"Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65 (3000 (Часть пояснительной к диплому) "

Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65/3000.

Постановка задачи.

Расчет тепловой схемы АЭС сводится к расчету стандартной турбоустановки.
Расчет приведен для турбоустановки К-500-65/3000, паровой турбины с мощностью 500 МВт для одноконтурной АЭС с реактором РБМК-1000.

Конечной целью расчета является определение электрической мощности и КПД турбоустановки при заданном расходе пара на турбину и заданной мощности теплофикационной установки.

Описание расчетной тепловой схемы.

Особенности тепловой схемы одноконтурной АЭС связаны с радиоактивностью паров. В любой схеме таких АЭС обязательно: во-первых, включение в тепловую схему испарителя для получения нерадиактивного пара, подаваемого на уплотнения турбины; во-вторых, использование промежуточного водяного контура между греющим паром и водой теплосети. Выполнение этих решений обязательно. Оба этих условий были реализованы в рассчитываемой тепловой схеме.

Производится расчет паротурбинной установки, в которой образование пара происходит в корпусе реактора блока АЭС с РБМК-1000. В барабан-сепараторе происходит разделение острого пара и воды. Острый пар подается на ЦВД турбины и двухступенчатый пароперегреватель (ПП2).

Турбина К-500-65/3000 состоит из одного двухпоточного ЦВД и четырех двухпоточных ЦНД. Отборы из ЦВД и ЦНД идут на регенеративные подогреватели, а также на подогреватели сетевой воды, деаэратор и испаритель. Для уменьшения поступления продуктов коррозии в реакторную воду, ПВД не устанавливаются. Охладители дренажей установлены после каждого ПНД (в данной схеме пять ПНД). Используем каскадного слива дренажей ПНД, которые сливаются в конденсатор. Конденсатный насос установлен по двухподъемной схеме: КН1 – после конденсатора, а КН2 – перед ПНД1.

Подогрев основного конденсата, проходящего последовательно через все ПНД, происходит в следующей последовательности: ПНД1 – 7 отбор, ПНД2 – 6 отбор,
ПНДЗ – 5 отбор, ПНД4 – 4 отбор, ПНД5 – 3 отбор. Также происходит подогрев сетевой воды: Б1 – 5 отбор, Б2 – 4 отбор, БЗ – 3 отбор, Б4 – 2 отбор. За счет 2 отбора происходит деаэрация, а также парообразование нерадиактивного пара в испарителе.

Между ЦВД и ЦНД установлен сепаратор и двухступенчатый пароперегреватель.
Дренаж после сепаратора сбрасывается в ПНДЗ, после ПП1 и ПП2 в деаэратор.

От естественных примесей воды реактор одноконтурной АЭС надежно защищает
100 % - ная конденсатоочистка. БОУ установлен перед КН2, после КН1 установлены основной эжектор и эжектор уплотнений.

Расчетная схема ПТУ и h, s – диаграмма процесса в турбине.

Расчетная схема составлена на основе принципиальной схемы, разработанной заводом-изготовителем (ХТГЗ). Исходные данные по параметрам отборов турбины
К-500-65/3000 были взяты из [1] и сведены в табл 0.4.-1. Некоторые числовые данные были взяты из [4], проекта турбоустановки К-750-65/3000 (близкой по своим характеристикам к рассчитываемой). В табл. 0.4.-1 представлены данные о параметрах пара в отборах турбины. По таблице построена h, s – диаграмма процесса расширения пара в турбине (рис.2). В табл. 0.4.-2 представлены основные исходные данные.
Таблица 0.4.-1: Параметры пара в отборах турбины К-500-65/3000.
|Отбор |Давление |Ст. сухости |Энтальпия |Температура |
|i |pi, МПа |X |hi, кДж/кг |Тi,°С |
|0 |6.59 |0.995 |2770 |281.8 |
|1 |2.055 |0.900 |2608 |213.8 |
|2 |1.155 |0.880 |2544 |186.3 |
|3 |0.632 |0-.860 |2468 |160.9 |
|4 |0.348 |0.849 |2390 |138.7 |
|5 |0.142 |- |2852 |189.3 |
|6 |0.066 |- |2724 |122 |
|7 |0.026 |0.990 |2596 |65.9 |

Давление в конденсаторе: рк=0.004 МПа (hк=2416 кДж/кг).

Таблица 0.4.-2: Основные исходные данные.
|Характеристика |Численное |Размерность |
| |значение | |
|[pic] - расход пара на турбоустановку |793.1 |кг/с |
|[pic] - давление пара перед турбоустановкой |6.59 |МПа |
|[pic] - степень сухости пара перед |0.995 |- |
|турбоустановкой | | |
|[pic] - температура промперегрева |265.4 |оС |
|[pic] - давление в деаэраторе |0.69 |МПа |
|[pic] - давление в конденсаторе |0.04 |МПа |
|[pic] - тепловая мощность, отдаваемая в |22.2 |МВт |
|теплосеть | | |

Рис. 1: Тепловая схема ПТУ К-500-65/3000.

Рис. 2: Процесс расширения пара в турбине.

Таблица параметров и расходов рабочего тела.

При заполнении таблицы используем материал изложенный в [2]. Значения параметров рабочего тела, необходимые для расчета уравнений теплового баланса элементов схемы и заданные расходы, так же как и основные результаты расчета, удобно сводить в таблицу. Данные в строках 1, 2, 3 – номера отборов, давления и энтальпии в них вносятся из табл. 0.4.-1.
Давления в подогревателях (строка 4) рассчитываются по давлению в отборах с учетом гидравлических потерь по формуле:
- необходимое давление в точке турбины, из которой отбирается пар на подогреватель r:
[pic]
- относительная величина потери давления в паропроводе от турбины до подогревателя:
[pic] r – номер подогревателя по ходу воды, включая деаэратор.

В стоку 5 внесены температуры насыщения при этих давлениях. Строка 6 заполняется при наличии у подогревателя охладителя дренажа (указывается выбранный недогрев в нем). Температура дренажа (строка 7) при отсутствии охладителя дренажа равна температуре насыщения в подогревателе (строка 5), в противном случае температура дренажа рассчитывается по формуле:
[pic]

[pic] - температура среды на выходе из предыдущего подогревателя

(строка 11);

[pic] - значение min температурного напора в охладителе дренажа (строка

6).