Материал: Проект энергоблока АЭС электрической мощностью 480 МВт, тепловой мощностью 110 МВт

Проект энергоблока АЭС электрической мощностью 480 МВт, тепловой мощностью 110 МВт

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт ЭНИН

Направление Атомные электрические станции и установки

Кафедра АТЭС

Проект энергоблока АЭС электрической мощностью 480 МВт, тепловой мощностью 110 МВт

Курсовой проект по курсу «Атомные электрические станции»

Вариант 20

Проверил доцент А.В. Воробьев

Проверил доцент А.М. Антонова

Томск - 2015

1.      ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПТС ПРОТОТИПА

Турбина предназначена для преобразования энергии пара, генерируемого в ПГ, в механическую энергию ротора и непосредственного привода генератора, Турбина предназначена для работы в моноблоке с водо-водяным реактором ВВЭР-1000 на насыщенном паре. Турбина обеспечивает сверх отборов для подогрева питательной воды и на турбоприводы питательных насосов нерегулируемые отборы пара на собственные нужды и на подогрев сетевой воды.

Генератор является основным элементом для выработки электроэнергии и допускает длительную работу с номинальной нагрузкой, а также работу с нагрузкой менее номинальной по активной мощности. Генератор комплектуется выводами с трансформаторами тока и напряжения и бесщеточным возбудителем на одном валу с генератором. Охлаждение обмотки статора генератора осуществляется дистиллированной водой (дистиллятом), а обмотки ротора и активной стали статора -водородом, заключенным внутри газонепроницаемого корпуса.

Система питательной воды в номинальном режиме и режимах частичных нагрузок обеспечивает подачу питательной воды, соответствующую паропроизводительности ПГ и величине продувки из них. Подача питательной воды в ПГ производится через их регулирующие клапана питания. При работающей турбине подача питательной воды производится двумя питательными турбонасосами типа ПТ-3750-75 по двум линиям, соединенным в общий питательный коллектор.

Система основного конденсата предназначена для транспортировки конденсата из конденсатора турбины через БОУ и подогреватели низкого давления в деаэратор. Подача конденсата из конденсатора на БОУ производится тремя конденсатными насосами 1-ой ступени типа КСВ-1850-95У4 (два рабочих, один резервный) по однониточному конденсатному тракту. Перед БОУ конденсат проходит охладители основных эжекторов и эжекторов уплотнений. После БОУ конденсат поступает на всос трех конденсатных насосов II-ой ступени, в качестве которых используются насос ЦН-1850-170. За конденсатными насосами II-ой ступени подключена линия рециркуляции конденсата в конденсатор через дроссельное устройство, встроенное в блочный расширитель. Далее конденсат последовательно проходит через четыре подогревателя низкого давления (соответственно ПНД 1-4). За ПНД-3 и ПНД-1 дренажными насосами производится подача конденсата греющего пара подогревателей (соответственно ПНД-3,4 и ПНД-1,2) в линию основного конденсата. Система основного конденсата включается в работу ко времени подачи пара на эжекторы уплотнения турбины.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ НА ЗАДАННЫЕ ПАРАМЕТРЫ

2.1 Составление расчетной схемы

Тепловая схема прототипа (схема с турбиной К-1200-68) представлена на рисунке 1.

Для проектируемой ПТУ давления в отборах и число РППВ определяются путем оптимального распределения подогрева воды по ступеням.

Температура в деаэраторе

температура основного конденсата на входе в деаэратор, принимая подогрев в нем

Определим подогрев в питательном насосе по формуле:

Где ;

;

-КПД питательного насоса, ;

Энтальпия за питательным насосом равна:

,

-энтальпия питательной воды в деаэраторе, определяется как

,

Находим температуру воды за питательным насосом:

Примем число ПВД z=2,

тогда равномерный подогрев питательной воды в тракте высокого давления:

что входит в рекомендуемые рамки оптимального подогрева

Температура воды на входе в ПНД с учетом подогрева ее в основном эжекторе и эжекторе уплотнений

Определим ПНД количество ПНД;

Принимаем недогрев воды до насыщения в ПВД

Температура воды на выходе из П2

Температура насыщения соответствующая давлению пара в П2

Давление отборного пара турбины с учетом потерь в трубопроводе

Температура воды на выходе из П1

Температура насыщения соответствующая давлению пара в П1

Давление отборного пара турбины с учетом потерь в трубопроводе

Для организации первого перегрева пара по ходу основного тракта(ПП1), организуем отбор из ЦВД. Определим давление отбора, с учетом равномерного перегрева пара на участке ПП. Найдем конечную температуру перегрева пара:

:

Найдем температуру после первого перегрева (ПП1):

Найдем температуру пара с учетом недогрева:

Найдем давление перегревателя, по температуре отбора:

Найдем давление отбора с учетом потерь давления:

Принимаем недогрев воды до насыщения в ПНД

Температура основного конденсата на выходе из П7

Температура насыщения соответствующая давлению пара в П7

Давление отборного пара турбины с учетом потерь в трубопроводе

Температура основного конденсата на выходе из П6

Температура насыщения соответствующая давлению пара в П6

Давление отборного пара турбины с учетом потерь в трубопроводе

Температура основного конденсата на выходе из П5

Температура насыщения соответствующая давлению пара в П5

Давление отборного пара турбины с учетом потерь в трубопроводе

Температура основного конденсата на выходе из П4

Температура насыщения соответствующая давлению пара в П4

Давление отборного пара турбины с учетом потерь в трубопроводе

Температура основного конденсата на выходе из П3

Температура насыщения соответствующая давлению пара в П3

Давление отборного пара турбины с учетом потерь в трубопроводе

Расчетная схема представлена на рисунке 2.

2.2 Построение процесса расширения пара в турбине в h-S диаграмме

Определяем точку 0 с заданными параметрами пара перед стопорным клапаном турбины р0, х0

р0 = 7.0 МПа = 70 бар; t0 =285.8; h0 = 2772. кДж/кг; х0 = 1.

Определяем точку 0' за стопорными и регулирующими клапанами турбины на пересечении энтальпии h0 с давлением р'0. р'0 меньше р0 на величину потери от дросселирования в стопорном (CК) и регулирующих (РК) клапанах турбины и определяется как р'0 = 0,95

р'0 =  МПа = 66.5 бар.

Давление пара на выходе из ЦВД совпадает с давлением (рразд). Тогда точка 3t в конце изоэнтропийного процесса расширения пара в ЦВД будет иметь параметры:

 МПа; hраздt = 2468 кДж/кг, значение  берём для турбины К-1200-68 ХТЗ из [1].

Располагаемый теплоперепад ЦВД равен

кДж/кг.

Действительный теплоперепад ЦВД равен

кДж/кг.

Энтальпия на пересечении с р3 даёт точку 3 в конце действительного процесса в ЦВД,

hp = 2772 -261=2511 кДж/кг; х3=0,865; у3 =0,135.

На пересечении 0' - 3 с изобарой р1и р2 определяем энтальпию пара в первом и втором отборе h1, h2:

h1 = 2676 кДж/кг; h2 = 2588 кДж/кг h3 = 2511 кДж/кг.

Потери давления в процессе осушки и перегрева от выхода из ЦВД до входа в ЦНД оцениваются относительно давления после ЦВД для сепаратора-пароперегревателя 10%. Таким образом, давление пара после СПП

 МПа.

Так как ранее мы рассчитали давления отбора на ПП1, то можем записать параметры отбора:

Температура пара на выходе из СПП определяется с учётом недогрева до температуры t0 , который принимается равным :

Определяем точку пп на входе в ЦНД при  МПа,  и hпп = 2996 кДж/кг.

Определяем давление пара на выходе из ЦНД с учётом потери давления в выхлопном патрубке турбины, которая составляет 25% от давления в конденсаторе рк, т.е.

,

рк = 0,0045 МПа = 0,045 бар, МПа = 0,047 бар.

Тогда точка кt в конце изоэнтропийного процесса расширения пара в ЦНД будет иметь параметры:

 МПа; hкt = 2124 кДж/кг, значение  берём для турбины К-1200,ЛМЗ из [1].

Располагаемый теплоперепад ЦНД равен

кДж/кг.

Действительный теплоперепад ЦНД равен

кДж/кг.

Энтальпия  на пересечении с р'кдает точку к' в конце действительного процесса в ЦНД,

hк = 2996-725 = 2271 кДж/кг.

На пересечении пп - к' с изобарой р4, р5 и р6 , р7 определяем энтальпии пара в четвёртом, пятом и шестом, седьмом отборах:

h4 = 2916 кДж/кг; h5 = 2784 кДж/кг; h6 = 2636 кДж/кг; h7 = 2472 кДж/кг.

Действительный теплоперепад турбины ,

кДж/кг.

.3 Составление сводной таблицы параметров пара и воды

По процессу расширения пара в турбине определяем характерные точки и заносим в таблицу 2.1.

Значения давлений и энтальпий пара на входе, выходе из турбины берём из исходных данных и по расчёту процесса расширения.

Значения энтальпий отборов определены при построении процесса расширения пара в турбине.

Значения давлений в подогревателях с учётом потерь давления в паропроводах определены ранее как Для деаэратора рп = рд. Для конденсатора давление рк задано.