Технология

Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65 (3000 (Часть пояснительной к диплому)

                  Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65/3000.

Постановка задачи.

Расчет тепловой схемы АЭС сводится к  расчету  стандартной  турбоустановки.
Расчет  приведен  для  турбоустановки  К-500-65/3000,  паровой  турбины   с
мощностью 500 МВт для одноконтурной АЭС с реактором РБМК-1000.

Конечной целью расчета является определение  электрической  мощности  и  КПД
турбоустановки при заданном расходе пара  на  турбину  и  заданной  мощности
теплофикационной установки.

Описание расчетной тепловой схемы.

Особенности тепловой схемы  одноконтурной  АЭС  связаны  с  радиоактивностью
паров. В любой схеме таких АЭС обязательно: во-первых, включение в  тепловую
схему  испарителя  для  получения  нерадиактивного  пара,   подаваемого   на
уплотнения  турбины;  во-вторых,   использование   промежуточного   водяного
контура между греющим паром  и  водой  теплосети.  Выполнение  этих  решений
обязательно. Оба этих условий были  реализованы  в  рассчитываемой  тепловой
схеме.

Производится расчет паротурбинной  установки,  в  которой  образование  пара
происходит в корпусе реактора блока АЭС с  РБМК-1000.  В  барабан-сепараторе
происходит разделение острого пара  и  воды.  Острый  пар  подается  на  ЦВД
турбины и двухступенчатый пароперегреватель (ПП2).

Турбина  К-500-65/3000  состоит  из  одного  двухпоточного  ЦВД  и   четырех
двухпоточных ЦНД. Отборы из ЦВД и ЦНД идут на регенеративные  подогреватели,
а  также  на  подогреватели  сетевой  воды,  деаэратор  и  испаритель.   Для
уменьшения  поступления  продуктов  коррозии  в  реакторную  воду,  ПВД   не
устанавливаются.  Охладители  дренажей  установлены  после  каждого  ПНД  (в
данной схеме пять ПНД). Используем каскадного слива  дренажей  ПНД,  которые
сливаются в конденсатор.  Конденсатный  насос  установлен  по  двухподъемной
схеме: КН1 – после конденсатора, а КН2 – перед ПНД1.

Подогрев основного конденсата, проходящего последовательно  через  все  ПНД,
происходит в следующей последовательности: ПНД1 – 7 отбор, ПНД2 –  6  отбор,
ПНДЗ – 5 отбор, ПНД4 – 4 отбор, ПНД5 – 3 отбор.  Также  происходит  подогрев
сетевой воды: Б1 – 5 отбор, Б2 – 4 отбор, БЗ – 3 отбор, Б4  –  2  отбор.  За
счет 2 отбора происходит деаэрация, а также парообразование  нерадиактивного
пара в испарителе.

Между ЦВД и ЦНД установлен сепаратор  и  двухступенчатый  пароперегреватель.
Дренаж после сепаратора сбрасывается в ПНДЗ, после ПП1 и ПП2 в деаэратор.

От естественных примесей воды реактор  одноконтурной  АЭС  надежно  защищает
100  %  -  ная  конденсатоочистка.  БОУ  установлен  перед  КН2,  после  КН1
установлены основной эжектор и эжектор уплотнений.

Расчетная схема ПТУ и h, s – диаграмма процесса в турбине.

Расчетная схема составлена на  основе  принципиальной  схемы,  разработанной
заводом-изготовителем (ХТГЗ). Исходные данные по параметрам отборов  турбины
К-500-65/3000 были взяты из [1] и сведены в табл 0.4.-1. Некоторые  числовые
данные были взяты из [4], проекта турбоустановки К-750-65/3000  (близкой  по
своим характеристикам к рассчитываемой). В табл. 0.4.-1 представлены  данные
о параметрах пара в отборах турбины. По таблице построена h, s  –  диаграмма
процесса расширения пара в турбине  (рис.2).  В  табл.  0.4.-2  представлены
основные исходные данные.
Таблица 0.4.-1: Параметры пара в отборах турбины К-500-65/3000.
|Отбор  |Давление       |Ст. сухости    |Энтальпия      |Температура    |
|i      |pi, МПа        |X              |hi, кДж/кг     |Тi,°С          |
|0      |6.59           |0.995          |2770           |281.8          |
|1      |2.055          |0.900          |2608           |213.8          |
|2      |1.155          |0.880          |2544           |186.3          |
|3      |0.632          |0-.860         |2468           |160.9          |
|4      |0.348          |0.849          |2390           |138.7          |
|5      |0.142          |-              |2852           |189.3          |
|6      |0.066          |-              |2724           |122            |
|7      |0.026          |0.990          |2596           |65.9           |

Давление в конденсаторе: рк=0.004 МПа (hк=2416 кДж/кг).

Таблица 0.4.-2: Основные исходные данные.
|Характеристика                                 |Численное  |Размерность  |
|                                               |значение   |             |
|[pic] - расход пара на турбоустановку          |793.1      |кг/с         |
|[pic] - давление пара перед турбоустановкой    |6.59       |МПа          |
|[pic] - степень сухости пара перед             |0.995      |-            |
|турбоустановкой                                |           |             |
|[pic] - температура промперегрева              |265.4      |оС           |
|[pic] - давление в деаэраторе                  |0.69       |МПа          |
|[pic] - давление в конденсаторе                |0.04       |МПа          |
|[pic] - тепловая мощность, отдаваемая в        |22.2       |МВт          |
|теплосеть                                      |           |             |

                  Рис. 1: Тепловая схема ПТУ К-500-65/3000.
                 Рис. 2: Процесс расширения пара в турбине.

Таблица параметров и расходов рабочего тела.

При заполнении  таблицы  используем  материал  изложенный  в  [2].  Значения
параметров  рабочего  тела,  необходимые  для  расчета  уравнений  теплового
баланса  элементов  схемы  и  заданные  расходы,  так  же  как  и   основные
результаты расчета, удобно сводить в таблицу. Данные в строках  1,  2,  3  –
номера отборов, давления  и  энтальпии  в  них  вносятся  из  табл.  0.4.-1.
Давления в подогревателях (строка 4) рассчитываются по давлению в отборах  с
учетом гидравлических потерь по формуле:
 - необходимое давление в  точке  турбины,  из  которой  отбирается  пар  на
   подогреватель r:
  [pic]
 - относительная величина  потери  давления  в  паропроводе  от  турбины  до
   подогревателя:
  [pic]
    r – номер подогревателя по ходу воды, включая деаэратор.

В стоку 5  внесены  температуры  насыщения  при  этих  давлениях.  Строка  6
заполняется при наличии  у  подогревателя  охладителя  дренажа  (указывается
выбранный недогрев в нем). Температура дренажа  (строка  7)  при  отсутствии
охладителя дренажа равна температуре насыщения в подогревателе  (строка  5),
в противном случае температура дренажа рассчитывается по формуле:
  [pic]
    [pic] -  температура  среды  на  выходе  из  предыдущего  подогревателя
    (строка 11);
    [pic] - значение min температурного напора в охладителе дренажа (строка
    6).

Энтальпии дренажей подогревателей (строка 8) определяются по  [4]  на  линии
насыщения при давлении в соответствующем  подогревателе.  Давление  воды  за
подогревателями (строка 9) находят по напору  питательного  и  конденсатного
насосов с учетом гидравлических потерь  по  водяной  стороне  подогревателя.
Температура обогреваемой среды после подогревателя (строка 11)  определяется
по формуле:
  [pic]
    [pic] - температура насыщения в подогревателе (строка 5);
    [pic] - принятое значение минимального  температурного  напора  (строка
10).

Энтальпия нагреваемой  воды  (строка  12)  определяется  по  соответствующим
давлениям и температурам  (строки  9  и  11).  В  строку  6  и  10  вносятся
выбранные значения [pic] с учетом используемых  в  схеме  подогревателей.  В
строку 13  вносятся  рассчитанные  значения  расходов  пара  через  элементы
схемы.


Таблица 0.4.-3: Параметры рабочего тела в элементах расчетной схемы.
|[pic] - расход пара после ЦВД                 |615.36      |кг/с         |
|[pic] - расход пара через С                   |96.59       |кг/с         |
|[pic] - расход греющего пара через ПП1        |36.58       |кг/с         |
|[pic] - расход греющего пара через ПП2        |42.57       |кг/с         |
|[pic] - расход конденсата после ПНД5          |717.47      |кг/с         |
|[pic] - расход греющего пара от 2-го отбора   |6.19        |кг/с         |
|[pic] - расход греющего пара через ПНД5       |36.53       |кг/с         |
|[pic] - расход греющего пара через ПНД4       |44.63       |кг/с         |
|[pic] - расход греющего пара через ПНД3       |16.14       |кг/с         |
|[pic] - расход греющего пара через ПНД2       |19.27       |кг/с         |
|[pic] - расход греющего пара через ПНД1       |25.89       |кг/с         |
|[pic] - энтальпия питательной воды            |698.93      |кДж/кг       |

Баланс всех полученных расходов проверяем на основе уравнения  материального
баланса конденсатора. Расход рабочего  тела  после  конденсатора  запишем  в
следующем виде:
  [pic]  кг/с
    [pic]  кг/с;
    [pic]  кг/с – конденсат после ХВО, сбрасываемый в конденсатор;
    [pic]  кг/с – дренаж после ЭУ;
    [pic]  кг/с – дренаж после ОЭ;
    [pic]  кг/с – протечки уплотняющей воды через ПН;
    [pic]  кг/с – протечки уплотняющей воды через ГЦН;
    [pic]  кг/с – расход пара за ЦНД;
       [pic]  кг/с – расход пара уплотнения ЦНД;
       [pic]  кг/с – протечки пара через уплотнения ЦНД.

Зная [pic], определим расход основного конденсата через ПНД:
  [pic]  кг/с
    [pic]  кг/с – расход связанный с подсосом уплотняющей воды ПН;
    [pic]  кг/с – расход связанный с подсосом уплотняющей воды ГЦН.

Данный результат совпадает с величиной, полученной в  ходе  решения  системы
уравнений [pic]  кг/с.

Температура питательной воды [pic]  oC определяем по  энтальпии  питательной
воды [pic]  кДж/кг и по давлению за  деаэратором,  которое  складывается  из
[pic]  МПа.

Внутренняя мощность турбины [4].

Внутреннюю мощность турбины определяют как сумму мощностей отсеков  турбины
(количество отсеков турбины К-500-65/3000 равно 8) табл. 0.9.-1.

Таблица 0.9.-1: Внутренняя мощность турбины.
|Расход пара через отсек турбины Di,    |Теплоперепад Hi, кДж/кг|Di(Hi,  |
|кг/с                                   |                       |кВт     |
|[pic]                                  |[pic]                  |121391  |
|[pic]                                  |[pic]                  |45616   |
|[pic]                                  |[pic]                  |53025   |
|[pic]                                  |[pic]                  |51373   |
|[pic]                                  |[pic]                  |62123   |
|[pic]                                  |[pic]                  |63476   |
|[pic]                                  |[pic]                  |61010   |
|[pic]                                  |[pic]                  |81441   |
|[pic]  кВт                                                               |

Расчет мощности на клеммах генератора:
  [pic]  кВт
    [pic]  кВт – расход мощности на вращение самого турбогенератора;
    [pic] – к.п.д. генератора (принимаем).

Гарантированная эл. мощность (по методике завода-изготовителя):
  [pic]  кВт

Расход электроэнергии на привод насосов конденсатно-питательного тракта.

К.п.д. электроприводов всех насосов принимаем следующим [pic].

Расход электроэнергии на привод конденсатного насоса 1-го подъема:
  [pic]  кВт

Расход электроэнергии на привод конденсатного насоса 2-го подъема:
  [pic]  кВт

Расход электроэнергии на привод питательного насоса:
  [pic]  кВт

Суммарный расход электроэнергии на собственные нужды турбоустановки:
  [pic]  кВт

Показатели тепловой экономичности.

Расход теплоты на производство электроэнергии турбоустановки:
  [pic]  кВт

Суммарный расход теплоты на внешнее потребление:
  [pic]  кВт
    [pic]  кВт – количество теплоты, отдаваемое в теплосеть;
    [pic]  кВт – расход теплоты на подогрев доб. воды;
       [pic]  кг/с – расход добавочной воды;
       [pic]  кДж/кг – энтальпия добавочной воды (tнач(28 0С).

Удельный расход теплоты брутто по турбоустановке:
  [pic]

Электрический к.п.д. брутто турбоустановки:
  [pic]

Электрический к.п.д. нетто турбоустановки:
  [pic]

Заключение.

В ходе проведенного расчета были определены: электрическая  мощность  и  КПД
турбоустановки при заданном расходе пара  на  турбину  и  заданной  мощности
теплофикационной установки.

-----------------------
X, h4

DС, hСдр

X-DС, hС0

DПП1, h1

X-DС, hС0

hПП1др

hПП10

DПП2, h0

X-DС, hПП0

hПП1др

hПП20

DД6, h2

DДк, hДк

DОЭ, hОЭ

DП5к, hП5к

DПП1, hПП1др

DПП2, hПП2др

DИ, hИдр

DП5, h3

DП5к, hП5к

DП5+DИ, hП5др

hП4к

DП5+DИ, hП5др

DП4, h4

DП5к, hП4к

DП5+DИ+DП4, hП4др

hП3к

DП5+DИ+ DП4, hП4др

DП3, h5

DП5к, hП3к

DП5+DИ+DП4+DП3+DC, hП3др

hП2к

DБ1+DБ2+ DБ3+ DБ4, hБ1др

DП5+DИ+ DП4+ DП3+ DС, hП3др

DП2, h6

DП5к, hП2к

DП5+DИ+DП4+DП3+DC+ DП2, hП2др

hП1к

DП5+DИ+ DП4+DП3+DC+DП2+( DБi, hП2др

DП1, h7

DП5к, hП1к

DП5+DИ+DП4+DП3+DC+DП2+ DП1+( DБi, hП1др

hвх П1к

[pic]





смотреть на рефераты похожие на "Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65 (3000 (Часть пояснительной к диплому) "