, так и в конце эксплуатации; например, любой паропровод должен быть рассчитан таким образом, чтобы он мог выдерживать высокие давления пара на начальном этапе эксплуатации и был бы способен пропустить большие расходы пара в конце эксплуатации. Основой для сравнения этих двух систем явля» ются образование накипи и связанная с этим радиоактивность, а также стоимости насосов, трубопровода и теплообменника. В ЦВД используется котел для производства относительно чистого пара, который поступает затем в турбину и конденсатор.
Следовательно, могут использоваться стандартные турбина и конденсатор. Однако для котла потребуются большие допуски на размеры и специальные материалы для компенсации значительного накипеобраэования. Кроме того, поскольку условия дросселирования со временем ухудшаются, количество тепла, передаваемое в конденсатор, возрастает к концу цикла в два с половиной раза, что также требует увеличения размеров котла. Безусловно, энергия, требуемая для прокачки в ЦВД, зависит от размера используемого трубопровода.
Любая система должна быть оптимизирована для обеспечения баланса между энергией на прокачку, 208 Глава 3 Ппоушвроивя прогрвиыв использования яяврных взрывов 209 размером трубопровода и размером котла. Для рассматриваемой электростанции энергия на прокачку не должна превышать 10ьь от полезной мощности электростанции при допустимых размерах трубопровода, При использовании ЦКВ уменьшается количество накипи и радиоактивности, которые выносятся на поверхность летучими газами и небольшим количеством других материалов, которые выносятся паром или растворены в паре.
Примеси, которые достигают паверхностн в ЦКВ, должны пройти через турбину и конденсатор поверхностного типа и должны быть возвращены с конденсатом в трещиноватую область. Первостепенную важность приобретают корродирующее воздействие геотермального пара на турбину и образование накипи. До дросселироваиия в турбине необходимо обеспечить довольно тщательную очистку пара. Как и в случае котла в ЦВД, конденсатор в ЦКВ должен быть сконструирован с запасом для обеспечения дополнительной передачи тепла на конечном этапе эксплуатщщи.
Геотермальный пар также может иметь относительно высокое содержание неконденсирующихся газов. При содержании 1 вес.Зь газа в паре потребуется увеличение цлощади поверхности на 504 по сравнению с поверхностью стандартного конденсатора. Кроме того, потребуется применение конструкций из нержавеющей стали и увеличение размеров трубы, учитывающее последующее накипеобразоваиие, с тем, чтобы увеличить периоды действия установки между операциями очистки труб. В ЦКВ статическое давление в линии с питательной водой обеспечивает давление в системе. Поскольку основные термодинамические потери в ЦКВ являются функцией потерь в трубопроводе, концом эксплуатации полости считается тот момент, когда давление насыщения пара при температуре на выходе из полости станет равным перепаду давлений в трубопроводе плюс давление на входе в турбину.
Предварительные анализы ЦКВ и ЦВД показывают, что оба ови технически возможны. В ЦВД для первичного контура необходимы насосы и парогенератор, но, с другой стороны, при использовании этого метода требуется меньшая выхлопная линия и можно работать с чистым вторичным контуром, в котором можно использовать недорогой барометрический конденсатор. Зкономические преимущества одной системы перед другой не ясны, однако если перенос радиоактивности и кремнезема на поверхности теплообменника в ЦВД окажется значительным, использование ЦКВ позволит уменьшить этот перенос на много порядков.
Зто обусловлено низкой растворимостью всех веществ в паровой фазе. Именно по этой причине ЦКВ был выбран для детального анализа. Анализ яоиврь в овоивмв. При проектировании системы транспортировки пара для ЦКВ ухудшение его термодинамических характеристик в трубах должно компенсироваться применением труб большего диаметра с учетом стоимости. Существуют многочисленные схемы трубопроводов. Простейшей системой яцляется трубопровод с толщиной стенки, достаточной для выдерживания давления на начальном этапе эксплуатации, и с диаметром, достаточным для поддержания массового расхода в конце эксплуатации без Чрезмерного увеличения перепада давлений.
Вместо этой системы можно использовать линию высокого давления и малого диаметра для работы в начале эксплуатшши и линию низкого дацления и большого диаметра для работы в конце эксплуатации. Для выполневш детального параметрического анализа различных систем трубопроводов в случае цикла с кипящей водой была составлена программа для вычислительной машины, с тем чтобы рассчитать давления и температуры в различных точках системы, соответствующие данным условиям дросселирования (давление, энтальпия, массовый расход) и размерам трубопровода. Перепады давлений в трубопроводах были рассчитаны с использованием хорошо известного соотношения Муди с численным коэффициентом 0,02. Перепад давлений в обьеме, от которого отбирается тепло, рассчитывался с помощью закона Дарси в предположении цилиндрической'геометрии и проницаемости 0,5 дарси.
Расчеты были выполнены для интервала параметров, представленных в табл. ЗЛ2. Влияние диаметра трубопровода на величину энергии, которую можно извлечь из трещиноватой области, показано на фиг. 3.16. Зти кривые были рассчитаны для идентичных условий дросселирования и длин трубопроводов. Для стопроцентного отбора энергии средняя конечная температура трещиноватой породы должна быть равной конечной температуре дросселирования.
Безусловно, что при наличии описанных выше потерь в системе 100~;ный отбор тепла никогда не будет обеспечен. Зти кривые указывают, что для данного диаметра выводящего трубопровода существует максимум извлекаемой энергии. Этот максимум не зависит от диаметра поверхностного трубопровода; при диаметре выводящего трубопровода 900 мм максимум соответствует диаметру трубопровода на поверхности свыше 1350 мм.
Подобное 14 Зак мало Таблица ЭЛ2 Параметры Значвння Условия дроссвякроввния Яавпвнив, МПа Знтвльпия, МДж/кг Массовый расход, кг/с Трубопровод кв поввркностя Длина, км Диаметр, м Ввртяквяьяыд трубопровод Длина, км Диаметр, м 15,6 — 0,34 3,1 -'2,72 252 — 504 0,81- 8,66 0,48 — 2,44 2,6 — 2,6 0,61 — 1,83 о 1 г в ' Яаямиии иа Висог, Лпуа 1Ч ВО ~ф 70 60 Ъ ф Я $ 4О 3 и вп чх гп 10 о 06 40 16 гп ,Оваивду иууйюувВЬж, йимикаишлу яи иивбиииаояи,м Интервалы параметров, дпя которых были выполнены расчеты Ф и г. 3.16. Доля иэвпвкавмой энергии в эависимости от диаметра трубо- провода.
пропожвнного по повврхности 1! 1. Дквмвтр вываляв!ого трубопровода: 1 — 610 мм; 2 — 016 мм! Э вЂ” 1220 мм; 4 — 1626 мм; 5 — 1630 мм. Пяоушврсквя программа использования ядерных вэрывов 211 и! вп 70 Вп И 60 40 ч4 ч вп чт го Ф и г. 3.1 7. Доля иэапвкавмой энвргни а эванс«мости от давпвиия дроссв- лирования 11 1 этому семейство кривых можно получить для каждого набора условий дросселирования и длин трубопроводов. Эти кривые дают необходимую информацию для выбора системы трубопроводов, обеспечивающей минимальные энергетические затраты. На фиг. 3.17 представлены относительные значения энергии, извлекаемой из полости на разных стадиях работы турбины.
Зти две кривые были рассчитаны для идентичных условий дросселирования и длин трубопроводов. Кривая, соответствующая диаметру 460 мм на фиг. 3.17, заканчивается при давлении дросселирования 2,6 МПа и значении отбираемой энергии 33,6%. физически зто означает, что при данных массовых расходах и длинах трубопровода, которые использовались в расчетах, нельзя получить давления дросселирования менее 2,2 МПа из-за того, что.в трубопроводе диаметром 460 мм слишком велик перепад давлений, обусловленный трением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
