Проектирование тепловой электростанции на сверхкритические параметры пара, с предполагаемым КПД приблизительно 50 %, страница 17

Расчет серии ПТУ для энергоблоков мощностью = 525 МВт выполнен специалистами МЭИ совместно с ВТИ. Во всех вариантах принято начальное давление р₀ = 29 МПа, температуры свежего пара и пара промперегрева менялись от 580 до 600°С, р_к = 3,4 кПа, t_пит.в = 300°С, давление за питательным насосом р_пит/н = 36 МПа. Вариант с одним промперегревом базировался на усовершенствованной тепловой схеме турбины ЛМЗ К-500-23,5-4. При расчетах принято, что проточная часть турбины соответствует современному уровню, W = 11,3 м², потери в тракте промперегрева Dр_пп/ = 10 %, КПД котла  = 94,5 %. Итоги расчета представлены ниже:

t₀/t_пп , °C ………………….     580/580     580/600     600/600

, % ……………………..44,94         45,11         45,33

На рисунке 11 приведена тепловая схема энергоблока с двумя промперегревами. В схеме использована четырехцилидровая турбина с совмещенным цилиндром высокого и среднего давления (ЦВСД).

При расчетах по рекомендации ВТИ были приняты потери давления в трактах промперегрева Dр_п.п1/=  7 % и Dр_п.п2/= 10 %.

Результаты расчета приведены ниже:

t_о/t_п.п1/t_п.п2,°С ……   580/580/580   580/590/600   600/600/600

, %  ……………45,51               45,67              45,90

Если в расчетах учесть возможность использования системы регулируемых зазоров, применения во всех ступенях пакетированных трехмерных рабочих лопаток, а также повышенную эффективность выходных патрубков ЦНД, то КПД энергоблока оказывается заметно выше, хотя влияние температур было практически таким же, что и представленное выше.

Рисунок 11. Тепловая схема турбоустановки с двумя промперегревами пара мощностью N_Э = 525 МВт с частотой вращения n = 50 1/с, начальным давлением р₀ - 29 МПа

Турбина мощностью N_Э = 1000 МВт при тех же параметрах, естественно, требует или увеличения числа ЦНД, или новых, заметно большей длины, последних лопаток. В этом случае КПД энергоблока будет еще выше из-за повышенных высот лопаток ЧВ Д и первых ступеней ЧСД, отсутствия думмисов, малых выходных потерь, секционирования конденсатора. Турбина выполняется одновальной (в отличие от агрегатов Японии), с сопловым парораспределением и одной регулирующей ступень. Тепловую схему турбоустановки по предложению целесообразно выполнить бездеаэраторной, двухподъемной, с камерными ПВД, без которых требуемая повышенная температура питательной воды вообще вряд ли может быть получена.

На рисунке 12 показана тепловая схема перспективной турбоустановки мощностью 360 МВт фирмы «Дженерал Электрик» с двумя промперегревами с частотой вращения 60 1/с. В ней также предусмотрены двухподъемная бездеаэраторная схема конденсатно-питательного тракта, четырехцилиндровая турбина с отдельным цилиндром сверхвысокого давления, совмещенным ЦВСД и двумя ЦНД, конвективный нагрев питательной воды перегретым паром и охлаждение ротора ЦСД паром отбора сниженной температуры. [6]

Рисунок 12. Принципиальная тепловая схема перспективного энергоблока с двумя промперегревами с параметрами 32,56 МПа/593/593/593^ОС.

1 — котел; 2 — охлаждение ЦСВД; 3 — конденсаторы; 4 — конденсационный турбопривод основного питательного насоса; 5 — конденсатный насос; 6 — ПНД; 7 — бустерный насос на 11,2 МПа; 8 — ПВД; 9 — питательный насос на 39,09 МПа; 10 — подогрев питательной воды отборами из ЦВСД

Принципиальная тепловая схема характеризует сущность основного технологического процесса преобразования и использования энергии рабочего тела электростанции. На паротурбинной электрической станции эта схема включает: котельный и турбинный агрегаты с электрическим генератором и конденсатором. Принципиальная тепловая схема включает также насосы для перекачки рабочего тела (теплоносителя), как-то: питательные насосы котлов, испарителей и паропреобразователей; конденсатные насосы турбин, регенеративных подогревателей.

Основное и вспомогательное тепловое оборудование объединяется в принципиальной тепловой схеме линиями трубопроводов для воды и пара в соответствии с последовательностью движения рабочего тела в установке.