Для снижения конечной влажности пара в цилиндрах турбины до допустимого значения 10–13% применяют подсушку и промежуточный перегрев пара. Между цилиндрами турбины устанавливают сепаратор влаги (С) для подсушки пара до сухости примерно 0,99 и вслед за ним пароперегреватели промежуточного перегрева, обогреваемые паром из отбора турбины (ПП0) и свежим паром (ППс) (рис. 4.14). Начальное давление насыщенного водяного пара по условиям ограничения параметров воды в ядерном реакторе принимают 6,0–7,0 МПа с соответствующей температурой насыщения примерно 280°C.
Рис. 4.14. Простейшая схема турбоустановки насыщенного водяного пара с сепаратором влаги и промежуточным перегревом отборным и свежим паром
Давление промежуточного перегрева («разделительное» давление) из условия достижения наибольшего КПД, а также с учетом конструктивного выполнения турбины принимают около 0,6–1,2 МПа, в среднем pс » 0,15p0 (рис. 4.15).
Рис. 4.15. Процесс работы в турбине насыщенного водяного пара с применением сепарации влаги и промежуточного перегрева отборным и свежим паром
Теплоту промежуточного перегрева распределяют примерно поровну между промежуточными перегревателями отборного и свежего пара.
В промежуточных перегревателях пар конденсируется, конденсат греющего пара отводится в линию питательной воды. Недогрев перегреваемого пара до температуры конденсации греющего составляет 15–20°C.
Конечное давление пара в ЦНД турбины АЭС принимают равным 4–6 кПа. КПД таких турбоустановок с развитой системой регенеративного подогрева воды составляет около 33%.
В одноконтурной схеме пар из реактора через барабан-сепаратор направляется в турбину.
В двухконтурной схеме вода первого контура передает теплоту, получаемую в реакторе, питательной воде и водяному пару в парогенераторе.
КПД турбоустановки насыщенного водяного пара можно повысить, применяя трехцилиндровую турбину с двухступенчатой сепарацией влаги (между ЦВД и ЦСД, а также между ЦСД и ЦНД). Разделительные давления пара при этом составят pс1 » 2,0 МПа и pс2 » 0,2 МПа, т. е. pс1 » 0,3p0 и pс2 » 0,3p0. КПД такой турбоустановки повышается по сравнению с обычными схемами одноступенчатой сепарации примерно на 1,0–1,5%.
Повышение КПД турбоустановки АЭС обусловливает экономию ядерного топлива, а при данном его расходе — увеличение мощности АЭС и экономию органического топлива в энергосистеме.
Ощутимое повышение КПД турбоустановки АЭС достигается применением перегрева свежего пара. На первой атомной электростанции в нашей стране уже был осуществлен такой перегрев, однако при низком начальном давлении пара и соответственно низком КПД этой опытно-промышленной установки.
В Советском Союзе в течение ряда лет успешно работает АЭС с перегревом свежего пара в ядерном уран-графитовом реакторе до 510°C. Начальное давление пара перед турбинами мощностью 100 и 200 МВт составляет 8–9 МПа, КПД турбоустановок 35–37 %.
Получение перегретого пара для турбин АЭС возможно также при установке ядерных реакторов с газовым теплоносителем (например, углекислым газом или гелием).
Дальнейшее совершенствование АЭС и повышение их КПД связано с применением реакторов на быстрых нейтронах, охлаждаемых теплоносителями с невысоким давлением и высокой температурой (жидкие металлы: натрий и др.). В СССР работает несколько реакторов подобного типа.
На АЭС с ядерными реакторами на быстрых нейтронах возможно применение турбин с более высокими начальными параметрами пара и температурой промежуточного перегрева пара (p0 = 13 МПа, t0 = 490°C).
В связи с ростом энергетических нагрузок данного района может оказаться целесообразным увеличить мощность отдельных находящихся здесь электростанций. Возможности их расширения зависят от располагаемого места, условий водо- и топливоснабжения, требований чистоты воздушного бассейна и др.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.