Регенеративный подогрев питательной воды на аэс. Основы регенеративного подогрева питательной воды.

При рассмотрении баланса теплота на АЭС (§ 3.4) отмечалось, что основная потеря теплоты в цикле происходит в конденсаторе за счет отвода теплоты конденсирующегося после турбины пара с охлаждающей водой. Если осуществить расширение пара в турбине ступенчато с чередованием отвода его на подогрев питательной воды, как это показано на рис. 4.1,а, и взять бесконечно большое число таких ступеней, то цикл Ренкина - площадь аbcde на рис. 4.1,б превращается в обобщенный цикл Карно площадью abcdg , термический КПД которого максимален и определяется начальной и конечной температурами (3.1). Как видно из рис. 4.1,б, потери теплоты в конденсаторе уменьшаются на площадь gee'g' , частично снижается и полезно использованная в цикле теплота (на площадь ged). Соотношение этих площадей показывает, что снижение использованной в цикле теплоты происходит в меньшей степени по сравнению с уменьшением потери теплоты в конденсаторе. Таким образом, η_t возрастает.

Процесс нагрева питательной воды за счет отбора части расширяющегося в турбине пара называется регенеративным подогревом пита­тельной воды. Элементы тепловой схемы, где происходит подогрев пи­тательной воды, называются регенеративными подогревателями.

Регенеративный подогрев питательной воды является мощным фак­тором повышения тепловой экономичности АЭС и осуществляется на АЭС всех типов.

Чем больше температура питательной воды t_п.в., тем выше тепловая экономичность. В пределе t_п.в может быть равна температуре кипения t_о' воды в парогенераторе. Однако чем выше t_п.в , тем большее число ступеней регенеративного подогрева нужно применять, что увеличивает капительные затраты на сооружение peгенеративной схемы (теплообменники, трубопроводы, арматура и т.д.).

Практически регенеративный подогрев воды осуществляется не так, как показано на рис. 4.1,а, где весь пар отбирается из турбины и после подогрева питательной воды в регенеративных подогревателях возвращается обратно в турбину для последующего расширения. При такой схеме влажность пара быстро возрастает и достигает предельно допустимых значений. Кроме того, многократный пропуск всего пара требует большого расхода металла на трубопроводы и усложняет турбоустановку.

В реальных условиях отбираемая из турбины часть пара для регенеративного подогрева питательной воды обратно в турбину не возвращается и полностью конденсируется в регенеративных подогре­вателях.

Отборный пар в турбине срабатывает не весь свой теплоперепад, а только часть его. Для обеспечения выработки необходимого количества электроэнергии необходимо увеличить расход пара на турбину. Удельный расход пара, возрастает, но η_АЭС при этом увеличивается, а q_АЭС уменьшается. По этой причине, как отмечалось в § 3.3, удельный расход пара не является основным показателем тепловой экономичности АЭС.

Температура питательной воды на АЭС зависит от типа реактора. Так, на АЭС с ВВЭР и жидкометаллическим теплоносителем регенера­ция может быть использована в полной мере. Для АЭС с РБМК и низ­ко температурным газовым теплоносителем t_п.в ограничена, следова­тельно, имеются ограничения в осуществлении регенерации.