Классификация ТЭС и энергоблоков. Схемы электростанций на органическом и ядерном топливе

ТЭС и АЭС

Курс лекций для студентов по направлению 140100

Учебная литература

• 1.Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.:Энергия, 1986.-448с.
• 2.Стерман Л.С. и др. Тепловые и атомные электростанции.-М.:Энергоиздат.-456с.
• 3.Ларионов В.С.,Ноздренко Г.В. и др.Технико-экономическая эффективность энергоблоков ТЭС.-Новосибирск:НГТУ,1998.-31с.

• 4.Ноздренко Г.В. и др. Расчеты тепловых схем ТЭС. Метод. указание к КП и ДП. Новосибирск:НЭТИ,1991.-62с.

ВВЕДЕНИЕ (показатели современного состояния ТЭС,АЭС)

• Производство электроэнергии является одним из главных показателей экономического уровня страны. Опережающие темпы роста энергетики необходимы для общего прогресса в развитии техники, роста энерговооруженности и повышения производительности труда.

На ТЭС

• Применяются паротурбинные установки, работающие при высоких параметрах пара на различных видах органического топлива. На АЭС – мощные установки с реакторами в основном на тепловых нейтронах и водном теплоносителе, так как они являются сейчас наиболее простыми, надежными в эксплуатации и экономичными.

Классификация ТЭС и энергоблоков

ТЭС, энергоблоки

По типу установок

По назначению

По давлению

Газотурбинные

Низкого (до 1 МПа)

Парогазовые

Среднего (1…10 МПа)

Паротурбинные

Высокого (14 МПа)

Конденсационные

ГРЭС

Сверхвысокого (18…20 МПа)

Теплофикацион-ные

ТЭЦ

Сверхкритическо-го (более 22,5 МПа)

Укрупненная структура генерирующих мощностей на ТЭС РФ и выработка электроэнергии

Доля установленных мощностей на ТЭС РФ

Ввод генерирующих мощностей на ТЭС РФ

Экономичность КЭС РФ

Экономичность ТЭС зарубежных и РФ

Доля выработки электроэнергии на АЭС

АЭС РФ

Превращения ядерного горючего в топливном цикле АЭС (с ВВЭР)

Технико-экономические показатели электростанций

,

Схемы электростанций на органическом и ядерном топливе.

Схема энергоблока с регенерацией теплоты

Схема одноконтурной АЭС с канальным реактором РБМК-1000

Схема двухконтурной АЭС с реактором ВВЭР-1000

Cепараторы АЭС

1-корпус; 2-центральная часть сепаратора; 3-пакеты основного сепаратора; 4-дырчатый цилиндр; 5-гидрозатвор

Схема циркуляционного контура АЭС

1-реактор ВВЭР;

2-компенсатор объема; 3-главная запорная задвижка; 4-ГЦН;

5-ПГ; 6-теплообменник;

7-охладитель очистки;

8-фильтр; 9-подпитка первого контура; 10барабан-сепаратор

Схема отопительной ТЭЦ с Т-турбиной

Схема сетевой установки ТЭЦ с Т-турбиной

Схема бинарной ПГУ

Схема ПГУ-450

Пусковая схема энергоблока

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ

ПОКАЗАТЕЛИ тепловой экономичности КЭС

Показатели тепловой экономичности ПГУ

Тепловая экономичность ПГУ с паровой турбиной двух давлений

Эффективность ПГУ с паровой турбиной двух давлений (продолжение)

КПД ПГУ

Проектные технико-экономические показатели Северо-Западной ТЭЦ

ПОКАЗАТЕЛИ тепловой экономичности АЭС

ПОКАЗАТЕЛИ тепловой экономичности ТЭЦ

Влияние регенерации на тепловую экономичность ТЭС

Энергетические системы ТЭС и их агрегаты

Технологическая схема ТЭС, энергетические системы и агрегаты

Система регенерации

ЦВД

ЦСД

ЦНД–1

ЦНД–2

ЦНД–3

ПК

I

II

VI

К

V

VIII

IV

III

VII

П1

К–р

Из упл

Из ХВО

П6

П7

П4

П5

П2

КН

Д

ТП

П3

ПН

Процессы в энергоблоке с К-800-240 в P,s-диаграмме

1000

ПН

В3

В2

В1

0

ПВ

ЧВД

100

I

1'

ПП

II

2'

КН

III

ТП

3'

Давление, P, бар

В7

В6

В5

10

В4

IV

Д

V

4'

ЧСД

VI

5'

VII

1

6'

VIII

7'

0,1

К

К'

КТП

0,01

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

Энтропия, S, кДж/(кг·К)

Схемы поверхностных регенеративных подогревателей

подогреватель с охладителем дренажа и охладителем пара

простейший подогреватель

подогреватель с охладителем дренажа

3

1

1

1

2

2

tН

tН

tН

tДР

?t1

?t1

?t1

tДР

tВЫХ

tВЫХ

tВЫХ

tВХ

tВХ

?t2

?t2

tВХ

Схемы включения поверхностных подогревателей

2

1

3

4

5

2

6

1

3

2

1

3

4

Схемы включения деаэратора

2

1

1

3

3

7

7

4

4

4

4

5

5

6

6

8

8

Схемы ДЭ избыточного давления и вакуумного ДЭ

3

10

4

2

2

5

1

7

7

5

5

8

8

1

1

9

9

2

1

1

3

3

7

7

4

4

4

4

5

5

6

6

8

8

Деаэрационная колонка струйного типа

3

2

4

1

5

Деаэрационная колонка струйно–барботажного типа

17

2

1

1

3

4

6

5

16

14

7

8

9

15

10

11

13

12

Схемы включения питательных насосов

1

1

5

2

2

Подвод пара

Подвод пара

Подвод ОК

Подвод ОК

3

3

4

4

– для барабанных котлов;

– для прямоточных котлов;

Схемы включения приводных турбин

ТГ

ТГ

ПК

ПП

ПК

ПП

ПВД

ПВД

ПТ

ПТ

Д

Д

ПН

ПН

КН

КН

БН

БН

ПНД

ПНД

а)

б)

Рабочий процесс в турбоприводе

p0

p'0

H

p0, T0

ТГ

H'i

HТПi

H''i

HТПs

H'‘s

pТПК

ТП

pК

s

ПН

Расчет регенеративных подогревателей

Схема движения теплообменивающихся сред в ПВД (а) и графики изменения температур теплоносителей (б) ОК - охладитель конденсата; СП - собственно подогреватель; ОП - охладитель перегрева

Уравнение теплового баланса:

– поток теплоты, передаваемой нагреваемой среде в подогревателе, кВт;

– расходы пара и воды, кг/с;

– удельные энтальпии нагреваемой воды на выходе и входе подогревателя, кДж/кг;

– удельные энтальпии греющего пара на входе в подогреватель и конденсата греющего пара (дренажа) на выходе из подогревателя, кДж/кг;

– коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду (равен 0,98 – 0,99).

Для подогревателя, в котором предусмотрены охладитель пара и охладитель конденсата греющего пара, поток теплоты:

Количество теплоты, передаваемой в охладителе пара:

Количество теплоты, передаваемой в собственно подогревателе:

Количество теплоты, передаваемой в охладителе конденсата:

– удельная энтальпия пара на выходе из охладителя пара;

– удельная энтальпия конденсата пара при температуре насыщения;

– расходы воды через охладитель пара и охладитель конденсата;

– количество теплоты, передаваемой 1 кг воды соответственно в охладителе пара, собственно подогревателе и охладителе конденсата.

Температура воды на выходе из охладителя пара:

Температура среды на выходе из охладителя конденсата:

В зависимости от стоимости топлива, используемого на электростанции, можно рекомендовать следующие минимальные температурные напоры:

?1, hI

?2, hII

?2, hIII

ПВД1

ПВД2

ПВД3

Расчет ПВД

ОП

СП

ОД

ОП

СП

Расчёт деаэратора

Схема баланса расходов пара и конденсата на ТЭЦ

ТУ

РОУ

КУ

К

ТП

ПНД

ПВД

ПН

КН

НДВ

Системы отпуска теплоты

Q, %

90

1, 2 – отопительная нагрузка соответсвенно жилых и промышленных помещений; 3 – вентиляционная нагрузка; 4 – нагрузка горячего водоснабжения; 5 – тепловые потери; 6 – суммарная нагрузка

80

6

70

60

50

40

1

30

4

20

2

10

5

3

tн, °С

8

5

0

–5

–10

–15

–20

Схема сетевой подогревательной установки

ТУ

ПВК

КУ

СН2

tВС

ВСП

tПС

ТП

НСП

tНС

GС

КСН

tКП

КП

tОС

СН1

ДПП

ППН

ХВО

Сетевой подогреватель

Схема водяной теплофикационной системы

Т

I

II

III

Г

К

Б

СП

Э

КН

ХВО

Р

СН

РД

КН

ППН

ХВО

Схема районного теплоснабжения от паровой котельной

III

II

I

ЦН

Б

ЦН

1

Паровая сеть

2

К

Б

СП

3

СН

Водяная сеть

4

ПН

ХВО

ГВ – городской водопровод; 1 – пар; 2 – конденсат; 3 – подающий трубопровод; 4 – обратный трубопровод.

ППН

ГВ

КБ

Схема испарительной установки

Вертикальный испаритель с промывочными дырчатыми листами

Схема включения паропреобразователей

1

3

3

2

Подвод пара

4

4

10

5

8

9

6

7

Подвод питательной воды

Отвод продувочной воды

Отвод конденсата

Тягодутьевая система

Тягодутьевая система

Выбор вентиляторов и дымососов

– давление в начале и в конце сети;

– суммарное сопротивление тракта;

– геодезический напор, равный разности высот начала и конца сети