Расчёт принципиальной тепловой схемы блока с ввэр-440

РАСЧЁТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ БЛОКА С ВВЭР-440

 

Основные этапы расчёта

 

а) Составление принципиальной тепловой схемы блока.

б) Построение процесса работы пара в турбине в h,s – диаграмме.

в) Составление сводной таблицы параметров пара и воды по ступеням регенеративного подогрева.

г) Определение долей расхода греющего пара на элементы ПТС.

д) Проверка правильности расчёта контролем материального баланса.

е) Определение долей расхода свежего пара на турбину.

ж) Определение численных значений расходов пара и воды на всех участках ПТС.

з) Проверка правильности расчёта путём сравнения суммарной мощности потоков пара, проходящих через турбины, с заданной.

и) Определение энергетических показателей блока.

Исходные данные

а) Тип турбоустановки.

б) Номинальная мощность.

в) Начальное давление свежего пара перед турбиной Р₀, МПа.

г) Начальная температура свежего пара перед турбиной t₀, ⁰C.

д) Начальная степень сухости пара перед турбиной x₀.

е) Разделительное давление (на входе пара в СПП) Р_Р, МПа.

ж) Давление в конденсаторе отработавшего в турбине пара Р_К , МПа.

з) Относительное внутренние КПД цилиндров турбины: ŋ^ЦВД , ŋ^ЦСД , ŋ^ЦНД .

и) Давление пара в отборах: Р₁, Р₂, Р₃ , Р₄ , Р₅ , Р₆ , Р₇, Р₈, МПа.

к) Давление в деаэраторе: Р_Д, МПа

ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА РАБОТЫ ПАРА В ТУРБИНЕ В h,s–ДИАГРАММЕ

 

При построении процесса учитываются потери давления пара в паровпускных и регулирующих устройствах ЦВД и СПП. По начальным параметрам (Р₀ , X₀) находится точка 0, соответствующая состоянию пара перед паровпускными клапанами ЦВД турбины. Определяется энтальпия пара в точке 0 h₀, кДж/кг и температура t₀, ⁰С. Принимается потеря давления паровпускных клапанах в размере 3-5 % давления свежего пара. Тогда давление перед первой ступенью ЦВД:

 

P^/₀ = (0,97-0,95)· Р₀, МПа (2.1)

 

Процедуру дросселирования в паровпускных клапанах соответствует отрезок 00’. Строится адиабатный (изоэнтропийный) процесс работы пара в ЦВД от давления P’₀ до разделительного P_Р (отрезок 0А). Находится энтальпия отработавшего пара при изоэнтропийном расширении в ЦВД h^а_Р, кДж/кг. Определяется энтальпия пара в конце действительного (с учётом потерь энергии в проточной части) процесса расширения пара в ЦВД h_Р кДж/кг:

 

h_Р = h₀ - ŋ^ЦВД · (h₀- h^а_Р), кДж/кг (2.2)

 

По параметрам P_Р и h_Р находится точка В. Отрезок ОВ-действительный рабочий процесс пара в ЦВД.

Принимается потеря давления пара в СПП 5-10 %. Давление пара после СПП:

 

P^/_Р = (0,90-0,95) · P_Р, МПа (2.3)

 

Температура пара на выходе из СПП определяется с учётом принятого температурного напора пароперегревателя θ_ПП = 15-25 % ⁰С.

 

t_ПП2 = t₀ - θ_ПП, ⁰С (2.4)

 

Состоянию пара, на выходе из СПП соответствует точка Е (t_ПП2, P^/_Р).

По давлениям пара в регенеративных отборах на h,s-диаграмме находятся точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, соответствующие состоянию пара в отборах. Принимается степень сухости пара после сепаратора Х_ВЫХ = 0,99. Точка С соответствует состоянию пара после сепаратора, а отрезок ВС – процессу осушки в сепараторе. Температура нагреваемого пара на выходе из первой ступени пароперегревателя t_ПП1 ,⁰С.

 

t_ПП1 = t₁ - θ_ПП, ⁰С (2.5)

 

где t₁ – температура греющего пара первого отбора.

Точка Д соответствует состоянию пара на выходе из первой ступени пароперегревателя.

Для точек 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5(В), 6, 7, 8, К необходимо записать параметры пара: давление Р, МПа; массовое паросодержание Х; температуру t, ⁰С; энтальпию h, кДж/кг.

 

 

СОСТАВЛЕНИЕ СВОДНОЙ ТАБЛИЦЫ ПАРАМЕТРОВ ПАРА И ВОДЫ ПО СТУПЕНЯМ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПОДОГРЕВА

 

Графа 1: Проставляются обозначения точек процесса работы пара в турбине из h,s – диаграммы (в таблице П3 приводятся параметры пара и воды турбоустановки).

Графа 2: Наименования подогревателя.

Параметры греющего пара

 

Графа 3: Давление Р, МПа из h,s – диаграммы.

Графа 4: Массовое паросодержание Х из h,s – диаграммы.

Графа 5: Температура t, °С из h,s – диаграммы.

Графа 6: Энтальпия h, кДж/кг из h,s – диаграммы.

Параметры нагреваемой воды

 

Графа 11: Проставляется давление основного конденсата и питательной воды после каждого регенеративного подогревателя P_ni, МПа. Давление, развиваемое конденсатным и питательными насосами (определяется по таблицам П4 и П5), а гидравлическое сопротивление подогревателей(определяется по таблицам П6 и П7).

Графа 12: Проставляется значение температур нагреваемой среды после подогревателей t_ni:

 

t_ni = t_ni - θ_i,°С (3.2)

 

Графа 13: Энтальпия воды h_ni, кДж/кг определяется по таблицам теплофизических свойств воды и водяного пара по давлению воды Р_ni, МПа и температуре после подогревателей t_ni,°С.

Для отборов после СПП

 

(6.7)

 

(6.8)

 

(6.9)

 

(6.10)

 

Расход свежего пара на ЦВД, кг/с, находится из уравнения энергетического баланса:

(6.12)

 

где W – электрическая мощность турбоагрегата, кВт,

- механический КПД турбины, учитывающий потери от трения в подшипниках и затраты энергии на систему регулирования и смазки, = 0,990 - 0,995,

- КПД электрического генератора, учитывающий электрические и механические потери, =0,98-0,99.

При расчёте α_i у_i учитывающий не только отборы пара на ПВД, ПНД и деаэратор, но и отборы пара на перегреватель СПП, отвод сепарата из сепаратора, h_p = h₅

 

α_i у_i = α₀^ПП·у₀^ПП+α₁·у₁+α₁^ПП·у₁^ПП+α₂·у₂+α₃·у₃+α₃^Д·у₃^Д+α₄·у₄+ +α₅·у₅+α_С·у_С+α₆·у₆+α₇·у₇+α₈·у₈ (6.13)

 

 

Удельный расход пара

 

, кг/кДж (9.2)

 

где Д_ТУ, кг/с – общий расход пара на турбину,

W, кВт – электрическая мощность.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П2 – Характеристика приводных турбин питательных насосов

 

Тип	Начальное давление пара, МПа	Начальная температура пара,	Давление в конденсаторе, МПа	Механический КПД	Мощность, кВт	КПД насоса
ОК-12А	0,99		0,006	0,99		0,73

 

Таблица П3 – Параметры пара и воды турбоустановки

 

Точка процесса пара	Подогреватель	Греющий пар	Дренаж греющего пара
Давление Р, МПа	Массовое паросодержание Х	Температура t,°С	Энтальпия h, кДж/кг	Давление перед подогревателем Р^/, МПа	Температура насыщения t^/,°С	Энтальпия h^/, кДж/кг

 

Продолжение таблицы П3

 

Температурный напор подогревателя θ, °С	Греющий пар	Дренаж греющего пара
Давление Рпi, МПа	Температура tпi,°С	Энтальпия hпi, кДж/кг	Давление Рппi, МПа	Температура tппi,°С	Энтальпия hппi, кДж/кг

Таблица П4 – Характеристика питательных насосов

 

Тип	Подача, м^3/ч	Давление развиваемое насосом, МПа	Мощность, кВт	Назначение
ПЭ-850-65		6,7		ВВЭР-440
ПЭ-300-70	220-250	8,5-8,3	745-695	РБМК-1000
ПТ-3750		7,5	Турбинный привод	ВВЭР-1000 Привод типа ОК-12А

 

Таблица П5 – Характеристика конденсатных насосов

 

Тип	Подача, м^3/ч	Давление развиваемое насосом, МПа	Мощность, кВт	Назначение
КсВ-1500-120		1,20		РБМК-1000, 1-я ступень
ЦН-1500-240		2,45		РБМК-1000, 2-я ступень
КсВ-500-220		2,20		ВВЭР-440
КсВ-2000-90		0,90	-	ВВЭР-1000 с турбиной К-1000-60/1500, 1-я ступень
ЦН-2000-185		1,85	-	ВВЭР-1000 с турбиной К-1000-60/1500, 2-я ступень
КсВ-1000-220		2,20		ВВЭР-1000 с турбиной К-500-60/1500

 

Таблица П6 – Характеристика подогревателей низкого давления

 

Тип	Давление воды, МПа	Расход воды, м^3/ч	Гидравлическое сопротивление	Назначение
ПН-800-1	2,84		0,040	ПНД1 К-220-44/3000
ПН-800-2	2,84		0,035	ПНД2 К-220-44/3000
ПН-800-3	2,84		0,044	ПНД3 К-220-44/3000
ПН-800-4	2,84		0,045	ПНД4 К-220-44/3000

Продолжение таблицы П6

 

ПН-800-5	2,84		0,046	ПНД5 К-220-44/3000
ПН-950-42-8	4,12		0,140	ПНД1 К-500-65/3000
ПН-1800-42-8-I	4.12		0.123	ПНД2 К-500-65/3000
ПН-1800-42-8-II	4.12		0.124	ПНД3 К-500-65/3000
ПН-1800-42-8-III	4.12		0.152	ПНД4 К-500-65/3000
ПН-1800-42-8-IV	4.12		0.155	ПНД5 К-500-65/3000
ПН-1700-25-0,3	2,45		0,092	ПНД1 К-500-60/1500
ПН-1700-25-1,3	2,45		0,115	ПНД2 К-500-60/1500
ПН-1700-25-2,5	2,45		0,112	ПНД3 К-500-60/1500
ПН-1700-25-6	2,45		0,172	ПНД4 К-500-60/1500

 

Таблица П7 – Характеристика подогревателей высокого давления

 

Тип	Давление воды, МПа	Расход воды, м^3/ч	Гидравлическое сопротивление	Назначение
ПВ-1600-92-15	9,02		0,490	ПВД6 К-220-44/3000
ПВ-1600-92-20	9,02		0,490	ПВД7 К-220-44/3000
ПВ-1600-92-30	9,02		0,490	ПВД8 К-220-44/3000
ПВ-2000-120-12	11,76		0,020	ПВД5 К-500-60/1500
ПВ-2000-120-19	11,76	11,76	0,020	ПВД5 К-500-60/1500
ПВ-2000-120-29	11,76	11,76	0,020	ПВД5 К-500-60/1500

Литература:

1. Т. Х. Маргулова, Л. А. Подушко, «Атомные электрические станции», М., «Энергоидат», 1982 г.

2. О. М. Рабинович, «Сборник задач по технической термодинамике», М., «Машиностроение», 1973г.

РАСЧЁТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ БЛОКА С ВВЭР-440

 

Основные этапы расчёта

 

а) Составление принципиальной тепловой схемы блока.

б) Построение процесса работы пара в турбине в h,s – диаграмме.

в) Составление сводной таблицы параметров пара и воды по ступеням регенеративного подогрева.

г) Определение долей расхода греющего пара на элементы ПТС.

д) Проверка правильности расчёта контролем материального баланса.

е) Определение долей расхода свежего пара на турбину.

ж) Определение численных значений расходов пара и воды на всех участках ПТС.

з) Проверка правильности расчёта путём сравнения суммарной мощности потоков пара, проходящих через турбины, с заданной.

и) Определение энергетических показателей блока.

Исходные данные

а) Тип турбоустановки.

б) Номинальная мощность.

в) Начальное давление свежего пара перед турбиной Р₀, МПа.

г) Начальная температура свежего пара перед турбиной t₀, ⁰C.

д) Начальная степень сухости пара перед турбиной x₀.

е) Разделительное давление (на входе пара в СПП) Р_Р, МПа.

ж) Давление в конденсаторе отработавшего в турбине пара Р_К , МПа.

з) Относительное внутренние КПД цилиндров турбины: ŋ^ЦВД , ŋ^ЦСД , ŋ^ЦНД .

и) Давление пара в отборах: Р₁, Р₂, Р₃ , Р₄ , Р₅ , Р₆ , Р₇, Р₈, МПа.

к) Давление в деаэраторе: Р_Д, МПа