Тепловые схемы конденсационных атомных электростанций
В общем случае в схеме эл.станции используются теплоноситель и рабочее тело. Рабочее тело — газообразное вещество, которое применяют а машинах для преобразования тепловой энергии в механическую. 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 и инертный газ.
Основная классификация АЭС производится в зависимости от числи контуров теплоносителя и рабочего тела. Различают одноконтурные, двухкон-турные, не полностью двухконтурные и трехконтурные АЭС (рис. 1.31). При 1-контурной тепловой схеме АЭС (рис. 1.31,а) контуры теплоносителя и рабочего тела совпадают. В реакторе 1 происходит парообразование, пар направляется в паровую турбину 2, где производится механическая работа, которая в электрическом генераторе .3 превращается в электроэнергию. В конденсаторе 4 происходит конденсация отработавшего пара, и образовавшийся конденсат питательным насосом 5 подается снова в реактор. Т.о, 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.
|
|
|
В 2-контурной и тепловой схеме АЭС (рис. 1.31,6) контуры теплоносителя и рабочего тела разделены. Контур теплоносителя, прокачиваемого через реактор 1 и парогенератор 7 циркуляционным 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. Турбина 2, входящая в состав второго контура, работает в условиях отсутствия радиационной активности, что упрощает ее эксплуатацию.
Обычно в качестве теплоносителя применяют жидкий натрий, температура плавления которого 98 °С. Эксплуатационные трудности - опасен его контакт с водой, приводящий к бурной химической реакции, что может создать опасность выноса радиационно-активных веществ из первого контура в обслуживаемые помещения. По избежание этого создается дополнительный промежуточный контур с более высоким давлением, чем в первом, и тепловая схема такой АЭС называется трехконтурной (рис. 1.31, в). В первом контуре радиоактивный теплоноситель насосом 9 прокачивается через реактор1 и промежуточный теплообменник А, в котором он отдает теплоту также жидкометаллиическому, но не радиоактивному теплоносителю, прокачиваемому по промежуточному контуру теплообменник Л - парогенератор 7. Контур рабочего тела аналогичен двухконтурной схеме АЭС (рис. 1.31, б). По числу контуров можно выделить отдельные типы АЭС в зависимости от следующих признаков: napaMci-ров и типов паровых турбин (например, АЭС на насыщенном и перегретом паре); способа перегрева пара (огневой или ядерный); параметров и типа теплоносителя; конструктивных особенностей и типа реактора и др.
|
|
|
Турбина с длинными лопатками. Закрутка лопаток. Закон закрутки с постоянством циркуляции (вывод формулы).
В ступенях с d/l = 
более 10—13 называют ступенями с относительно короткими лопатками и при их расчете и профилировании и изменением параметров по высоте лопатки пренебрегают. Ступени с 
< 10 относят к ступеням с длинными лопатками (ступени большой верности). В этих ступенях параметры вдоль радиуса (по высоте лопатки) изменяются значительно, что приводит к необходимости учитывать эти изменения при профилировании лопаток. В ступенях с длинными лопатками профили сопловой и рабочей решеток вдоль радиуса изменяются вследствие изменения углов потока на входе в решетк и и выходе из них, т.е. лопатки приходится «закручивать», чтобы обеспечить высокий КПД ступени.
|
|
|
Изменение угла выхода потока из сопловой решетки по высоте лопатки определяется соотношением
Таким образом, угол потока 
, увеличивается по высоте лопаток. Чтобы обеспечить такое изменение угла выхода потока, сопловую лопатку необходимо изготовлять с изменяющимся по высоте профилем, т.е. ее приходится «закручивать».
Для профилирования рабочей лопатки необходимо знать закон изменения угла входа потока в относительном движении 
по высоте лопатки. В рассматриваемом методе постоянной циркуляции угол 
можно определить по следующей формуле:
увеличивается. Для малых 
=d / l 2у корневых сечений 
а у периферийных 
Т.о. рабочая лопатка должна иметь в этих случаях сущ. закрутку.
1. В цилиндрической ступени (с постоянным профилем по высоте сопловых и рабочих лопаток для 
< 10 ... 13) повышаются потери энергии в ступени по мере уменьшения значения 
(рис. 3.36); это увеличение связано с дополнительными потерн-ми от всерности. Потери от веерности возникают из-за неоптимальных углов входа потока 
в корневых и периферийных сечениях; из-за меридионального перераспределения расходов в сечениях рабочей решетки по сравнению с соответствующими сечениями сопловой решетки и, следовательно, увеличения потерь с выходной скоростью из-за большой неравномерности эпюры скоростей с2 = f(r) из-за неоптимальных относительных шагов профилей в корневых и периферийных сечениях решеток и т.п.
|
|
|
2. Ступень с незакрученными сопловыми лопатками и профилированными по высоте рабочими лопатками при 
> 4... 6 существенно не снижает экономичности но сравнению со ступенью, выполненной по методу c1ur = const или по методу постоянного удельного расхода
3. Ступень, спроектированная по методу постоянного расхода, обладает малыми потерями энергии для всего практического диапазона ступеней большой веерности 10 > 
> 2,5. Это наиболее распространенный метод закрутки ступеней с длинными лопатками.
4. С целью повышения изгибной прочности корневых сечений рабочей лопатки прикорневой угол а 
последних ступеней с предельной длиной рабочей лопатки целесообразно уменьшить. Как показывает анализ изменения параметров в зазоре между сопловой и рабочей решетками ступеней, спрофилированных по различным методам закрутки (c1ur = const, =const, 
, изменение степени реактивности по высоте лопаток слабо зависит от закона закрутки.
Для разных методов закрутки степень реактивности по высоте лопаток можно определять по следующей формуле, полученной для метода 
= const:
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 237; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!