Материал: семинар 8
Цикл ПТУ АЭС на насыщенном паре
Главной особенностью ПТУ на насыщенном паре является то, что
процесс расширения в турбине протекает в области влажного пара ( х |
1). |
1 |
|
Следствием этого является высокая влажность пара на выходе из турбины
(рис. 14).
ПГ – парогенератор; Т – турбина; Г – генератор; Н - насос
Рис. 14. Принципиальная схема и цикл ПТУ на насыщенном паре
Для снижения влажности на выходе из турбины (повышения степени сухости) предлагают циклы с сепарацией пара (рис. 15 и рис. 16).
ПГ – парогенератор; ЦВД – цилиндр высокого давления; ЦНД – цилиндр низкого давления; Г – генератор; К-р – конденсатор; Сеп – сепаратор; Н I и H II – насосы первого и второго подъема соответственно
Рис. 15. Принципиальная схема ПТУ на насыщенном паре с сепарацией
Рис. 16. Цикл ПТУ на насыщенном паре с сепарацией
Цикл ПТУ атомной электростанции (АЭС) с водо-водяным энергетическим реактором (ВВЭР) – цикл ПТУ на насыщенном паре с сепарацией и промежуточным перегревом пара (рис. 17 и рис. 18).
Рис. 17. Принципиальная схема ПТУ АЭС с ВВЭР с сепарацией и промежуточным перегревом пара
Рис. 18. Цикл ПТУ АЭС с ВВЭР с сепарацией и промежуточным перегревом пара в Т,s-диаграмме и процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме
Доля «отсепарированной» влаги рис. 17):
|
|
с |
|
|
|
Если принять ха |
1, то |
|
(для схем, представленных на рис. 15 и
= |
х |
а |
− х |
с |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
х |
а . |
|
|
|
|
|
||
Энтальпия
h4
|
с |
=1 − х |
|
с |
находится из теплового
.
баланса смешения потоков –
основного конденсата после конденсатного насоса ПН1, «отсепарированной» влаги и конденсата греющего пара промежуточного перегревателя (если таковой есть). Для схемы, представленной на рис. 17, уравнение теплового баланса:
(1− c ) h3 |
+ |
|
+ c |
|
= (1+ пп ) h4 . |
пп h1 |
hc |
В свою очередь, доля пара, отбираемого на промежуточный перегрев,
определяется из уравнения теплового баланса перегревателя: |
|||||||||
(1− |
с |
) h |
+ |
nn |
h = (1− |
c |
) h + |
пп |
h |
|
a |
|
1 |
в |
1 |
||||
|
Термический КПД цикла ПТУ с сепарацией пара (рис. 3): |
|||||||||||||
сеп |
= |
l |
= |
(h − h )+ (1 − |
|
) (h |
− h ) − (1 − )(h − h |
) − (h |
||||||
|
1 |
c |
c |
а |
2 |
|
с |
3 |
2 |
5 |
||||
|
|
|
|
|||||||||||
t |
|
|
q |
|
|
|
|
|
h − h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
5 |
|
|
|
|
− h4 )
.
Термический КПД цикла ПТУ АЭС с ВВЭР с сепарацией пара и
промежуточным перегревом (рис. 17): |
|
спп = |
(h1 − hc )+ (1 − c ) (hв − h2 ) − (1 − c )(h3 − h2 ) − (1 + пп )(h5 − h4 ) . |
t |
(1 + пп ) (h1 − h5 ) |
|
|
Задача № 24
Сравните значения термических КПД и степени сухости на выходе из турбины трех паротурбинных установок на насыщенном паре.
Все установки работают по двухконтурной схеме (рис. 14,15,17). В первом контуре (атомного реактора) теплоносителем является вода. Вода первого контура передает теплоту воде второго контура в парогенераторе, за
счет чего образуется сухой насыщенный пар с давлением
р1
= 6 МПа. Этот
пар подается в турбину. Давление в конденсаторах ПТУ для всех установок:
р |
2 |
|
= 4 кПа.
Первая установка работает по обратимому циклу Ренкина на насыщенном паре (рис. 14).
Вторая установка работает с сепарацией пара: давление промежуточной сепарации рс = 0,5 МПа (рис. 15 и рис. 16).
Третья установка работает с сепарацией пара ( рс = 0,5 МПа) и промежуточным перегревом пара до температуры tв = 265°С (рис. 17 и рис.18).