Выбор параметров работы деаэратора

Чем выше давление в деаэраторе, тем более развит регенеративный цикл в области ПНД и менее - в области ПВД, что удешевляет оборудование. Однако при этом удорожается сам деаэратор. В настоящее время на АЭС наиболее распространены деаэраторы на 0,7МПа. На ряде вновь проектируемых установок предполагается давление ~1,2МПа. В этом случае завод-изготовитель деаэраторной колонки и бака несколько видоизменяет конструкцию деаэратора на 0,7МПа, несколько укрепляя ее.

При ненадежной работе ДК она может выдавать плохопродеаэрированную воду при довольно большом расходе выпара. Это может быть вызвано наличием даже небольшого (1-2°C) недогрева до кипения. Для предотвращения этого явления при расчете системы регенерации подогрев воды в деаэраторной колонке выбирают примерно вдвое меньшим, так если в ПНД и ПВД Δt=30÷35°C, то в деаэраторе Δt=15°C

Производительность деаэраторной установки выбирают по ее полной потребной мощности, но резервных деаэратор не применяют.

Для мощных турбинных установок АЭС, особенно при работе на насыщенном паре может возникнуть необходимость параллельной работы двух деаэраторов. Возможна так же параллельная работа деаэратора нескольких турбин, обслуживающих один реактор. При параллельной работе деаэраторы соединяются уравнительными линиями как по питательной воде, так и по греющему пару. При этом основной регулятор давления пара располагают на уравнительной паровой линии, а регулятор давления, установленный на каждом деаэраторе играет вспомогательную роль.

Выбор давления в деаэраторе и параметров греющего пара для деаэратора – одна из задач расчета тепловой схемы АЭС.

Можно считать, что процесс деаэрации воды будет проходить одинаково эффективно при любых давлениях, то есть переменное давление в деаэраторе допустимо. Однако деаэратор соединен с питательным баком и питательным насосом через питательную линию. При снижении давления в этой системе может произойти вскипание с нарушением работы питательного насоса и самой деаэрации в результате набухания воды и заброса ее в деаэраторную колонку. Поэтому предпочтительнее поддерживать давление постоянным при переменных параметрах греющего пара. Этого достигают с помощью редуктора с соответствующей автоматикой. Поддержание постоянного давления греющего пара в деаэраторе, при отсутствии регулируемых приборов, невозможно, так как давление в приборах изменяется пропорционально нагрузке, а в режиме холостого хода практически равно нулю. В связи с этим при номинальном режиме целесообразно подавать на деаэратор пар из отбора, давление в котором превышает давление в деаэраторе на 40÷45%. И наконец для режимов пуска и холостого хода предусматривается подача свежего пара с его дросселированием.

В последнее время в проектах предусматривается работа деаэратора на скользящих параметрах, так как поддержание P=const в деаэраторе и P≠const в ПНД неизбежно искажает наивыгоднейшее распределение подогрева в системе регенерации.

Деаэраторные баки и схемы включения деаэратора

Так как производительность деаэраторных колонок существенно меньше, чем ПНД, то для турбины мощностью 500МВт конденсат после ПНД приходится распределять по 4 ДК, расположенным по 2 на 1 бак симметрично по его длине. Аналогично подается в ДК и конденсат греющих паров.

Если на один реактор предусмотрено две машины по 500МВт и деаэраторные системы обоих машин объединены, то для каждой турбины на линиях подачи в ДК основного конденсата никакой арматуры не устанавливают. Возможная неравномерность подачи ликвидируется за счет работы уравнительных водо- и пароперепускных труб между деаэраторных баков. На линиях между деаэраторами разных турбин такая отсечная арматура имеется, но практически не используются.

В последних проектах используются новые более мощные ДК, что позволяет для турбин мощностью 1000МВт ограничиться четырьмя колонками.

Вместимость ДБ ограничена и составляет 100÷120м³, то есть ДБ могут обеспечить не более чем 3-х минутный запас питания ПГ двухконтурной АЭС или реактора одноконтурной АЭС. Основной запас конденсата обеспечивается в утепленных баках аварийного питания, расположенных вне главного корпуса. Для блоков АЭС мощностью 1000МВт, таких баков 3 по 1000м³. Вода из них подается в ДБ специальными аварийными насосами, включаемыми автоматически при нарушении нормальной подачи конденсата.

Для того, чтобы в норм. эксплуатации запас воды в ДБ был возможно большим, уровень в нем поддерживают высоким, но обязательно ниже места присоединения ДК, чтобы не нарушать ее работы и не создать возможности заброса воды в ступени турбины через т/пр подвода греющего пара.

Поэтому ДБ на отметке максимально допустимого уровня воды снабжают автоматическими переливными клапанами. Кроме того на линии отборного пара от турбины к деаэратору имеется обратный клапан, закрывающийся при сбросе нагрузки турбиной. Это предохраняет турбину от поступления в нее пара, образующегося в объеме ДБ при сбросе давления и от заброса воды вместе с паром в турбину.

Кроме отборного пара турбины целесообразна подача к деаэратору также и редуцированного свежего пара, что дает возможность подавать дополнительное количество греющего пара при нерасчетном недогреве воды перед деаэратором. Это позволяет так же использовать деаэратор в системе расхолаживания реактора и снабжить деаэратор греющим паром при частичных нагрузках, когда давление отборного пара меньше давления в реакторе.

Пока на отечественных АЭС не осуществлено ни одного проекта с использованием бездеаэраторных схем.

Кроме основного деаэратора на двухконтурных АЭС существует еще небольшой деаэратор подпитки I контура.

1) Уравнение теплового баланса деаэратора:

или

где D_n и i_n – расход и энтальпия поступающего в деаэратор пара

D_jb и i_jb – расход и энтальпия поступающего в деаэратор потока воды (дренажа, доб.воды и т.д. )

n – число потоков воды

D_о.к. и i_о.к. - расход и энтальпия основного конденсата

D_п.в. и i_п.в. - расход и энтальпия питательной воды

D_jn и i_jn - расход и энтальпия потоков пара, отводимых от деаэратора (выпар и т.д.)

n – число потоков пара

η_g = 0,99 – коэффициент, учитывающий потери тепла в определенную среду.

2) Уравнение материального баланса:

или