Содержание

Задание………………………………………………………………………………………4

Введение………………………………….…………………………………………………5

1 Выбор и обоснование расчетной схемы……………………..………………………….8

1.1 Выбор конструктивной схемы турбины………..…………….………………8

1.2 Процесс расширения пара в турбине……………….………….………..……9

1.3 Выбор промпараперегревательных устройств………….………….……….12

1.4 Описание принципиальной схемы системы конденсата ….……………….13

1.4.1 Конденсатные насосы……………………….…………….…………….….15

1.4.2 Выбор системы конденсатоочистки ………………………………..……..17

1.4.3 Регенеративные подогреватели низкого давления ……………….……...18

1.4.4 Подогреватели высокого давления …………………………………..……21

1.4.5 Схема эжекторной установки для отсоса газовоздушной смеси из

конденсатора ……………………………………………………………….…..…23

1.4.6 Охладители дренажа и дренажные насосы …………………….……....…24

1.4.7Смеситель……………………………………………………….……..….…25

1.4.8 Выбор числа ПВД и ПНД………………………….……………...….….…25

1.5 Описание деаэратора с системой охлаждения выпара …………………….27

1.6 Питательная система…………………………………..………………..……29

1.6.1 Питательные устройства ………………………………………...…..….…29

1.6.2 Редукционные и редукционно-охладительные установки…………....…31

1.6.3 Расчет дифференциального напора конденсатного, дренажного и питательногонасосов……………………………..………………..……..…………..…32

1.7Испарительные установки и теплофикационные установки……………..34

1.7.1 Испарительные установки………………………………………………...34

1.7.2 Теплофикационные установки……………………………………………36

2. Определение потоков пара и воды в элементах тепловой схемы ……..…..37

2.1 Определение параметров нагреваемой среды …………………………......37

2.2 Определение параметров сопряженных точек ………….…..................…...38

2.3 Определение параметров греющей среды …………...……………...…..…39

2.4 Сводная таблица параметров………………………………………………40

2.5 Уравнения материального баланса ……….…………………………..…...41

2.6 Уравнения теплового баланса ………………………….…...………..…....43

2.7 Определение расхода пара на турбину …………………..………….….…47

2.7.1 Коэффициенты недовыработки паром отборов …………………..….…47

2.7.2 Расход свежего пара на ЦВД………….………………..……………..….48

2.7.3 Расход пара на отборы ………………….………………………….….….48

2.8 Сравнение суммарной мощности потока пара с заданной ………......…...50

2.9 Полная мощность турбоагрегата ………………..………………….…..….51

3. Показатели тепловой экономичности …………………...………….…..….52

3.1 Показатели тепловой экономичности турбоустановки ……..……..…....52

3.1.1 Общий расход пара на турбину Dту, [кг/с] ……………….………..…...52

3.1.2 Паровая нагрузка парогенерирующей установки Dпг , [кг/с]……..…...52

3.1.3 Расход теплоты турбоустановкой на производство электроэнергии Qтз………………………………………………………………………………………...52

3.1.4 Электрический КПД (брутто) турбоустановки ……………...…...…….52

3.1.5 Удельный расход тепла (брутто) ……………………………...…….…..52

3.1.6 Расход электроэнергии на привод насосов турбины ……………...…...52

3.1.7 Электрический КПД нетто турбоустановки ……………………………53

3.2 Показатели тепловой экономичности АЭС ………..……………………..54

Выводы ………………….……………………………………………………………….55

Список использованной литературы……………..…………………………………….56

Приложение А Расчетная тепловая схема………………………………………….…57

Приложение BI-Sдиаграмма ……………..………………...…………………..….…58

Приложение С Решение системы уравнений в MathCad…………...………………..59

Задание

Тип реактора: ВТГР

Мощность электрическая: N_эл= 1000 МВт

Давление в Iконтуре:P_I= 3 МПа

Температура выхода из активной зоны: = 750 °C

Давление в конденсаторе: P_К= 0,006 МПа

Давление в деаэраторе: P_Д= 0,65 МПа

Параметры пара перед турбиной: давление Р₀= 15,0 МПа,t₀ = 535 °C

Тип турбины: теплофикационная

Введение

ВТГР - высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, в котором в качестве топлива может использоваться уран или плутоний, а в качестве воспроизводящего материала — торий. Теплоносителем и рабочим телом в данном реакторе является газ, что позволяет получать более высокие температуры теплоносителя на выходе из реактора, а, следовательно, наиболее высокий термический КПД установки. В качестве замедлителя служит графит.

Зарубежные и отечественные исследования выявили ряд важных преимуществ высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов по сравнению с реакторами на легкой воде. Среди них:

— более эффективное производство электроэнергии (КПД до 50% в прямом газотурбинном цикле);

— возможность использования высокопотенциальной тепловой энергии в технологических производствах (получение водорода, синтез аммиака и пр.);

— повышенная безопасность (самозащищенность, невозможность расплавления активной зоны при тяжелых авариях);

— возможность использования различного ядерного топлива (гибкий топливный цикл) на основе урана, плутония, тория;

— возможность организации расширенного воспроизводства ядерного топлива в быстрых газовых реакторах;

— возможность сжигания долгоживущих актиноидов для сни­жения радиационного воздействия радиоактивных отходов на при­родную среду.

Высокий уровень безопасности, который может быть, достигнут на этом типе реакторов, позволит их размещать в непосредственной близости от предприятий и жилых массивов.

Общая электрическая мощность (нетто) электростанции составляет 2320 МВт. Электростанция состоит из двух блоков, каждый из которых включает реактор, шесть ПГ и две турбины мощностью (нетто) 580 МВт каждая. Реактор, ПГ и газодувка размещаются в общем корпусе из напряженного железобетона. Активная зона реактора находится в цилиндрической камере, расположенной в центре корпуса, ПГ и газодувки – в бетонных камерах, окружающих активную зону.

Внутри корпус облицован углеродистой сталью. Бетон защищен от воздействия высоких температур внутренней тепловой изоляцией. На внешних поверхностях корпуса установлены трубчатые охлаждающие экраны. Стены железобетонного корпуса обеспечивают герметичность как в нормальных условиях работы блока, так и в случае возможных аварий, одновременно они являются биологической защитой.

На рисунке 1 представлена упрощенная тепловая схема блока АЭС с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором (ВТГР) [5, с. 190].

1 - реактор; 2 - парогенератор; 3 - газодувка с турбоприводом; 4 - турбогенератор; 5 -конденсатор; 6 – конденсатный насос; 7 - система регенеративного подогрева питательной воды; 8 – питательный насос

Рисунок 1 - Упрощенная тепловая схема блока АЭС с ВТГР.

Реактор работает на обогащённом уране с торием, замедлителем служит графит, а теплоносителем – гелий. Активная зона реактора разделена на 73 секции. Распределение гелия по каналам активной зоны проводится так, чтобы на выходе из каждой секции температура его была одна и та же. Регулирование проводится дроссельными клапанами как при пуске, так и во время эксплуатации.

Теплоноситель циркулирует по шести главным циркуляционным контурам. В каждом контуре установлена одна газодувка с турбоприводом. Давление газа на выходе из газодувок составляет 4,8 МПа, температура на входе в реактор равна 340 °С, на выходе 760°С.

Турбина работает по циклу с промежуточным перегревом пара. Гелий с температурой около 760 °С из камеры под активной зоной направляется по радиальным каналам к ПГ. Здесь он сначала проходит трубы пароперегревателя, где подогревает пар от 330 до 540 °С. Далее по центральной трубе поток гелия направляется в верхнюю часть ПГ, после чего, изменив направление, проходит последовательно пароперегреватель, испаритель и экономайзер. Затем охлодившийся гелий попадает в кольцевое пространство вокруг ПГ и оттуда – во входную камеру газодувки.

В ПГ генерируется пар при параметрах 17,3 МПа, 513 °С. Давление пара перед турбиной Р₀ = 16,7 МПа, температура t₀ = 510 °С. После промежуточного перегрева параметры пара равны 3,8 МПа, 538 °С. Температура питательной воды составляет 190°С. Для станции КПД нетто равен 38,6%.