Испарительные установки на аэс. Назначение и конструкции испарительных установок.

Кроме подогревателей низкого и высокого давления в состав тепловой схемы АЭС могут входить другие теплообменники, например испарители. Испаритель является обязательным элементом однокон­турной АЭС для выработки нерадиоактивного пара на уплотнения турбины. На некоторых станциях восполнение утечек производится дистиллятом, получаемым в испарительных установках из предварительно умягченной воды. Этот метод подготовки добавочной воды называется термическим обессоливанием. Пар, подаваемый в испа­ритель, называется первичным, а образовавшийся из поступающей в испаритель воды - вторичным.

Если испаритель предназначен для концентрирования примесей, содержащихся в исходной воде, то он называется выпарным аппаратом. Выпарные аппараты используются на АЭС для концентрирования радиоактивных примесей жидких радиоактивных отходов с целью уменьшения объема примесей, идущих на захоронение.

Если пар, вырабатываемый испарителем, используется для технологических целей на промышленных предприятиях, то такой испа­ритель называется паропреобразователем. Для АЭС паропреобразователи, как правило, не используются.

Одноступенчатые испарительные установки (ИУ) применяются при небольших восполнениях потери пара и конденсата на станции.

Для увеличения производительности ИУ их делают многоступенчатыми, где вторичный пар первой ступени является греющим паром последующей ступени. При этом количество дистиллята, получаемого в испарителях при одном и том же расходе пара из турбины, возрастает. Это особенно важно, если ИУ предназначена для обессоливания высокоминерализованных вод для целей снабжения населения водой, как это сделано на Шевченковской АЭС с реактором (БН-350).

На этой АЭС пар расширяется в турбине не до давления в конденсаторе, а до 0,7 МПа (такие турбины называются противодавленческими) и далее направляется в ряд параллельных многоступенчатых (5-6 ступеней) выпарных аппаратов для получения пресной воды из морской воды Каспийского моря.

Важной характеристикой испарителя является отношение количества полученного вторичного пара к первичному.

Составим уравнение теплового баланса для одноступенчатой испарительной установки, приведенной на рис. 6.1.

где D_I и D_II – расход первичного и вторичного пара, кг/с

h_I , h_I' – энтальпия пара и воды при t_s первичного пара, кДж/кг

h_II , h_II' – энтальпия пара и воды при температуре насыщения вторичного пара, кДж/кг

h_п.в. – энтальпия питательной воды.

Учитывая, что ,

;

Чем выше отношение , тем эффективнее работа испарителя. Для увеличения этого соотношения следует уменьшить h_I', h_II' и повысить h_п.в., т.е. сделать так, как показано на рис. 6.5. Конденсат греющего пара и продувка подогревают питательную воду, поступающую в испаритель.

Для самоторможения испарения вода в греющей секции находится под действием напора столба воды в выносном корпусе Н_подп. . Таким образом вода на выходе из греющей секции находится в перегретом состоянии по отношению к давлению насыщения в сепарационном объеме выносного корпуса. Вода, попадая в выносной корпус, вскипает. Пар проходит промывочное устройство 4, на которое попадает часть конденсата (10 % пр-ти ИУ), затем сепарационное устройство 2 и отводится по линии 1 на конденсацию.