Расчет параметров пара в камерах отборов ЦВД
Расчет тепловой схемы блока АЭС с реактором ВВЭР и с ТУ
К-1000-60/1500-1 при частичной нагрузке
Выполнил:
ст. группы ТЯ-1108
Сорокин О.М.
Проверил:
проф. Киров В.С.
ас.Комарова Я. О.
Одессa 2015
ВВЕДЕНИЕ
Задание. Исходные данные. 2
1. Расчет параметров пара в узловых точках тепловой схемы ТУ в режиме частичной нагрузки.. 5
1.1.Расчет параметров пара в камерах отборов ЦВД.. 5
1.2.Расчет параметров пара в СПП при частичной нагрузке. 10
1.3.Расчет параметров пара в камерах отборов ЦCД в режиме ЧН.. 12
1.3.1.Расчет давления в конденсаторе при заданной температуре охлаждающей воды.. 12
1.4 Расчет параметров пара в камерах отборов ЦНД в режиме ЧН.....16
1.5.Построение процесса расширения в приводной турбине питательного насоса 17
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ТЕЛА В узловой точки ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ.. 20
2.1.Определение параметров греющего пара на входе в подогреватель. 20
2.2.Определение повышения энтальпии в конденсационных, дренажных и питательной насосах. 22
2.3.Расчет параметров основного конденсата на входе группы подогревателей низкого давления. 24
2.4.Расчет параметров основного конденсата, питательной воды и дренажа в подогревателях. 25
3. Материальный баланс турбоустановки.. 27
4. Расчет системы регенерации и расходов рабочего тела по элементам турбоустановки.. 29
5. Определение технико-Экономических показателей турбоустановки.. 47
5.1 Расчет мощьности турбоустановки. 47
5.2 Расчет тепловой экономичности турбоустановки. 50
Вывод.. 51
Список Литературы.. 52
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 8.050603.КП.08.20.ПЗ |
| Разраб. |
| Сорокин О. М. |
| Провер. |
| Комарова Я.О. |
| Реценз. |
| Н. Контр. |
| Утверд. |
| Расчет тепловой схемы блока АЭС с реактором ВВЭР и с ТУ К-1000-60/1500-1 причастичнойнагрузке |
| Лит. |
| Листов |
| ОНПУ ИЕКСУ ТЯ-1108 ОНПУ ИЕКСУ ТЯ-34534599349543111110101008 |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 8.050603.КП.08.20.ПЗ |
В курсовом проекте выполнен расчет тепловой схемы блока АЭС с реактором ВВЭР и с ТУ К-1000-60/1500-1;
Величина частичной нагрузки (N/Nном) = 0,78;
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор tов1= 16 °С;
Минимальный температурный напор между питательной водой на входеПВД и дренажом конденсата греющего пара – dtдр пвд = 7 °С.
Недостающие данные из справочников:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отборы при номинальной нагрузке:
|
Данные по конденсатору:
| Кратность охлаждения | m= | ||||||
| Число ходов охлаждающей воды | Z= | ||||||
| Число охлаждающих трубок | n= | ||||||
| Внутренний диаметр охлаждающих трубок | dвн= | 0,026 | м | ||||
| Площадь поверхности охлаждения | Fк= | м2 | |||||
| Число конденсаторов | Nк= | ||||||
| Давление пара в конденсаторе | Рк= | 3,9 | кПа | ||||
| Расход пара в конденсатор | Dк= | кг/с | |||||
| dк=Dк/Fк | dк= | 0,0103 | |||||
| Коэффициент чистоты трубок | а= | 0,8 | |||||
| Длина трубок | L= | мм | |||||
| Скрытая теплота конденсации | r= | кДж/кг | |||||
| Изобарная теплоемкость воды | Ср= | 4,19 | кДж/кг К | ||||
| Расход охлаждающей воды | Gох= | кг/с |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 8.050603.КП.08.20.ПЗ 8.050603.КП.10.21.ПЗ |
Расчет параметров пара в узловых точках тепловой схемы ТУ врежиме частичной нагрузки
Первое приближение для отношений D0/D00= 0,78. Сопоставляя полученный результат с заданием, расхождение в мощностях составляет 0,0692 %.
Так как расхождение в мощностях не более 0,1 % по сравнению с заданием, то в первом приближении D0/D00 = 0,78
Общий расход пара на ТУ (D) равен сумме расхода пара на турбину
(D0) и пароперегреватель ПП– Dпп.
Из первого приближение для отношений D0/D00 = 0,78 получим, что расход пара на турбину при ЧН D0= 1287 кг/с.
Расчет параметров пара в камерах отборов ЦВД
Давление пара перед первой ступенью турбины при НН, с учетом потерь давления в паровпускных устройствах турбины определяются по соотношению:
(1)
где Рсрк, Рпг, dPпар – давление перед регулирующим клапаном, давление в парогенераторе и потери в паропроводах.
По Рсрк и х0 определяем энтальпию, она же будет равна и энтальпии пара перед первой ступенью при НН так как при дросселировании h=const.
Рсрк = 5,76 Мпа;
hсрк = h00 = 2779 кДж/кг.
Давление пара перед первой ступенью турбины при НН, с учетом потерь давления в паровпускных устройствах турбины определяются по соотношению:
(2)
где, dPпву – потери давления в паровпускных устройствах, для ТУ мощностью более 500 МВт dPпву = 0,05.
Таблица 1.1Параметры пара перед 1-й ступенью ЦВД турбины при НН
| Параметры пара: | Р00, МПа | t00, °C | h00, кДж/кг | x00 | s00, кДж/кг*К | v00, м3/кг |
| Вход ЦВД | 5,53 | 274,3 | 0,995 | 5,9165 | 0,0341 |
Давление пара перед первой ступенью ЦВД при частичной нагрузке
определяется по формуле :
(3)
здесь Р0 – давление пара перед первой ступенью турбины при частичной
нагрузке; D0/D00 = N0/N00 – отношение расходов пара на входе в турбину, это
первое приближение, которое будет уточнено в конце расчета; х00 и х0 -влажность пара перед первой ступенью турбины (Т) при номинальной и частичной нагрузках, соответственно.
Для ускорения расчета давления перед первой ступенью ЦВД (Р0) воспользуемся таким макросом, построенном на основе VBA:
p0(p00, N/Nном, h00,δ) (4)
Здесь и далее указаны аргументы макросов с размерностями, в которых
надо вставлять их численные значения в таблицу, раскрывающуюся при обращении к макросу :
Р0 – давление перед первой ступенью Т при частичной нагрузке (ЧН), МПа;
Р00 – давление перед первой ступенью Т при номинальной нагрузке (НН), МПа;
N/Nном – заданная нагрузка ТУ в относительных единицах (о.е.), не в процентах;
h00 – энтальпия пара перед первой ступенью Т в режиме НН, кДж/кг;
d – заданная точность итерационных расчетов (0,001 и менее).
Таблица1.2Параметры пара перед 1-й ступенью ЦВД турбины при ЧН
| Параметры пара: | Р0, МПа | t0, °C | h0, кДж/кг | x0 | s0, кДж/кг*К | v0, м3/кг |
| Вход ЦВД | 4,542 | 274,3 | 0,988 | 5,89 | 0,034 |
Параметры пара за последней ступенью ЦВД определяется по аналогичной схеме.
Таблица1.3Параметры пара за последней ступенью ЦВД при НН
| Параметры пара: | Рz0, МПа | tz0, °C | hz0, кДж/кг | xz0 | sz0, кДж/кг*К | vz0, м3/кг |
| Послед. ЦВТ | 1,2 | 177,073 | 0.874 | 5,98 | 0,143 |
Макрос для расчета Pz в Excel при ЧН имеет вид:
pz(pz0, N/Nном, Sz0, δ) (5)
где, Pz – давление пара за последней ступенью турбины при ЧН, МПа;
Pz0 – давление пара за последней ступенью турбины при НН, МПа;
N/Nном – заданная нагрузка ТУ в о.е.;
hz0 – энтальпия пара на выходе из ЦВД при НН, кДж/кг;
d – заданная точность итерационных расчетов (0,001 и менее).
Таблица 1.4Параметры пара за последней ступенью ЦВД при ЧН
| Параметры пара: | Рz, МПа | tz, °C | hz, кДж/кг | xz | sz, кДж/кг*К | vz, м3/кг |
| Послед. ЦВТ | 0,936 | 171,2 | 2340,904 | 0,86 | 5,98 | 0.143 |
Давления в камерах отборов в ЦВД в режиме частичной нагрузки также
подлежат пересчету.
Таблица 1.5Параметры пары в камерах отборов ЦВД при НН
| Параметры пара: | P00, МПа | t00,°C | h00, кДж/кг | x00 | s00, кДж/кг*К |
| Вход в ЦВД | 5,76 | 274,3 | 2783.12 | 0,998 | 5,954 |
| I отбор | 2.87 | 231.56 | 2629,646 | 0,9066 | 5,954 |
| II отбор | 1.822 | 207.87 | 2542,796 | 0,8724 | 5,954 |
| III отбор | 1.122 | 185.09 | 2464,106 | 0,8465 | 5,954 |
Далее используя макрос для пересчёта давления находим параметры в камерах отборов ЦВД при ЧН.
Макрос Excel для определения давления в камерах отборов Т имеет вид:
pi0(p00отб, pz0, pzi, S00, S0, N/Nном, δ) (6)
где, Рi0 – давление в камерах отборов в режиме ЧН, МПа;
Р00отб – давление пара перед группой ступеней Т при НН, МПа;
Рz0 – давление пара за последней ступенью цилиндра при НН, МПа;
Pzi – давление пара за последней ступенью цилиндра при ЧН, МПа;
S00 – энтропия на входе цилиндра при НН, кДж/кг К;
S0 – энтропия на входе цилиндра при ЧН кДж/кг К;
N/Nном – заданная нагрузка ТУ в о.е.;
d – точность определения Pi0 в итерационном процессе, d≤0,001.
Таблица 1.6Параметры пары в камерах отборов ЦВД при ЧН в идеальном поцессе расширения
| Параметры пара: | P0, МПа | t0,°C | h0, кДж/кг | x0 | s0, кДж/кг*К |
| Вход в ЦВД | 4,454 | 258,1 | 0,9876 | 5,989 | |
| I отбор | 2.237 | 0,9056 | 5,989 | ||
| II отбор | 1.42 | 186,2 | 2531,113 | 0,8738 | 5,989 |
| III отбор | 0,937 | 166,3 | 2453,285 | 0,8492 | 5,989 |
Пересчет КПД ЦВД для частичной загрузки.
Для упрощения пересчета КПД для ЦВД используем также расчетный макрос для Excel который имеет вид:
etaoicvd(ηoiНН, h00, hz0, hz, γву, x00, xz0, x0, xz) (7)
где, etaoicvd – внутренний относительный КПД ЦВД при ЧН;
ηoiНН – внутренний относительный КПД ЦВД при НН;
h00, hz0, hz, – энтальпия пара на входе в ЦВД при НН, энтальпия пара на
выходе из ЦВД при НН, энтальпия пара на выходе из ЦВД при ЧН, соответственно, кДж/кг;
γву – коэффициент влагоудаления в проточной части ЦВД;
x00, xz0, x0, xz – степень сухости пара на входе в ЦВД при НН, на выходе
из ЦВД при НН, на входе в ЦВД при ЧН, на выходе из ЦВД при ЧН, соответственно.
В результате пересчета КПД для ЦВД при частичной нагрузке было получено значение ηоіцвд = 0.754
Определив значения параметров во всех отборах при идеальном расши-
рении пара, можно определить точки и параметры пара в них при расширении с учетом ранее полученного значенияηоіцвд для частичной нагрузки.
hiотб = h0–( h0 - his)×ηоіцвд (8)
где h0, his – энтальпии пара на входе в Т и в отборе при S = const.
Таблица 1.7Параметры пары в камерах отборов ЦВД при ЧН в реальном поцессе расширения
| Параметры пара: | P0, МПа | t0,°C | h0, кДж/кг | x0 | s0, кДж/кг*К |
| Вход в ЦВД | 4,454 | 258,1 | 0,9877 | 5,989 | |
| I отбор | 2.237 | 0,9191 | 6,042 | ||
| II отбор | 1.42 | 186,2 | 0,8937 | 6,074 | |
| III отбор | 0,937 | 166,3 | 0,8744 | 6,107 |