Материал: Белозеров В.И. Учебное пособие по курсу Техническая термодинамика (оригинал)

231

кимтеплоносителемБРЕСТ-ОД0-300(быстрыйреакторсосвинцо- .тановкахОбщийвидперспективногореакторасжидкометалличес- Этотдиапазонзначительнобольше,чемвобычныхкотельныхусловаямощностьреактораможетизменятьсявшироких.пределах ивоздухавциркуляционныйконтурсповышенной.радиациейТепполностьюисключаетсявозможностьпроникновенияводяныхпаров качестветеплоносителяприменяютсяжидкие.металлыПриэтом контурнаятепловаясхемаосуществляетсявтехслучаях,когдав Трехконтурныеядерныеэнергетическиеустановки.Трехприведенанарис..4.8.14 приведенанарис..3.8.14ПринципиальнаясхемадвухконтурнойЯЭУ ПринципиальнаясхемасреакторомтипаВВЭР-1500(проект448) проходитконденсаторинасосомвозвращаетсяв.парогенератор тура(какправило,водянойпар)совершаетработувтурбине,затем насосомвновьвозвращаетсяв.реакторРабочеетеловторогоконтор,гдеотдаеттеплотурабочемуагентувторогоконтура,аизнего схеметеплоносительизядерногореакторапоступаетвпарогенераственнонеконтактирующихмеждусобой.теплоносителейВтакой

ð2

,T/ T 1 Κ

среднейтемпературерабочеготелаопределяетсякак ТермическийКПДтеплосиловойчастиЯЭУприоптимальной нарис..1.8.14 .установкиТеоретическиециклыпаросиловойустановкиприведены намическогоцикла,которыйаналогиченциклуобычнойпаросиловой рабан-сепаратор,азатемпередаетсятамрабочемутелутермоди-

кую к исходным параметрам острого пара в энергоблоке с ВВЭР210. Как уже указывалось, дальнейшее ведение процесса возможно в двух вариантах. К последующему рассмотрению принят второй вариант с вторичным перегревом пара до 480°С при давлении 1,2 МПа за счет пара отбора и острого пара. К расчету принята тепловая схема турбины с восемью ступенями регенеративного подогрева питательной воды, включая деаэратор (см. рис. 14.8.7). При расчете полезной внутренней работы 1 кг пара, поступающего от ге-

нератора ВВЭР, внутренний к.п.д. процесса расширения (Κ ) îò ñî-

0i

стояния острого пара до состояния, при котором пар выводится из турбины на вторичный перегрев (|1,3 МПа, сухость пара 95,5%), принят равным 0,8; внутренний к.п.д. процесса расширения от состояния вторичного перегрева (1.1 МПа, 480°С) до конечного в конденсаторе (0,004 МПа, сухость 94,5%) принят равным 0,9.

Подогрев по ступеням регенеративного подогрева принимался примерно равномерным (температура по ступеням приведена на

3 4 5

6

10

7

8

11

Рис. 14.8.7. Принципиальная схема энергоблока ВВЭР с закритическими параметрами рабочего тела: 1 – реактор; 2 – турбина; 3 – сепаратор; 4 – промежуточный пароперегреватель отборным паром; 5 – промежуточный пароперегреватель острым паром; б – конденсатор; 7 – конденсатные насосы; 8 – насосы конденсата отборного пара ПНД; 9 – регенеративные подогреватели низкого давления;

10 – деаэратор; 11 – питательные насосы; 12 – регенеративные подогреватели высокого давления (поток пара: первая цифра – доля 1 кг острого пара, вторая – энтальпия пара, третья – давление, четвертая – температура)

4

"

6

$

11 10

9 8 7

Рис. 14.8.6. Принципиальная схема трехконтурной ЯЭУ:

1 – реакторная установка; 2 – теплообменник второго контура; 3 – парогенератор; 4 – турбина; 5 – электрогенератор; 6 – конденсатор;

7 – конденсатный насос (КН); 8 – теплообменник; 9 – питательный насос (ПН); 10 – насос второго контура; 11 – главный циркуляционный насос (ГЦН)

вым теплоносителем – образцовый демонстрационный с электрической мощностью 300 МВт) приведен на рис. 14.8.5. Принципиальная схема трехконтурной ЯЭУ показана на рис. 14.8.6.

14.8.2. Пути увеличения к.п.д. ЯЭУ. Установки на сверхкритических параметрах

Известный недостаток энергоблоков на основе двухконтурных реакторных установок ВВЭР – низкий к.п.д. Путей радикального повышения эффективности использования «атомного тепла» два: использование ВВЭР в схемах с комбинированной выработкой электроэнергии и теплоты и существенное повышение к.п.д. термодинамического цикла, особенно для энергоблоков, работающих в конденсационном режиме.

Для увеличения термодинамического к.п.д. цикла необходимо значительно повысить среднюю температуру подвода теплоты к рабочему теплу. Используя двухконтурную схему ВВЭР, добиться выполнения этого требования сложнее, чем при одноконтурной схеме ЯЭУ. В связи с этим в России и за рубежом приступили к изуче- нию одноконтурных ЯЭУ с реакторами ВВЭР на закритических параметрах теплоносителя.

Упрощает переход на закритические параметры теплоносителя в ядерной энергетике возможность частичного использования тур-

Η T2

T1 T2

или поскольку

рис. 14.8.7). Напор между температурой насыщения отборного пара и температурой подогреваемой воды на выходе из регенеративного теплообменника принимался равным 20–25°С. В соответствии с этими условиями определяли давление в каждом отборе (приведены на рис 14.8.7). В результате составления уравнений теплового баланса для каждого регенеративного подогревателя, а также для пароперегревателя и расчета по ним определяются отборы пара из тур-

бины ( ) в долях от 1 кг пара, подаваемого в голову турбины. По

i

результатам расчета количественных параметров тепловой схемы турбины появляется возможность определения внутренней работы 1 кг пара, поступающего к турбине. Для рассматриваемой схемы и

параметров пара эта работа равна AL = 879 кДж/кг. Термодинами-

i

ческий к.п.д. реального цикла может быть определен по соотношению

где h = 3187 кДж/кг – энтальпия острого пара; h = 1230°ÑêÄæ/êã –

К.п.д. брутто энергоблока может быть оценен по соотношению

Κ = Κ Κ (1 – [ )Κ Κ ,

á i 0i ïð ì ýã

ãäå [ – доля протечек пара мимо проточной части турбин (по ана-

ïð

логии с турбинами насыщенного пара можно принять [ |0,01); Κ –

ïð ì

механический к.п.д. турбины (по аналогии с турбинами на насыщен-

ном паре принимается равным 0,98); Κ – к.п.д. электрогенератора

ýã

(принимается по аналогии с блоками ВВЭР° -1000 равным 0.98). При

этих условиях Κ составит 0,427 – наименьшее значение к.п.д. брут-

á

то энергоблока при принятых сочетаниях° параметров острого пара. Таким образом, рост термодинамической экономичности энергоблоков с ВВЭР при переходе от циклов насыщенного пара к циклам на закритических параметрах теплоносителя составляет не менее [(0,427/0,33) – 1)]100 = 29%. В этом случае энергоблоки с ВВЭР по экономичности сравниваются с энергоблоками на основе реакторов

с жидкометаллическим теплоносителем.

239

.1.15Обратныетепловыециклыи.процессы

ХОЛОДИЛЬНЫЕЦИКЛЫ

Глава15