Конденсатор
Замкнутость пароводяного цикла тепловых электростанций предопределяет необходимость конденсации всего расхода пара, проработавшего в турбине. Этот процесс осуществляется в конденсационной установке при постоянном давлении за счет подогрева охлаждающей воды, температура которой ниже температуры насыщения пара.
Процесс конденсации может идти при любом давлении. Однако чем меньше температура отвода теплоты цикла (что соответствует более низкому давлению конденсации), тем выше тепловая экономичность паротурбинной установки при неизменных начальных параметрах, если при этом не возникают потери из-за необратимости протекающих процессов. Характеристики водяного пара таковы, что, добиваясь расширения пара в турбине до давлений, меньших атмосферного, можно увеличить теплоперепад в ней на 25—30 и даже 40 % в зависимости от начальных параметров пара. Поэтому основная задача конденсационной установки — установление и поддержание разрежения в выхлопном патрубке турбины, а тем самым и внутри конденсатора.
Схема конденсационной установки
На рисунке представлена схема конденсационной установки: 1 - пар из выходного патрубка турбины; 2 - поверхностный конденсатор; 3 - циркуляционный насос; 4 - конденсатный насос; 5 - пароструйный эжектор; 6 - подвод пара к эжектору; 7 - отсос паровоздушной смеси.
Из выходного патрубка турбины в паровой объем поверхностного конденсатора поступает пар, отработавший в турбине. Через трубки конденсатора циркуляционным насосом прокачивается охлаждающаяся вода. Образовавшийся конденсат стекает в нижнюю часть конденсатора и конденсатным насосом возвращается в цикл. Для создания разрежения в выхлопном патрубке турбины и конденсаторе в состав конденсационной установки входит пароструйный эжектор, к которому подводят пар одного из отборов турбины (а иногда и острый пар). В связи с разрежением в конденсаторе в его паровой объем постоянно поступает воздух из окружающей среды, поэтому паровой эжектор работает непрерывно, отсасывая этот воздух из конденсатора вместе с некоторым количеством пара.
Деаэрация в конденсаторе.
Непрерывный отсос газов из конденсаторов решает попутно и задачу дегазации образующегося конденсата. В конденсаторе имеется полная возможность организовать этот процесс с неменьшим успехом, чем в собственно деаэраторе, если исключить переохлаждение конденсата. Основное назначение деаэрации в конденсаторе — удаление кислорода. Деаэрация в конденсаторе приобретает особое значение для одноконтурных АЭС, так как при этом не только наиболее полно удаляется кислород, в том числе и радиолитический, но происходит также освобождение конденсата и от радиоактивных благородных газов, если они проникли в пар. Кроме того, деаэрация снижает коррозию конденсатного тракта, а следовательно, и уменьшает поступление в реактор окислов конструкционных материалов. Это обстоятельство важно и при наличии в схеме самостоятельного деаэратора.
Назначение деаэрационной установки.
Деаэратор по своему назначению несколько отличается от остальных элементов схемы. С одной стороны его можно рассматривать, как промежуточный подогреватель смешивающегося типа, поскольку в него поступает горячий пар из второго отбора турбины и дренаж промежуточного пароперегревателя, а температура основного конденсата после прохождения через деаэратор увеличивается. Однако основное назначение деаэратора – удаление газообразных примесей из теплоносителя.
В воде конденсатно-питательного тракта могут присутствовать различные примеси: газообразные (кислород, углекислота, азот, аммиак, после прохождения через активную зону реактор к ним добавляются радиолитические и благородные газы), твердые (продукты коррозии конструкционных материалов), естественные (хлориды, кремнекислоты и другие).
Из газовых примесей наибольшую опасность представляют кислород и углекислота.