Питательные установки.

Расход питательной воды должен компенсировать убыль воды в парогенерирующей установке:

D_п.в. = D₀ + D_пр (5.7)

где D₀ - расход пара на турбину; D_пр - расход продувочной воды на очистку.

Расход питательной воды в течение года не остается постоян­ным при одной и той же выработке электроэнергии. Это связано с тем, что летом температура охлаждающей воды, поступающей в конденсатор, выше по сравнению с зимним периодом. Значит, давление в конденса­торе будет выше и использованный в турбине теплоперепад рабочего пара уменьшиться. Для выработки того же количества электроэнергии нужно увеличить расход пара на турбину D₀ , следовательно, воз­растает и D_пр. Поэтому D_п.в нужно выбирать по летнему графику работы АЭС.

Питательные насосы, подающие питательную воду в парогенерирующую установку, должны иметь давление на напоре выше давления в парогенерирующей установке на величину гидравлического сопротивления питательного тракта.

Имеются три схемы включения питательных насосов: одноподъемная, одноподъемная с бустерным насосом и двухподъемная. При одноподъемной системе (рис. 5.4,а) все сопротивление питательного тракта преодолевается одним питательным насосов 3 и подогреватели высокого давления 2 рассчитаны на полное давление, развиваемое насо­сом. В двухподъемной схеме (рис. 5.4, в) гидравлическое сопротивле­ние ПВД преодолевается питательным насосом 3 первого подъема и питательными насосами 5 второго подъема.

В такой схема ПВД рассчитываются на меньшее давление и ме­таллоемкость их будет ниже. Однако питательный насос второго подъема работает на воде с высокой температурой. Это снижает надежность его работы и увеличивает расход электроэнергии на соб­ственные нужды. Поэтому наибольшее распространение получила одноподъемная система. Необходимость одноподъемной системы (рис.5.4, б) с бустерным насосом 4 может возникнуть при значительных рабочих параметрах парогенерирующей установки.

Рис. 5.4 Схема включения пита­тельных насосов при высоких дав­лениях парообразующей установки:

а) – одноподъемная с общим насосом;

б) – одноподъемная с бустерным насосом;

в) – двухподъемная;

1	– деаэраторный бак ПВД;
2	– ПВД;
3	– одноподъемный питательный насос;
4	– бустерный насос;
5	– питательный насос второго подъемов;

5.5 Схема подачи пара на приводную турбину питательного насоса

1 – цилиндр высокого давления турбины;

2 – СПП;

3 – цилиндр низкого давления турбины;

4 – основной конденсатор;

5 – деаэратор;

6 – питательный насос;

7 – турбопривод питательного насоса;

8 – конденсатор турбопривода;

9 – конденсатный насос.

Смысл бустерного насоса состоит в следующем. При увеличении производительности питательных насосов для мощных турбин необходимо повышение подпора на всасе насоса. Повышение давления на всасе возможно за счет сниже­ния скорости вращения насоса. Уменьшение скорости вращения снижа­ет напор, развиваемый ступенью насоса, по квадратичной зависимос­ти, что увеличивает число ступеней. Это усложняет насос. Назначе­ние бустерного насоса - создать подпор основному питательному на­сосу. Он имеет малую скорость вращения и не требует большого под­пора. Оба насоса монтируются на одном валу с единым приводом с ус­тановкой редуктора между ними. Питательные насосы как для двухконтурных, так и для одноконтурных АЭС выбираются центробежными с сальниковыми уплотнениями. Количество и производительность пита­тельных насосов должны выбираться из условия обеспечения 100%-ной производительности парогенерирующей установки с обязательной ус­тановкой одного резервного насоса с автоматическим запуском пос­редством автоблокировки. Если имеются два насоса 50%-ной произво­дительности каждый, то резервный насос также должен иметь 50%-ную производительность. Для ВВЭР-440 установлено 4 питательных насоса 25%-ной производительности и один резервный насос той же произво­дительности. В качестве привода питательных насосов используют электропривод или трубопривод. Электропривод наиболее прост в экс­плуатации и поэтому более растпространен.

Если используется асинхронный двигатель, то он имеет ограни­чение по мощности. Синхронный привод не имеет таких ограничений, но у него хуже пусковые характеристики. Поэтому для больших мощ­ностей питательных насосов используется трубопривод (рис. 5.5). На приводную турбину 7 питательного насоса 6 поступает перегре­тый пар после сепаратора-пароперегревателя 2. Приводная турбина имеет свой конденсатор 8 с подачей конденсата насосом 9 в основ­ной конденсатор турбины 4. Мощность питательных насосов АЭС с реактором ВВЭР-1000 составляет около 25 МВт. Для турбины K-500-60/1500 устанавливаются два питательных насоса с турбоприводом мощностью 12,5 МВт. Насосы с турбоприводом, как правило, не резервируются, так как потребовалось бы постоянно поддерживать паропровод подачи пара на резервный насос в горячем состоянии для быстрого запуска резерва.

Преимуществом турбопривода является его более высокий КПД по сравнению с электроприводом при больших мощностях и возможность работы питательных насосов при полном обесточивании станции. Пар продолжает поступать на приводную турбину, и подача воды продол­жается.

Кроме основных питательных насосов устанавливаются еще ава­рийные питательные насосы: два из них подключаются, как и обыч­ные питательные насосы к деаэраторному баку, а два - к бакам запаса конденсата. Напорные линии этих насосов объединены. Два насоса продсоединены к отдельному аварийному баку запаса конденсата вне здания. Забор воды из этих баков возможен только аварийными насосами, поэтому эти баки всегда заполнены, а после аварийного израсходования заполняются вновь. Подача аварийных насосов ~ 2 3% от номинальной. Ава­рийные насосы подключены к системе надежного электропитания.

Питательные насосы забирают воду из деаэратора, где она находится при температуре насыщения. Для обеспечения невскипа­ния этой воды на всасе деаэраторы монтируют на определенной высо­те по отношению к питательному насосу, определяемой рабочим дав­лением в деаэраторе.

Для атмосферных деаэраторов эта высота составляет не менее 6, для давления 0,35 МПа - не менее 9, для давления 0,7 МПа - не менее 12 м . На напорной линии питательных насосов должен устанав­ливаться обратный клапан, исключающий распространение давления на напорной стороне на всасывающую линию при остановке насоса, кото­рая не рассчитана на высокое давление.

Производительность питательных насосов регулируется путем изменения числа оборотов. У турбопривода это происходит за счет изменения числа оборотов приводной турбины, а у электропривода - через гидромуфты.