Одноконтурные, двухконтурные и трехконтурные схемы паровой ступени ПГУ.
- одноконтурные - в котле-утилизаторе располагается один парогенерирующий контур;
-многоконтурные: - двухконтурные - в котле-утилизаторе располагаются два парогенерируюгцих контура для выработки пара высокого и низкого давления;
- двухконтурные с промперегревом пара в котле-утилизаторе кроме двух парогенерирующих контуров располагается также промежуточный пароперегреватель;
- трех контурные с проперегревом пара в котле-утилизаторе располагаются три паро- генерирующих контура и промежуточный пароперегреватель.
По данным источника [1] в ПГУ с одноконтурным КУ дымовые газы удаётся охладить до 160°C, и получить невысокое значение КПД производства электроэнергии. При этом тепловая схема такой ПГУ более проста в эксплуатации и имеет более низкие капитальные затраты. Для повышения эффективности производства электроэнергии приходится усложнять тепловую схему ПГУ, применяя при этом двух- и трехконтурные котлы- утилизаторы. На рисунках 4 и 5 представлена принципиальная тепловая схема ПГУ с двухконтурным котлом-утилизатором и Q-T диаграмма теплообмена. По результатам анализа тепловых схем ПГУ представленных на рисунках 3 и 4 при использовании одинаковых ГТУ (V64.2 производства Siemens) эффективность производства электроэнергии в первом случае будет 49,95%, а во втором 52,2% [1]. При использовании современных ГТУ температура выходных газов превышает 600 °C. Данное обстоятельство позволяет применят котлы-утилизаторы с тремя контурами генерации пара и его промежуточным перегревом. Так же промежуточный перегрев пара может применяться и в КУ с двумя давлениями пара. В обоих случаях это решение позволяет снизить влажность пара в последних ступенях паровой турбины и отказаться от использования сепаратора влаги.
|
|
|
В общем случае в схеме АЭС имеются теплоноситель и рабочее тело. Рабочее тело – газообразное или жидкое вещество, которое применяют в машинах для преобразования энергии. Для АЭС рабочим телом является водяной пар сравнительно низких параметров, насыщенный или слегка перегретый. Теплоноситель – движущаяся жидкая или газообразная среда, используемая для осуществления процесса отвода теплоты, выделяющейся в реакторе. В схемах АЭС теплоносителем является обычная или тяжелая вода, а иногда органические жидкости или инертный газ.
Основная классификация АЭС производится в зависимости от числа контуров теплоносителя и рабочего тела. Различают одно-, двух- и трехконтурные АЭС (рис.20).
Рисунок 20 :
Тепловые схемы АЭС:
а – одноконтурная;
б – двухконтурная;
в – трехконтурная
При одноконтурной тепловой схеме АЭС (а) контуры теплоносителя и рабочего тела совпадают. В реакторе 1 происходит парообразование, пар направляется в паровую турбину 2, где производится механическая работа, которая в электрогенераторе 3 превращается в электроэнергию. В конденсаторе 4 происходит конденсация отработавшего пара и образовавшийся конденсат питательным насосом 5 подается снова в реактор. Таким образом, контур рабочего тела является одновременно контуром теплоносителя и оказывается замкнутым.
|
|
|
Реактор может работать как с естественной, так и с принудительной циркуляцией теплоносителя по дополнительному внутреннему контуру, на котором установлен соответствующий циркуляционный насос 6.
Большим преимуществом одноконтурных АЭС является их простота и меньшая стоимость оборудования по сравнению с АЭС, выполненными по другим схемам, а недостатком – радиоактивность теплоносителя, что выдвигает дополнительные требования при проектировании и эксплуатации ПТУ АЭС.
В двухконтурной тепловой схеме АЭС (б) контуры теплоносителя и рабочего тела разделены. Контур теплоносителя, прокачиваемого через реактор 1 и парогенератор 7 циркуляционными насосом 6, называют первым или реакторным, а контур рабочего тела – вторым. Оба контура являются замкнутыми и обмен теплотой между теплоносителем и рабочим телом осуществляется в парогенераторе 7. Турбоустановка 2, входящая в состав второго контура, работает в условиях отсутствия радиационной активности, что упрощает ее эксплуатацию.
|
|
|
АЭС с двухконтурной тепловой схемой обычно выполняются с турбинами насыщенного пара. Однако имеются схемы, при которых пар на входе в турбину слабо перегрет.
Экономичность АЭС с двухконтурной тепловой схемой при прочих равных условиях всегда меньше, чем одноконтурной. Следует отметить, что стоимость второго контура и парогенератора соизмеримы со стоимостью биологической защиты в одноконтурной схеме. Поэтому стоимость одного кВт установленной мощности на АЭС одно- и двухконтурного типов примерно одинакова. На АЭС предполагается широкое использование в качестве теплоносителя жидкого металла, что позволит понизить давление в первом контуре, получить высокий коэффициент теплоотдачи и снизить расход теплоносителя. Обычно в качестве теплоносителя применяют жидкий натрий, температура плавления которого равна 98 0С. Однако применение жидкого натрия вызывает ряд эксплуатационных трудностей. Особенно опасен его контакт с водой, приводящий к бурной химической реакции, что может создать опасность выноса радиоактивных веществ из первого контура в помещение. Во избежание этого создается дополнительный промежуточный контур с более высоким давлением, чем в первом, и тепловая схема такой АЭС называется трехконтурной (в). В первом контуре радиоактивный теплоноситель насосом 9 прокачивается через реактор 1 и промежуточный теплообменник 8, в котором он отдает теплоту также жидкометаллическому, но не радиоактивному теплоносителю, прокачиваемому по промежуточному контуру: теплообменник 8 - парогенератор 7. Контур рабочего тела аналогичен двухконтурной схеме АЭС (б).
|
|
|
Кроме приведенной классификации АЭС по числу контуров можно выделить отдельные типы АЭС в зависимости от следующих признаков: параметров и типов паровых турбин (например, АЭС на насыщенном или перегретом паре); способа перегрева пара (огневой или ядерный); параметров и типа теплоносителя; конструктивных особенностей и типа реактора и другое.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 2230; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!