Выбор и обоснование системы технического водоснабжения

Введение

Описание конструкции Билибинской АЭС

Постановка задачи дипломного проектирования

2 Тепловой расчёт ЯЭУ

Целью теплового расчета ЯЭУ является определение параметров рабочего тела в характерных точках тепловой схемы, определение расхода рабочего тела, распределение тепла по контуру АЭС, определение паропроизводительности и основных параметров рабочих сред в реакторе и барабане – сепараторе.

Составление тепловой схемы

В тепловую схему АЭС входит основное оборудование АЭС, удовлетворяющее требованиям надежности, безопасности и экономичности. На тепловой схеме показаны все расходы теплоносителя и рабочего тела по элементам паротурбинной установки и дренажи, принятые в проекте [1].

Тепловая схема АЭС с ЭГП-6 представлена на рис. 2.1.

Тепловая схема АЭС классифицируется по числу контуров на: одно, двух, трехконтурные. Расчет дипломного проекта построен на одноконтурной тепловой схеме АЭС. Большим преимуществом одноконтурных АЭС является их простота и мешьшая стоимость оборудования по сравнению с АЭС, выполненными по другим схемам, а недостатком – радиоактивность теплоносителя, что выдвигает дополнительные требования при проектировании и эксплуатации паротурбинных установок АЭС.

Вода от питательного насоса поступает в опускные трубы барабана-сепаратора и, смешиваясь с контурной водой, через коллектор по подводящим трубам направляется в ТВС. В активной зоне реактора (в ТВС) происходит нагрев и частичное испарение воды. Пароводяная смесь, образованная в активной зоне реактора, по отводящим рабочим трубопроводам поступает в барабан-сепаратор, где происходит сепарация пара. Из сепаратора насыщенный пар при давлении 5,88 – 6,08 МПа (60 -62 кгс/см2) поступает непосредственно в турбину. После турбины влажный пар влажностью не более 13-14% попадает в конденсатор, откуда, согласно тепловой схеме энергоблока, подается конденсатным насосом в подогреватель низкого давления. Нагретый в подогревателе низкого давления конденсат направляется в атмосферный деаэратор, после которого питательные насосы возвращают воду в опускные магистральные трубопроводы барабана-сепаратора основного циркуляционного контура реакторной установки.

Описание конструкции, назначение и технические характеристики элементов реакторной установки ЭГП-6

Ядерный реактор ЭГП-6

Условия сооружения, работы и обслуживания, а также специфика района размещения Билибинской АЭС предопределили следующие требования к реакторной установке и к её оборудованию:

- повышенная надежность в работе в сочетании с максимальной простотой обслуживания и управления;

- повышенная защищенность реакторной установки от повреждений в аварийных ситуациях;

- систематическая работа реакторной установки в режиме переменных нагрузок;

- блочность с обеспечением оптимальных весогабаритных характеристик поставляемого оборудования, обеспечивающая сведение доделочных и монтажных работ на объекте до минимума.

Тепловая мощность реакторной установки была выбрана из условия, что электрическая мощность одного энергоблока в связи с малой общей мощностью ЧБЭУ не должна превышать 12 МВт. Внезапное отключение такого блока не вызывает «развала» энергосистемы. С учетом теплофикационных отборов пара необходимая паропроизводительность реакторной установки была определена в 95,5 т/час при температуре питательной воды 104°С, что соответствует тепловой мощности реакторной установки 62 МВт.

В результате анализа особенностей конструкции, технико-экономических показателей и опыта эксплуатации было принято решение о применении на Билибинской АЭС в составе реакторных установок канальных водографитовых реакторов с трубчатыми твэлами на основе совершенствования конструкций и режимов теплосъема прототипов – реакторов Первой АЭС (АМ) и первой очереди Белоярской АЭС (АМБ). Условное наименование реактора – ЭГП-6 (энергетический, гетерогенный, петлевой). Тип реактора – водографитовый с трубчатыми твэлами. Основные характеристики реакторной установки приведены в таблице 2.2.1.1

Таблица 2.2.1.1

№ п/п	Характеристика	Номинальная величина
	Тепловая мощность, МВт
	Отпуск тепла, МВт	До 29
	Паропроизводительность при температуре питательной воды 104ºС , т/час	95,5
	Давление в барабан-сепараторе, МПа (кгс/см2)	5,88-6,08 (60-62)
	Расход воды через активную зону, т/час	»630
	Температура теплоносителя на выходе ТВС, ºС	274-276
	Давление пара перед стопорным клапаном турбины, МПа (кгс/см2)	5,78-5,98 (59-61)
	Степень сухости пара на турбину	0,995
	Среднее массовое паросодержание по реактору, %
	Паросодержание на выходе из наиболее напряженной ТВС, %

Характеристики активной зоны реактора ЭГП –6 приведены в таблице 2.2.1.2

Таблица 2.2.1.2

№п/п	Характеристика	Dеличина
	Диаметр, м	4,1
	Высота, м	3,0
	Количество ТВС в зоне, шт
	Загрузка урана, кг
	Масса урана в одной ТВС, кг	25,4±0,6
	Топливная композиция	Двуокись урана диспергированная в магниевой матрице
	Тип загружаемых ТВС	ТКД-3,0; ТКД-3,6; ТКТД-3,0
	Обогащение горючего по U235, %	3,0; 3,6
	Количество стержней СУЗ, шт в том числе: - стержней АЗ - стержней АР - стержней РР (с приводами РС-АЗ) - стержней РР (с приводами РР)
	Поглотитель	Бористая сталь, содержание В10 – 2 %
	Количество ячеек в ББЗ для размещения ИК, шт
	тип и количество штатных ИК, шт в том числе: - КНК-53М - КНК-56
	Количество установленных в активной зоне детекторов внутриреакторного контроля энерговыделения (ДПЗ), шт
	Замедлитель	Графит
	Теплоноситель	Кипящая вода

Описание конструкции реактора.

Реактор предназначен для организации необходимых условий протекания управляемой цепной самоподдерживающейся реакции деления тяжелых ядер, преобразования высвобождающейся при этом энергии в тепловую и отвода ее из реактора.

Конструкция реактора выполняет следующие функции:

- образует герметичный объем, в котором находится графитовая кладка, ТВС, каналы СУЗ составляющие активную зону реактора;

- обеспечивает тепловую и радиационную защиту во всех направлениях;

- образует силовую конструкцию, к которой крепятся все элементы реактора и которая воспринимает все нагрузки.

Работоспособность конструкции реактора подтверждена многолетним опытом эксплуатации РУ ЭГП-6, а также проведенными прочностными, нейтронно-физическими, теплогидравлическими и радиационными расчетами и данными стендовых испытаний отдельных элементов конструкции.

Конструкция реактора представлена на рисунке 2.2.1.1

Конструкция реактора по классификации систем и элементов АЭС относится к системам и элементам нормальной эксплуатации, важным для безопасности, класс безопасности 1Н по (ОПБ-88/97) ПНАЭ Г-01-011-97, категория сейсмостойкости 1 по НП-031-01.

Реактор состоит из верхней и нижней плит, кожуха с компенсатором температурных расширений, бака биологической защиты , тепловыделяющих сборок, каналов системы управления и защиты и спецканалов, трубопроводов охлаждения бака биологической защиты и нижней плиты, верхнего защитного перекрытия. Верхняя и нижняя плиты с приваренным к ним кожухом с компенсатором температурных расширений в осевом направлении образует первый барьер – герметизации внутреннего пространства, внутри которого размещена графитовая кладка реактора. Дно шахты реактора и ББЗ, соединенный с помощью герметизирующей обечайки с верхней плитой, образуют второй барьер внутриреакторного пространства.

Центральная часть кладки реактора (диаметром 4100 мм и высотой 3000 мм) образует активную зону, а периферийная – нижний, верхний и боковой отражатели. Кладка реактора опирается на нижнюю плиту, которая через опоры установлена на дно шахты реактора. Кладка реактора имеет цилиндрическую форму диаметром 6000 мм и высотой 5250 мм и является замедлителем и отражателем нейтронов, а также частью защиты от ионизирующих излучений. Таким образом, кладка уменьшает радиационное воздействие на несущие металлоконструкции, обеспечивая тем самым условия их длительной работоспособности. Для предотвращения образования коррозионной среды в реакторном пространстве применен графит, изготовленный по специальной технологии, которая обеспечивает пониженное содержание в нем хлоридов. Кладка реактора заключена в цилиндрический герметичный кожух, наполняемый для уменьшения выгорания графита при высоких температурах азотом под избыточным давлением 200 Па (20 мм вод.ст.).

Рисунок 2.2.1.1. - Конструкция реактора ЭГП-6. 1.Верхнее боковое перекрытие; 2.привод большого вращающегося перекрытия; 3.центральная рама с опорами; 4.центральное вращающееся перекрытие; 5.стояки; 6.привод малого вращающегося перекрытия; 7.опора катковая; 8.закладные части; 9.опорные узлы; 10.нижняя плита; 11.графитовая кладка; 12.канал СУЗ; 13.ТВС; 14.бак биологической защиты; 15.кожух кладки; 16.компенсатор кожуха; 17.верхняя плита; 18.групповые коллекторы с рабочими трубопроводами; 19.вентили запорные; 20.нижний слой защитного перекрытия.

В верхнюю плиту вварены стояки, через которые проходят ТВС, каналы СУЗ и каналы датчиков контроля энерговыделения . Над верхней плитой между стояками размещены трубопроводы подвода и отвода теплоносителя от ТВС, трубопроводы контура теплоотвода от каналов СУЗ, трубопроводы контроля герметичности оболочек ТВЭЛ, кабели и т.д. По обеим сторонам верхней плиты параллельно продольной оси реактора установлены раздаточные и сборные групповые коллекторы основного циркуляционного контура теплоносителя. В баке биологической защиты (ББЗ), у внутренней его стенки, сделаны 18 проходок для размещения в них ионизационных камер (ИК). Над верхней плитой размещено верхнее защитное перекрытие, отделяющее надреакторное пространство от центрального зала и состоящее из периферийного стационарного и центрального вращающегося перекрытий.

В конструкции реактора приняты следующие материалы:

– для труб, коллекторов и запорных вентилей индивидуальных трактов ТВС – сталь марки 08Х18Н10Т;

– для верхней, нижней плит и кожуха – углеродистая сталь марки 22К;

– компенсатора температурных расширений кожуха – легированная сталь марки 12ХМ;

– секций ББЗ – углеродистая сталь марки Ст3сп;

– змеевиков охлаждения нижней плиты и ББЗ – сталь марки 08Х18Н10Т;

– стояков ТВС и каналов СУЗ – сталь марки 08Х18Н10Т.

Указанные стали удовлетворяют всем условиям, в которых они работают, в том числе и при пониженных температурах, достигающих минус 600С.

При пуско-наладочных работах производится опресовка основного циркуляционного контура избыточным давлением гидроиспытаний на прочность Рпр.=8,73 МПа (89 кгс/см2), на плотность Рпл.=6,28 МПа (64 кгс/см2), нижней плиты и бака и биологической защиты давлением на прочность Рпр.=0,147 МПа (1,5 кгс/см2), на плотность Рпл.=0,098 МПа (1 гкс/см2).

В конструкции реактора предусмотрены все необходимые конструктивные элементы для обеспечения работоспособности систем реактора. В соответствии со схемой технологического и теплотехнического контроля предусмотрен контроль за температурой верхней и нижней плит, графитовой кладки, кожуха, ББЗ, а также за давлением в реакторном пространстве.

2.2.2 Турбина Т-12/12-60/2,5

Турбина паровая конденсационная Т-12/12-60/2,5 с одним регулируемым отбором пара и двумя нерегулируемыми номинальной мощностью 12 МВт, частотой вращения 3000 об/мин предназначена для непосредственного привода генератора типа Т-12-2 с воздушным охлаждением, а также для отпуска теплоты в количестве 25 Гкал/ч при графике сетевой воды 150/70 ⁰С.

Турбина разработана и изготовлена Брненским машиностроительным заводом в ЧССР. Генератор изготовлен Лысьвенским турбогенераторным заводом.

Основные характеристики турбины приведены в таблице 2.2.2.1

Таблица 2.2.2.1

Наименование параметра	Величина
Мощность на зажимах генератора, МВт
Давление свежего пара перед СРК, МПа (кгс/см2) (абс.): - номинальное; - максимальное	5,88 (60) 7,35 (75)
Влажность свежего пара (номинальная)	0,995
Температура свежего пара перед СРК, не более, 0С
Температура охлаждающей воды перед конденсатором, 0С: -минимальная,18оС (летом) 20оС (зимой)
Регулирующий отбор: - номинальное давление, МПа (кгс/см2) (абс.) - диапазон регулирования давления, МПа (кгс/см2) (абс.) - максимальный отбор, т/ч	0,25 (2,5) (0,098 – 0,39) (1 – 4)
Мощность на клеммах генератора при максимальном отборе (40 т/ч) из регулируемого отбора, МВт	6,5
Предельно допустимое давление в конденсаторе, МПа (кгс/см2) (абс.)	W = -0,4 кгс/см2 (0,6)
Номинальная температура питательной воды, 0С

Турбина предназначена для работы в моноблоке с реакторной установкой ЭГП-6 по диспетчерскому графику нагрузки с изменением мощности реактора 2-4 раза в сутки в диапазоне до 50 % N_ном, а также в режиме регулирования частоты в энергосистеме.

Отказы элементов системы, приводящие к закрытию стопорного клапана и останову турбины, вызывают срабатывание АЗ.

Пар из барабан-сепаратора пара РУ ЭГП-6 с давлением 5,88 (60) МПа (кгс/см²) (абс.) и температурой 274,3 ⁰С по паропроводу Dу 200 мм направляется в турбину. Турбина – одноцилиндровая, конденсационная, с одним регулируемым отбором и двумя нерегулируемыми. Проточная часть турбины камерой отбора разделена на ЧВД и ЧНД.

Первый нерегулируемый отбор используется только для отпуска пара на пиковый бойлер теплофикационной установки. Регулируемый отбор используется для отпуска пара на основной бойлер теплофикационной установки, на собственные нужды по пару блока (БКП) или АЭС (ОКП). Второй нерегулируемый отбор используется для отпуска пара на ПНД турбины. Та часть пара, которая направляется в ЧНД турбины, проходит через выносные сепараторы, расположенные с правой и с левой сторон корпуса турбины. В сепараторах степень сухости пара доводится до 0,995. Отработавший в турбине пар сбрасывается в поверхностный конденсатор, охлаждаемый технической водой, температура которой 18 ⁰С – летом, или 20 ⁰С – зимой, расход около 2800 м3/ч.

2.2.3 Барабан – сепаратор

Назначение барабана-сепаратора:

- разделение пароводяной смеси, поступающей из реактора, на воду и пар и осушка пара до требуемой сухости;

- создание запаса воды, необходимого для полного замещения пара на воду в подъемной части ОЦК при срабатывании аварийной защиты (~6 м3);

- предотвращение больших скоростей падения давления в контуре при резком набросе нагрузки на энергоблок (обеспечение требуемых динамических характеристик контура циркуляции);

- предотвращение захвата пара в опускные трубопроводы ОЦК.

По классификации систем и элементов АЭС барабан-сепаратор относится к системам и элементам нормальной эксплуатации, важным для безопасности, класс безопасности – 1Н по (ОПБ-88/97) ПНАЭ Г-01-011-97, категория сейсмостойкости 1 НП-031-01, группа качества «А» по ПНАЭ Г-7-008-89.

Конструкция барабан-сепаратора приведена на рисунке 2.2.3.1

Барабан-сепаратор представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд внутренним диаметром 1800 мм и длиной 11300мм с торцевыми эллиптическими днищами. Снаружи корпуса в один ряд под углом – 15 градусов к горизонтальной оси расположены шесть патрубков подъемных трубопроводов; на верхней образующей – восемь патрубков – пароотводов к коллектору острого пара, на нижней образующей шесть патрубков опускных трубопроводов.

На корпусе БС размещены также штуцера для подсоединения к уравнительным сосудам измерения уровня воды в сепараторе, аварийного слива воды в конденсатор, продувки и подсоединения к приборам теплового и химического контроля.

Внутри барабан-сепаратора пароводяная смесь поступает в шесть групповых раздаточных коллекторов прямоугольного сечения, к которым присоединены циклоны (по 4 к каждому коллектору). Влажный пар, поступающий из циклонов, окончательно осушается в жалюзийном сепараторе, установленном в верхней части барабана, а затем, через потолочный дырчатый лист и отводящие трубопроводы отводится в коллектор острого пара, а далее на турбину. Питательная вода, минуя барабан-сепаратор, подается через смесительные устройства в опускные магистральные трубопроводы.

По условиям прочности толщина цилиндрической части корпуса барабана с учетом плакировки 4 мм составляет для третьего блока 79 мм.

В днищах имеются люки-лазы для доступа персонала во внутреннюю полость корпуса при монтаже внутрикорпусных сепарационных устройств и проведения эксплуатационного обслуживания.

Материал корпуса БС – листовая котельная сталь марки 22К, плакированная с внутренней стороны аустенитной сталью марки 08Х18Н10Т методом взрыва, сепарационных устройств и патрубков, к которым приваривают магистральные трубы ОЦК – аустенитная сталь марки 08Х18Н10Т.

Барабан-сепаратор лежит на двух подвесных опорах. Каждая опора состоит из двух подвесок и опорной подушки, которая приваривается к БС.

Подвесные опоры крепятся к несущим балкам строительных конструкций. Для закрепления БС от перемещений при действии продольных и поперечных внешних нагрузок служит упор, состоящий из рамы, штыря и подставки. Рама приваривается к несущей балке, а подставка к БС. Контроль измерений температуры металла БС в режимах пуска–останова и расхолаживания блока, а также при исследовании аварийных режимов осуществляется поверхностными термопарами (15 точек), показания которых выведены на электронный регистрирующий 24-х точечный потенциометр ЭПП-09.

Контролируемое измерение уровня воды в БС = 400…–600 мм в трех независимых указателях уровня.

Барнаульский котельный завод (изготовитель и поставщик БС) ограничивает температурный режим БС следующими условиями:

- разность температур между верхней и нижней образующими и вдоль образующей не должна превышать 400С.

- контроль за скоростью разогрева БС необходимо проводить по температуре теплоносителя. Скорость роста температуры теплоносителя не должна превышать 0,50С/мин.

- при останове график падения давления должен обеспечивать постоянную скорость снижения температуры насыщения, не более 1,50С/мин.

В связи с вышеизложенным регламент пуска и расхолаживания РУ предусматривает полный залив БС.

Теплоизоляция БС произведена матрацами из стекловолокон толщиной 75 мм в два слоя.

2.2.4 Конденсатор

2.2.5 Конденсатный насос

2.2.6 Система регенерации

2.2.7 Деаэратор

Деаэратор устанавливается в конденсатно−питательном тракте для подогрева воды до температуры кипения с целью удаления газов (О₂, СО₂ и другие), которые вызывают коррозионные процессы материала трубопроводов конденсатно-питательного тракта .

Вместимость деаэраторного бака, рассчитана на работу энергоблока при питании парогенератора на номинальном режиме в течение трех минут с 10% резервом. В соответствии с ГОСТ 16860 изготавливаются деаэраторы повышенного давления (тип ДП), атмосферные (тип ДА), вакуумные (тип ДВ). В дипломном проекте выбран деаэратор типа ДП, что позволяет исключить вскипание воды перед питательными насосами в случае резкого и значительного снижения нагрузки турбины.

Применяются две основные схемы питания деаэраторов паром:

- деаэратор является самостоятельной ступенью регенеративного подогрева конденсата и подключается к отдельному отбору турбины;

- деаэратор является предвключенной ступенью регенеративного подогрева и питается паром из камеры отбора.

В дипломном проекте деаэратор является самостоятельной ступенью регенеративного подогрева конденсата.

Принципиальная схема работы термического деаэратора представлена на рис.2.2.7.1

Рис.2.2.7.1. Принципиальная схема деаэрационной колонки.

1-подвод основного потока конденсата; 2-подвод дренажа от ПВД; 3-подвод конденсата от испарителя; 4-штуцер для отвода выпара; 5-подача греющего пара; 6-тарелки с отверстиями;

7- деаэраторный бак; 8-уровень питательной воды в баке.

2.2.8 Питательный насос

Питательные насосы, подающие питательную воду в парогенерирующую установку, должны иметь напор выше давления в парогенерирующей установке на величину гидравлического сопротивления питательного тракта .

Существуют три схемы включения питательных насосов:

1) одноподъемная;

2) одноподъемная с бусторным насосом;

3) двухподъемная.

При одноподъемной схеме все сопротивление питательного тракта преодолевается одним насосом, и ПВД рассчитаны на полное давление, развиваемое насосом. При двухподъемной схеме сопротивление ПВД преодолевается насосами первого и второго подъемов. При одноподъемной схеме с бусторным насосом последний служит для создания подпора питательному насосу.

В качестве привода питательного насоса используются электропривод или турбопривод.

Принят питательный насос с одноподъемной схемой включения и электроприводом потому, что электропривод наиболее прост в эксплуатации и поэтому более распространен, а использование турбопривода подразумевает дополнительный отбор пара из турбины. Конструкция питательного насоса совпадает с конструкцией конденсатного насоса, за исключением того, что на валу ротора установки установлен разгрузочный диск.

Достоинством выбранного насоса является надежность, а недостатком – низкая экономичность.

Производительность насоса регулируется изменением числа оборотов. У электропривода это происходит через гидромуфты.

Количество и производительность питательных насосов выбираются из условия обеспечения 100 % - ой производительности парогенерирующей

установки с обязательной установкой одного резервного насоса с автоматическим запуском посредством автоблокировки.

Схема включения питательного насоса в питательном тракте показана на рис. 2.2.8.1

Рис.2.2.8.1 Схема включения питательного насоса.

1-питательный насос.; 2-деаэратор

В дипломном проекте принят один рабочий питательный насос

Выбор и обоснование системы технического водоснабжения

Техническое водоснабжение предназначено для охлаждения конденсаторов турбин, воздухоохладителей, маслоохладителей и теплообменников машинного зала. Существуют три схемы технического водоснабжения :

1) прямоточная с забором холодной воды из естественного источника (море, река, озеро, водохранилище и т.п.) и сбросом в него нагретой воды; при этом следует учесть, что повышение температуры в источнике не должно превышать 5 ºС летом и 3 ºС зимой; для этого запас воды источника должен в 3 – 4 раза превышать потребности станции в охлаждающей воде;

2) циркуляционная, замкнутая (оборотная) схема, когда техническая вода проходит через теплообменные устройства многократно; в состав входят охладители технической воды: пруды, брызгальные бассейны, градирни;

3) смешанная схема, когда возможно применение схем прямоточного и замкнутого водоснабжения.

В дипломном проекте принята прямоточная схема с забором холодной воды из реки потому, что такая схема наиболее простая и обеспечивает максимальную эффективность, т.е. самый глубокий вакуум в конденсаторе.

На берегу реки устанавливается береговая насосная станция для забора воды, а сброс отработавшей воды осуществляется ниже по течению от насосной станции.

Перед входом на всасывающие насосные агрегаты выполняются защитные устройства для недопущения попадания крупных предметов.

Для уменьшения напора, развиваемого циркуляционными насосами, и уменьшения расхода электроэнергии на собственные нужды на линии сброса нагретой воды устанавливаются сифонные устройства.

В качестве насосов технической воды приняты одноступенчатые центробежные насосы с электроприводом. Приняты два насоса со 100% - ой производительностью без резерва потому, что при выходе из строя одного из насосов второй обеспечивает 60 % производительности.

Достоинства системы:

- достигается наибольший вакуум в конденсаторе;

- простота и дешевизна;

- меньше расход жидкости на собственные нужды АЭС.

Недостатки:

- требуется большая площадь земли;

- необходимо предусматривать восполнение и убыль воды (резерв).

Прямоточная схема водоснабжения представлена на рис.2.2.8.

Рис.2.2.8. Принципиальная схема прямоточной системы

технического водоснабжения.

1-сетчатый фильтр; 2-циркуляционные насосы; 3-напорный водовод; 4-сливной сифонный колодец; 5-отводящий водовод; 6-переключательный колодец; 7-отводный канал; 8-водоотвод; 9-перепускной сливной канал; 10-конденсаторы турбин.

2.3 Расчёт параметров теплоносителя и рабочего тела

Исходные данные приняты в соответствии с заданием на дипломный проект:

- тип ядерного реактора: ЭГП-6;

- установленная электрическая мощность ЯЭУ: W_У =12 МВт.

- давление теплоносителя на выходе из ЯР: = 6,4 МПа;

- давление насыщенного пара в БС: Р_1t = 6,3 МПа;

- температура технической воды: t_ТВ = 20 ºС;

- давление в деаэраторе: Р_Д = 0,12 МПа.

Температура насыщения теплоносителя:

Температура насыщенного пара в БС:

Давление насыщенного пара на входе в БС:

,

где . Принято .

Давление теплоносителя на входе в ЯР:

;

Давление теплоносителя на выходе из БС:

;

Температура теплоносителя на выходе из БС:

;

Температура теплоносителя на входе в ЯР:

, получается при смешивании воды из барабана – сепаратора с питательной водой из конденсатно – питательного тракта, где – температура питательной воды.

Подогрев теплоносителя в АЗ ЯР:

;

Так как , то принято .

Температура насыщенного пара на выходе из ЯР:

.

Температура насыщенного пара на входе в БС:

.

Энтальпии теплоносителя:

- на входе в ЯР: .

- на выходе из ЯР: .

- на входе в БС: .

- на выходе из БС : .

Расчетная схема паротурбинного тракта на рис. 2.3.1, процесс расширения пара в турбине – на рис.2.3.2.

Рис. 2.3.1 Расчетная схема паротурбинного тракта.

Рис.2.3.2 Процесс расширения пара в турбине

Давление пара на входе в турбину:[А1]

.

Температура пара на входе в турбину:

где - снижение температуры пара при прохождении его от ПГ до турбины. Принято ).

Энтальпия пара на входе в турбину:

, т.к. процесс дросселирования пара идёт при .

Разделительное давление турбины:

.

Допустимая сухость при разделительном давлении:

- тихоходные турбины. Принято:.

Энтальпия пара при разделительном давлении:

.

Давление пара на входе в ЦНД турбины:

.

Температура пара перед ЦНД турбины:

где - для тихоходных турбин.

Энтальпия пара перед ЦНД турбины:

.

Подогрев технической воды в конденсаторе:

,

где - теплоемкость технической воды;

- теплота парообразования;

m = G_TB/D_K = 50 ÷ 60 - кратность охлаждения. Принята: m = 50.

Для давлений в конденсаторах 0,003…0,006 МПа величину теплоты парообразования принимаем:

=2430 кДж/кг – для тихоходных турбин.

Теплоёмкость технической воды принята: .

Перепад температуры в конденсаторе между рабочей средой и технической водой на выходе из конденсатора:

,

где – количество конденсаторов. Принято: .

- удельная паровая нагрузка конденсатора.

Принято: .

Температура рабочего тела в конденсаторе:

где: - подогрев технической воды в конденсаторе.

Давление в конденсаторе: .

Энтальпия конденсата в конденсаторе:

.

Давление пара на выходе из ЦНД турбины:

,

где – падение давления в выхлопном патрубке, соединяющем конденсатор с ЦНД. Принято .

Сухость пара на выходе из ЦНД турбины (точка Z):

- тихоходные турбины. Принято.

Энтальпия пара на выходе из ЦНД турбины:

Конденсатно-питательный тракт
Расчётная схема конденсатно-питательного тракта представлена на рис. 1.3.17.

Рис. 1.3.17. Расчетная схема конденсатно-питательного тракта

Степень регенерации в первом приближении:

.

Температура питательной воды в первом приближении:

,

где – коэффициент, учитывающий уменьшение количества пара, подаваемого на ВП при получении степени регенерации = 0,89 ÷ 0,91.

Принято .

Температура в деаэраторе:

.

Количество подогревателей высокого давления:

,

где:– рекомендуемый диапазон подогрева в ПВД.

Принято

Температура конденсата на входе в деаэратор:

,

где – рекомендуемый подогрев в деаэраторе.

Принято:.

Количество подогревателей низкого давления:

,

где – рекомендуемый диапазон подогрева в ПНД.

Принято: .

Действительное количество водоподогревателей:

Уточнённая степень регенерации:

.

Уточнённая температура питательной воды за ВП-8:

.

Напор питательного насоса:

где - гидравлическое сопротивление питательного трубопровода. Принято .

- гидравлическое сопротивление регулирующего клапана питания. Принято .

- гидравлическое сопротивление одного ВП с подводящими и отводящими трубопроводами. Принято .

Давление питательной воды на входе в ПГ:

.

Энтальпия питательной воды на входе в ПГ:

.

Средний подогрев питательной воды в одном ПВД:.

Условие - выполняется.

Средний подогрев рабочего тела в одном ВП низкого давления:

.

Условие - выполняется.

Давление конденсата за КН-II:

,

где .

Принято ;

- сопротивление одного ПНД.

Напор конденсатного насоса второго подъема КН-II (без подпора):

.

Напор конденсатного насоса первого подъема КН-I (без подпора):

, где – число эжекторов.

Принято ;

- сопротивление одного эжектора.

Принято ;

- сопротивление обессоливающей установки.

Принято ;

- сопротивление регулирующего клапана уровня.

Принято .

Параметры рабочей среды в конденсатно-питательном тракте представлены в таблице 1.3.1.

Таблица 1.3.1

Параметры рабочей среды в конденсатно-питательном тракте

Номер и тип ВП	Давление на выходе , МПа	Температура на выходе , ˚С	Энтальния на выходе , кДж/кг
ПВД - 7		229,26	987,8426
ПВД - 6	8,04	202,3	865,2584
ПВД – 5 (деаэратор)	0,9	175,35	742,962
ПНД - 4	1,1	155,35	655,6377
ПНД - 3	1,14	126,03	530,0755
ПНД - 2	1,18	96,70	406,1137
ПНД - 1	1,22	67,38	283,0974