Курсовая расчет тепловой схемы АЭС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Обнинский институт атомной энергетики – филиал федерального
государственного автономного образовательного учреждения высшего
профессионального образования «Национальный исследовательский
ядерный университет «МИФИ»
Физико-энергетический факультет
Кафедра «Оборудование и Эксплуатация ЯЭУ»
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по курсу
“Атомные электрические станции”
Вариант № 2
Выполнил:
Студент гр. ЯЭТ-Б14
Виценко А.С.
Консультант:
Шальков Д.А.
Обнинск, 2017
Оглавление
1.
Список используемых сокращений.......................................................................................................... 1
2.
Задание на курсовой проект...................................................................................................................... 4
3.
Исходные данные ................................................................................. Ошибка! Закладка не определена.
4.
Определение числа ПВД и ПНД ......................................................... Ошибка! Закладка не определена.
5.
Расчёт напоров конденсатных и питательных насосов ......................................................................... 5
6.
Определение параметров греющей среды в подогревателях и отборах турбины .............................. 9
7.
Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме........................................................................ 12
8.
Расчёт параметров пара в отборах. ........................................................................................................ 14
9.
Таблица полученных параметров в процессе расширения и пара в отборах…….………………….16
10. H,S диаграмма………………………………………………...………………………………………………17
11. Расчёт расходов пара протечек и уплотнений турбины ...................................................................... 18
12. Определение потоков пара и воды в элементах тепловой схемы ....................................................... 20
12.1 Расчёт теплофикационной установки. .......................................................................................................... 21
12.2 Уравнения для продувки и протечек ...................................................... Ошибка! Закладка не определена.4
12.3 Расчёт сепаратора ......................................................................................................................................... 266
12.4 Расчёт промперегеревателя .......................................................................................................................... 266
12.5 Расчёт турбопривода питательного насоса ................................................................................................. 27
12.6 Уравнения для ПВД............................................................................................................................................ 28
12.7 Уравнение для ЦВД ............................................................................................................................................ 30
12.8 Расчет деаэратора ........................................................................................................................................... 30
12.9 Уравнения для ПНД ........................................................................................................................................... 32
12.10 Уравнения для ЦНД ......................................................................................................................................... 34
12.11 Энергетический баланс турбины .................................................................................................................. 34
13. Показатели тепловой экономичности машинного зала ...................................................................... 36
14. Показатели тепловой экономичности АЭС .......................................................................................... 38
14.1 Расчётная тепловая схема…………………………………………………………………………42
15. Список используемых литератур .......................................................................................................... 43
2
1. Список используемых сокращений.
БОУ – блочная обессоливающая установка
ГЦН – главный циркуляционный насос
ДН – дренажный насос
КПД – коэффициент полезного действия
КН – конденсатный насос
ОБ – основной бойлер
ОД – охладитель дренажа
ПБ – пиковый бойлер
п.в. – питательная вода
ПВД – подогреватель высокого давления
ПГ – парогенератор
ПН – питательный насос
ПНД – подогреватель низкого давления
ПП – промежуточный пароперегреватель
С – сепаратор
СПП – сепаратор-промперегреватель
ТПН – турбопривод питательного насоса
ТФУ – теплофикационная установка
ЦВД – цилиндр высокого давления
ЦНД – цилиндр низкого давления
ЦН – циркуляционный насос
3
2. Задание на курсовой проект.
1.Разработка развернутой тепловой схемы энергоблока АЭС.
2.Расчет тепловой схемы и определение потоков пара и воды на отдельные элементы
турбоустановки.
3.Определение тепловой экономичности машзала.
4.Оценка общего расхода воды в системе технического водоснабжения и выбор
системы технического водоснабжения.
5.Выбор основного оборудования энергоблока и его обоснование.
6.Подсчет затрат на собственные нужды и определение КПД, нетто и брутто АЭС.
3. Исходные данные.
1-й контур:
давление воды в первом контуре:
PI = 16,677 МПа
температура теплоносителя на входе в реактор (подогрев ? ºС ):
tвх = 290 ºС
температура теплоносителя на выходе из реактора( запас до кипения 15 ºС): tвых =335 ºС
2-й контур:
давление острого пара:
температура питательной воды:
температура сетевой воды на входе в ТФУ:
температура сетевой воды на выходе из ТФУ:
мощность ТФУ:
давление в деаэраторе:
давление в конденсаторе турбины:
электрическая мощность турбины:
Р0 = 5,886 МПа
tпв = 220 ºС
tсет,вх = 80 ºC
tсет,вых = 155 ºC
QТФУ = 90 ГДж/час
РД = 0,6867 МПа
Рк = 4,497 кПа
Nэ = 2000 МВт
4. Определение числа ПВД и ПНД
1) Определим число ПНД:
Найдём температуру конденсата по давлению насыщения в конденсаторе:
tк = 31 ºC
Найдём температуру в деаэраторе по давлению насыщения в деаэраторе:
tД = 164,2 ºС
Ориентировочно зададим:
– подогрев на ПНД: ΔtПНД = 30 ºС
– подогрев на деаэраторе равен половине подогрева на ПНД: ΔtД = 15 ºС
– подогрев на конденсатных насосах и теплообменниках эжекторов: Δtдоп = 2,2 ºС
t Д  t к  t Д  t доп 164,2  31  15  2,2

 3,87
Число ПНД: n ПНД 
t ПНД
30
Примем число ПНД равным 4.
Тогда подогрев на ПНД составит:
t Д  t к  t Д  t доп 164,2  31  15  2,2
t ПНД 

 29  С
n ПНД
4
4
2) Определим число ПВД:
Ориентировочно зададим:
– подогрев на питательном насосе: Δtпн = 2,4 ºС
– подогрев на ПВД: ΔtПВД = 25 ºС
t пв  t Д  t пн 220  164,2  2,4

 2,136
Число ПВД: n ПВД 
t ПВД
25
Примем число ПВД равным 3.
Подогрев на ПВД составит: t ПВД 
t пв  t Д  t пн
n ПВД

220  164,2  2,4
 17,8  С
3
Найдём параметры воды на входе и выходе из каждого подогревателя
1)Подогреватели низкого давления
вх



t ПНД
1  t к  t доп  31 С  2,2 С  33,2 С
вых
вх



t ПНД
1  t ПНД1  t ПНД  33,2 С  29 С  62,2 С
вх
вых

t ПНД
2  t ПНД1  62,2 С
вых
вх



t ПНД
2  t ПНД 2  t ПНД  62,2 С  29 С  91,2 С
вх
вых

t ПНД
3  t ПНД 2  91,2 С
вых
вх



t ПНД
3  t ПНД 3  t ПНД  91,2 С  29 С  120,2 С
вх
вых

t ПНД
4  t ПНД 3  120,2 С
вых
вх



t ПНД
4  t ПНД 4  t ПНД  120,2 С  29 С  149,2 С
вых



Проверка: t ПНД
4  t д  t д  164,2 С  15 С  149,2 С
2)Подогреватели высокого давления
вх


вых
вх



t ПВД
t ПВД
1  t Д  t пн  164,2  2,4 С  166,6 С
1  t ПВД1  t ПВД  166,6 С  17,8 С  184,4 С
вх
вых

t ПВД
2  t ПВД1  184,4 С
вых
вх



t ПВД
2  t ПВД 2  t ПВД  184,4 С  17,8 С  202,2 С
вх
вых

t ПВД
3  t ПВД 2  202,2 С
вых
вх



t ПВД
3  t ПВД 3  t ПВД  202,2 С  17,8 С  220 С
5. Расчёт напоров конденсатных и питательных насосов
1) Вычислим требуемый напор КН
Установим 2 конденсатных насоса: один после конденсатора, второй после БОУ.
Примем потери давления равными:
падение давления в ПНД:
Δрпнд = 125 кПа
падение давления в БОУ:
ΔрБОУ = 500 кПа
падение давления в эжекторах:
Δрэж = 50 кПа
падение давления на регулирующем
клапане уровня конденсата:
Δррук = 600 кПа
гидравлическое сопротивление конденсатопроводов:
Δртп = 10 кПа
потери на преодоление геодезического перепада:
Δргеод = 180 кПа
противокавитационный запас:
Δрзап = 50 кПа
геодезический перепад давления от конденсатора до КН-1
Δрк геод=20 кПа
геодезический перепад давления от последнего до деаэратора
Δрд геод=200кПа
падение давления в охладителе дренажа
Δрод= 50 кПа
падения давления на охладителе генератора
Δрог= 10 кПа
д
к
Δргеод= Δр геод- Δр геод=180 кПа
5
Суммарный перепад на конденсатных насосах:
р кн  Рд  i 1 р пндi  i 1 р одi  р рук  р эж  р БОУ  р тп  р геод  р ог  Рк  686,7 
n4
n2
 500  100  600  50  500  10  180  10  4,497  2632,203кПа
Считаем, что потери в трубопроводах распределяются на насосы поровну.
1
к
ркн1  ртп  р БОУ  рэж  р рук  р зап  рог  ргеод
 5  500  50  600  10  50  20 
2
 1235кПа
ркн 2  ркн  ркн1  2632,203кПа  1235кПа  1397,203кПа
Для КН-1
Давление на входе в КН-1:
р кн1,вх  р к  р геод _ к  4,497  20  24,497кПа
Удельный объём воды на всасе КН-1:
м3
 кн1,вх ( р кн1,вх , t s ,к )  0.00100471
кг
Примем КПД насосов: нас _ кн1  0.8
При прохождении насосов энтальпия воды увеличивается.
р кн1   кн1,вх 1235  1,00471
Дж
h1 

 1551,02
 кн1
0,8
кг
Для КН-2
Давление на входе в КН-2:
р кн 2,вх  р к  р геод _ к  р зап  4,497  20  50  74,497кПа
Температура до и после КН-2 примем равной температуре входа в ПНД1
t пнд1,вх  33,2 С
Удельный объём воды на всасе КН-2:
м3
 кн 2,вх ( р кн 2,вх , t пнд1,вх )  0.0010054
кг
Примем КПД насосов: нас _ кн 2  0.8
При прохождении насосов энтальпия воды увеличивается.
р кн 2   кн1,вх 1397,203  1,0054
Дж
h2 

 1755,93
 кн 2
0,8
кг
Найдём давления основного конденсата на входах/выходах ПНД.
ПНД 1
р пнд1,вх  р кн 2,вх  р кн 2  род  74,497  1397,203  50  1421,7кПа
р пнд1,вых  р пнд1,вх  р пнд  1421,7  125  1296,7кПа
ПНД 2
р пнд2,вх  р пнд1,вых  1346,7  50  1296,7кПа
6
р пнд2,вых  р пнд2,вх  р пнд  1296,7  125  1171,7кПа
ПНД 3
р пнд3,вх  р пнд2,вых  1171,7кПа
р пнд3,вых  р пнд3,вх  р пнд  1171,7  125  1046,7кПа
ПНД 4
р пнд4,вх  р пнд3,вых  р од  1046,7  50  996,7кПа
р пнд4,вых  р пнд4,вх  р пнд  996,7  125  871,7кПа
Деаэратор
д
рд,вх  рпнд4,вых  ргеод
 871,7  200  671,7кПа
рд,вых  рд,вх  рд  671,7  25  696,7кПа( рд  25кПа - напор воды в баке деаэратора)
Определение энтальпии обогреваемой среды на входах/выходах ПНД, деаэратора.
ПНД 1
кДж
hпнд1,вх,об ( р пнд1,вх , t пнд1,вх )  140,401
кг
кДж
hпнд1,вых,об ( р пнд1,вых , t пнд1,вых )  261,424
кг
ПНД 2
кДж
hпнд2,в х,об ( р пнд2,в х , t пнд2,в х )  261,424
кг
кДж
hпнд2,вых,об ( р пнд2,вых , t пнд2,вых )  382,865
кг
ПНД 3
кДж
hпнд3,вх,об ( р пнд3,вх , t пнд3,вх )  382,865
кг
кДж
hпнд3,вых,об ( р пнд3,вых , t пнд3,вых )  505,23
кг
ПНД 4
кДж
hпнд4,в х,об ( р пнд4,в х , t пнд4,в х )  505,194
кг
кДж
hпнд4,вых,об ( р пнд4,вых , t пнд4,вых )  629,049
кг
Деаэратор
кДж
hд,в х,об ( р д,в х , t пнд4,вых )  628,925
кг
кДж
hд ,вых ( р д,вых , t s ,д )  693,866
кг
7
Схема слива дренажей в ПНД.
Вычислим требуемый напор ПН
Примем потери давления равными:
Падение давления в одном ПВД
р ПВД  500кПа
Падение давления в парогенераторе
р ПГ  250кПа
Падение давления в питательном узле парогенераторе
рУППГ  500кПа
Падение давления в питательных трубах
р тр  90кПа
Напор питательного насоса:
n 3
р пн  р 0  р ПГ  рУППГ   р ПВД  р тр  р д  5886  250  500  1500  90 
i 1
 671,7  7554,3кПа
Температура до и после ПН примем равной температуре воды на выходе из деаэратора
t s,д  164,2(  С)
Давление на входе в ПН:
рпн,вх  рдвых  686,7кПа
Удельный объём воды на всасе ПН:
 пн,вх ( р пн,вх , t s ,д )  0.00110704
м3
кг
Примем КПД насосов:
При прохождении насосов энтальпия воды увеличивается.
р  
7554,3  1,10704
Дж
hпн  пн пн 
 10453,64
 пн
0,8
кг
Уточним подогрев на ПН и ПВД:
ПН
t пн.вх  t s,д  164,2(  С)
t пн  (hпн )  1,4(  С )
8
t пн,вых  t пн,вх  t пн  164,2  1,4  165,6(  С)
ПВД:
t пвд 
t пв  t пн,ист
nпвд

220  165,6
 18,13(  С )
3
вх
ист

вых
вх
ист

t ПВД
t ПВД
1  t Д  t пн  164,2  1,4  165,6 С
1  t ПВД1  t ПВД  165,6  18,13  183,73 С
вх
вых

t ПВД
2  t ПВД1  183,73 С
вых
вх
ист

t ПВД
2  t ПВД 2  t ПВД  183,73  18,13  201,87 С
вх
вых

t ПВД
3  t ПВД 2  201,87 С
вых
вх
ист

t ПВД
3  t ПВД 3  t ПВД  201,87  18,13  220 С
Найдём давления питательной воды на входах/выходах ПВД.
ПВД 1
р пвд1,вх  р пн,вых  8251кПа
р пвд1,вых  р пвд1,вх  р пвд  8251  500  7751кПа
ПВД 2
р пвд2,вх  р пвд1,вых  7751кПа
р пвд2,вых  р пвд2,вх  р пвд  7751  500  7251кПа
ПВД 3
р пвд3,вх  р пвд2,вых  7251кПа
р пвд3,вых  р пвд3,вх  р пвд  7251  500  6751кПа
Определение энтальпии питательной воды на входах/выходах ПВД
ПВД 1
кДж
hпвд1,вх,об ( р пвд1,вх , t пвд1,вх )  704,258
кг
кДж
hпвд1,вых,об ( р пвд1,вых , t пвд1,вых )  782,988
кг
ПВД 2
кДж
hпвд2,в х,об ( р пвд2,в х , t пвд2,в х )  782,988
кг
кДж
hпвд2,вых,об ( р пвд2,вых , t пвд2,вых )  863,095
кг
ПВД 3
кДж
hпвд3,в х,об ( р пвд3,в х , t пвд3,в х )  863,095
кг
кДж
hпвд3,вых,об ( р пвд3,вых , t пвд3,вых )  944,89
кг
9
6. Определение параметров греющей среды в подогревателях и
отборах турбины
Примем температурные напоры для ПНД и ПВД: δ
=3℃, δ
=5 ℃
В подогревателях происходит изменение фазового состояния греющей среды,
которая находится при температуре насыщения. Зная температуры обогреваемой среды и
температурные напоры, найдём температуры насыщения (греющей среды), а по ним –
энтальпии дренажей греющего пара.
пар от турбины
tвых,i
tвх,i
дренаж греющего
пара
i-ый подогреватель
Считаем, что конденсат в охладителе дренажа охлаждается на tод  5 о С , а давление
дренажа в ОД равно давлению греющей среды в ПНД (ПНД 1, ПНД 4)
ПНД 1
t s,пнд1  t пнд1,вых  t пнд  62,2  3  65,2 С
рs,пнд1 (t s,пнд1 )  2,5266  10 4 Па
hдгп, пнд1 (t s , пнд1 )  272,916
кДж
кг
ПНД 2
t s,пнд2  t пнд2,вых  t пнд  91,2  3  94,2  С
р s ,пнд2 (t s,пнд2 )  8,21479  10 4 Па
hдгп, пнд2 (t s , пнд2 )  394,649
кДж
кг
ПНД 3
t s,пнд3  t пнд3,вых  t пнд  120,2  3  123,2 С
10
р s,пнд3 (t s,пнд3 )  2,19649  10 5 Па
hдгп, пнд3 (t s , пнд3 )  517,397
кДж
кг
ПНД 4
t s,пнд4  t пнд4,вых  t пнд  149,2  3  152,2 С
р s ,пнд4 (t s ,пнд4 )  5,04846  10 5 Па
hдгп,пнд4 (t s ,пнд4 )  641,758
кДж
кг
ПВД 1
t s,пвд1  t пвд1,вых  t пвд  184,4  5  189,4  С
р s,пвд1 (t s,пвд1 )  1,2386  10 6 Па
hдгп, пвд1 (t s , пвд1 )  804,891
кДж
кг
ПВД 2
t s,пвд2  t пвд2,вых  t пвд  202,2  5  207,2  С
р s,пвд2 (t s,пвд2 )  1,80293  10 6 Па
hдгп,пвд2 (t s ,пвд2 )  884,98
кДж
кг
ПВД 3
t s,пвд3  t пвд3,вых  t пвд  220  5  225 С
рs,пвд3 (t s,пвд3 )  2,54942  10 6 Па
hдгп,пвд3 (t s ,пвд3 )  966,838
кДж
кг
Необходимое давление пара в отборах турбины
Отбор для ПВД 3 (отбор 1)
i=7
р пот1   7
р s ,пвд3
1  7
 0.04 
2,54942  10 6
 106.226  10 3 Па
1  0.04
ротб1  р s,пвд1  рпот1  2,54942  10 6  106.226  10 3  2.655646  10 6 Па
Отбор для ПВД 2 (отбор 2)
i=6
р пот2   6
р s ,пвд2
1  6
1.80293  10 6
 0.05 
 94.891  10 3 Па
1  0.05
ротб2  р s,пвд2  рпот2  1.80293  10 6  94.891  103  1.897821  10 6 Па
Отбор для ПВД 1 (отбор 3)
11
i=5
р пот3   5
р s ,пвд1
1  5
 0.06 
1.2386  10 6
 79.06  10 3 Па
1  0.06
ротб3  р s,пвд3  рпот3  1.2386  10 6  79,06  103  1.317660  10 6 Па
Отбор для ПНД 4 (отбор 4)
i=4
р пот4   4
р s ,пвд4
1 4
 0.07 
0,504846  10 6
 37,999  10 3 Па
1  0.07
ротб4  р s,пвд4  рпот4  0,504846  10 6  37,999  10 3  5,42845  10 5 Па
Отбор для ПНД 3 (отбор 5)
i=3
р пот5   3
р s , пвд5
1  3
0,219649  10 6
 0.08 
 19,1  10 3 Па
1  0.08
ротб5  р s,пвд5  рпот5  0,219649  10 6  19,1  103  2,38749  10 5 Па
Отбор для ПНД 2 (отбор 6)
i=2
р пот6   2
р s ,пвд6
1 2
 0.09 
0,082148  10 6
 8,125  10 3 Па
1  0.09
ротб6  рs,пвд6  рпот6  0,082148  10 6  8,125  103  9,0273  10 4 Па
Отбор для ПНД 1 (отбор 7)
i=1
р пот7   1
р s ,пвд7
1  1
 0.1 
0,025266  10 6
 2,807  10 3 Па
1  0.1
ротб7  р s,пвд7  рпот7  0,025266  10 6  2,807  103  2,8073  10 4 Па
Таким образом, получены значения давлений отбираемого из турбины пара и
температуры основного конденсата на входах в подогреватели и на выходах из них.
7. Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме
Внутренние относительные КПД цилиндров: цвд  0.8
цнд  0.9
Потери давления острого пара в трубопроводах: p потер  0.05 р о
Потери давления в СПП: рСПП  90кПа
Потери давления в сепараторе: рсеп  30кПа
Потери давления в ПП1 и ПП2: р ПП1  р ПП 2  30кПа
Параметры острого пара:
t о ( pо )  274,3С
12
кДж
кг
Разделительное давление: рразд = 0,15.р1, где р1  р о  р потер  5796кПа .
hо (t о )  hцвд,вх  2785,81
р разд  882,9кПа
Параметры пара на входе в ЦВД:
кДж
hцвд,в х  2784.12
кг
кДж
s цвд,в х  5,8962455
К  кг
Идеальный процесс расширения энтальпии на выходе из ЦВД:
кДж
hид,цвд,вых  2444,758
кг
Найдем идеальный теплоперепад:
кДж
hид,цвд  hцвд,вх  hид,цвд,вых  339,452
кг
Найдем реальный теплоперепад:
кДж
h р ,цвд  hид,цвд   цвд  271,562
кг
Найдем параметры на выходе из ЦВД:
кДж
hцвд,вых  hцвд,вх  h р ,цвд  2512,648
кг
Влажность пара на выходе из ЦВД:
y  1  xцвд,вых  1  0,8723  0,1277
Температура пара на выходе из ЦВД:
t цвд,вых ( р разд , hцвд,вых )  174,5С
После ЦВД пар направляется в сепаратор. Считаем, что из сепаратора выходит пар со
степенью сухости xс ,вых  0.99 .
Давление пара на выходе из сепаратора:
р с ,вых  р разд  р с  882,9  30  852,9кПа
По полученному давлению и степени сухости найдём энтальпию пара на выходе из
сепаратора:
кДж
hс ,вых ( р с ,вых , хс ,вых )  2750,516
кг
По давлению на линии насыщения найдём энтальпию сепарата:
кДж
hс ,сеп ( р с ,вых )  732,741
кг
Сепарат из сепаратора направим в деаэратор.
13
Разница между температурой перегрева и температурой острого пара:
Далее пар перегревается в два этапа, греющий пар первого перегревателя – из отбора
ПВД, а второго – острый пар. Считаем, что подогревы на перегревателях относятся как
2к3. Примем минимальный температурный напор на обоих перегревателях одинаковым и
равным
Температура пара на входе в ЦНД (на выходе из ПП2):
t ПП  t цнд,вх  t о  t ПП  274,3  25  249,3С (перегрев осуществляется острым паром)
Энтальпия дренажа греющего пара в ПП2 (по параметрам сливаем в ПВД3):
кДж
hдгп, ПП 2 (t о )  1207,1
кг
Суммарный подогрев на обоих ПП:
t ПП1, ПП 2  t цнд,вх  t цвд,вых  249,3  184  65,3С
Подогревы на ПП относятся как 2 к 3.
Подогрев на первом ПП1:
65,3 * 2
t ПП1 
 26,1С
5
Подогрев на первом ПП2:
65,3 * 3
t ПП 2 
 39,2С
5
Температура на выходе из ПП1:
t ПП1,вых  t цвд.вых  t ПП1  184  26,1  210,1С
Давление на выходе из ПП1:
р ПП1,вых  р разд  р сеп  р ПП1  882,9  30  30  822,9кПа
Энтальпия обогреваемого пара на выходе из ПП1:
кДж
hПП1,вых ( р ПП1,вых , t ПП1,вых )  2861,633
кг
Параметры отборного пара для ПП1:
t s , ПП1  t ПП1,вых  t ПП  210,1  25  235,1С ( перегрев осуществляется острым паром,
который дросселируется до нужных параметров, с постоянной энтальпией h0 )
р s , ПП1  (t s , ПП1 )  3067.743кПа
Энтальпия дренажа греющего пара в ПП1(по параметрам сливаем в ПВД3)::
кДж
hдгп, ПП1 (t s , ПП1 )  1014.24
кг
Параметры пара на входе в ЦНД:
Давление пара на входе в ЦНД:
рцнд,вх  р разд  р СПП  882,9  90  792,9кПа
По этому давлению и найденной выше температуре найдём:
кДж
hПП 2,вых  hцнд,вх  ( р цнд,вх , t цнд,вх )  2949,291
кг
кДж
s цнд,вх  ( р цнд,вх , t цнд,вх )  7,0418953
кг  K
14
Тогда, воспользовавшись функцией расширения, найдём энтальпию пароводяной смеси на
выходе из ЦНД:
кДж
hид,цнд,вых  2134,685
кг
кДж
hид,цнд  hцнд,вх  hид,цнд,вых  814,606
кг
кДж
h р ,цнд  hид,цнд   цнд  733,145
кг
кДж
hцнд,вых  hцнд,в х  h р ,цнд  2216,146
кг
Влажность пара на выходе из ЦНД:
y цнд,вых  1  xцнд,вых  1,08594  0,1406
8. Расчёт параметров пара в отборах.
Нумерацию отборов будем проводить, начиная с отбора в ЦВД на ПП1 (1-й отбор), и
далее, по направлению расширения пара.
Сравнивая температуры в цилиндрах и требуемые температуры отборов, получаем,
что все отборы для ПНД необходимо организовать из ЦНД, а все отборы для ПВД – из
ЦВД.
Пар из отборов турбины – или влажный или перегретый, поэтому его параметры
нельзя искать по температуре насыщения.
Отборы в ЦВД.
Сначала найдём энтальпии в случае адиабатного (идеального) процесса и потом
реальные энтальпии пара.
Характер расширения пара в турбине точно не известен, в первом приближении
считаем, что процесс в ЦВД описывается в h-s диаграмме прямой линией. В области этого
процесса изобары можно считать параллельными прямыми, Тогда реальные энтальпии в
отборах можно оценить по формуле: hотбi  hцвд,вых  цвд (hотбi ,ид – hцвд ,вых ,ид )
s цвд,в х  5,8962455
кДж
К  кг
Отбор 1
ротб1  2655,646кПа
hотб1,ид ( р отб1 , s цвд,вх )  2634,168
кДж
кг
hотб1  hцвд,вых   цвд (hотб1,ид  hцвд,вых,ид )  2512,648 10 3  0,8(2634,168 10 3  2444,758 10 3 )  2664,176
кДж
кг
Отбор 2
ротб2  1897,821кПа
hотб 2,ид ( р отб 2 , s цвд,в х )  2574,087
кДж
кг
hотб 2  hцвд,вых   цвд (hотб 2,ид  hцвд,вых,ид )  2512,648  10 3  0,8(2574,087  10 3  2444,758  10 3 )  2616,111
Отбор 3
ротб3  1317,66кПа
15
кДж
кг
hотб3,ид ( р отб3 , s цвд,вх )  2511,128
кДж
кг
hотб3  hцвд,вых   цвд (hотб3,ид  hцвд,вых,ид )  2512,648  10 3  0,8(2511,128  10 3  2444,758  10 3 )  2565,744
кДж
кг
Отборы в ЦНД.
Аналогично hотбi  hцнд,вых  цнд (hотбi ,ид – hцнд,вых,ид )
s цнд,вх  ( р цнд,вх , t цнд,вх )  7,0418953
кДЖ
кг  K
Отбор 4
ротб4  542,845кПа
hотб 4,ид ( р отб 4 , s цнд,вх )  2864,329
кДж
кг
hотб 4  hцнд,вых   цнд (hотб 4,ид  hцнд,вых,ид )  2216,146 10 3  0,9(2864,329 10 3  2134,685 10 3 )  2872,826
кДж
кг
Отбор 5
ротб5  238,749кПа
hотб5 ( р отб5 , s цнд,вх )  2704,056
кДж
кг
hотб5  hцнд,вых   цнд (hотб5,ид  hцнд,вых,ид )  2216,146 10 3  0,9(2704,056 10 3  2134,685 10 3 )  2728,58
кДж
кг
Отбор 6
ротб6  90,273кПа
hотб6,ид ( р отб6 , s цнд,в х )  2540,488
кДж
кг
hотб6  hцнд,вых   цнд (hотб6,ид  hцнд,вых,ид )  2216,146 10 3  0,9(2540,488 10 3  2134,685 10 3 )  2581,369
кДж
кг
Отбор 7
ротб7  28,073кПа
hотб7 ,ид ( р отб7 , s цнд,вх )  2366,959
кДж
кг
hотб7  hцнд,вых   цнд (hотб7 ,ид  hцнд,вых,ид )  2216,146  10 3  0,9(2366,959  10 3  2134,685  10 3 )  2425,193
9. Таблица полученных параметров в процессе расширения и пара в
отборах
P
Р0
Р1
Рразд
Па
5,886*10^6
5,796*10^6
8,829 *10^5
T
t0
274,3
H
h0
2785,81
274,3
hцвд,вх
2784,21
174,5
hид,цвд,вых
2444,758
◦С
tцвд.вх
tцвд.вых
16
кДж/кг
кДж
кг
Рс.вых
Рпп1.вых
Рs,пп1
Рцнд,вх
Ротб1
Ротб2
Ротб3
Ротб4
Ротб5
Ротб6
8,529*10^5
tпп
249,3
8,229*10^5
tпп1.вых
ts,пп1
210,1
ts.пвд3
ts,пвд2
ts,пвд1
ts,пнд4
ts,пнд3
ts,пнд2
ts,пнд1
225
Ротб7
2,8073*10^4
X
3,06774*10^6
7,929*10^5
2,655646*10^6
1,897821*10^6
1,31766*10^6
5,42845*10^5
2,38749*10^5
9,0273*10^4
Xцвд,вых
0,8723
235,1
207,2
189,4
152,2
123,2
94,2
65,2
Xс,вых
0,99
Xцнд,вых
0,8594
10.h,s диаграмма
17
Δhид,цвд
Δhр,цвд
hцвд,р,вых
hс,вых
hс,сеп
hдгп,пп2
hпп1,вых
hдгп,пп1
hпп2,вых
hид,цнд,вых
Δhид,цнд
Δhр,цнд
hцнд,вых
hотб1,р
hотб2,р
hотб3,р
hотб4,р
hотб5,р
hотб6,р
hотб7,р
339,452
271,562
2512,648
2750.516
732,741
1207,1
2861,633
1014,24
2949,291
2134,685
814,606
733,145
2216,146
2664,176
2616,111
2565,744
2872,826
2728,58
2581,369
2425,193
11.Расчёт расходов пара протечек и уплотнений турбины
Для всех теплообменников по второму контуру примем коэффициент, учитывающий
потери тепла в окружающую среду равным   0.99
Механический КПД турбины:  мех  0.98
КПД генератора: ген  0.98
18
Внутренняя мощность турбины:
NЭ
2000
Ni 

 2082,5МВт
 ген мех 0,98  0,98
Энтальпия воды в конденсаторе турбины (на линии насыщения по давлению в
конденсаторе):
кДж
hв од, к ( p s , к )  129,93
кг
Энтальпия питательной воды (при давлении в парогенераторе и температуре питательной
воды):
кДж
hпв ( р 0 , t пв )  944.64
кг
Энтальпия пара и воды в деаэраторе (на линии насыщения при температуре в деаэраторе):
кДж
hвод,д ( p s ,д )  693.72
кг
кДж
hпар,д ( p s ,д )  2761,92
кг
кДж
hэж0=hвд=hпар.д=2761,92
кг
Рис.1. Схема протечек и уплотнений турбины.
На основании заводского расчета известно, что протечки острого пара через блок
клапанов составляют:
Dпрч ,бл ,клап  10 (
т
)
час
hпрч., бл, клап  hо  2785.81
19
кДж
кг
Протечки пара из задних уплотнений ЦВД составляют:
т
кДж
)
hзад., упл., цвд  hцвд,вых  2512,648
час
кг
На концевые уплотнения турбины и штока клапанов отбирается пар из деаэратора в
Dзад , упл ,цвд  1.5 
количестве Dупл.турб  1.2 
т
) . Рассмотрим параметры этих потоков:
час
т
) с параметрами пара из деаэратора;
час
- на концевые уплотнения турбины пар редуцируется до Р = 2 кгс/см2 и отбирается в
-на шток клапанов идет расход Dшток  0.3 (
т
т
) , Dк , упл ,цнд  0.6 
) с теплосодержанием пара в
час
час
деаэраторе ( считаем что дросселирование пара производится изоэнтальпийно).
Протечки пара через штоки клапанов и заднее уплотнение ЦВД турбины идут на
вход ЦНД в количестве:
количестве: Dк , упл ,ц вд  0.3 
Dшток ,вых  7 
т
)
час
hшток,в ых  hо  2785.81
кДж
кг
т
кДж
)
hк , упл., цвд,вых  hцвд,вых  2512,648
час
кг
Определим количество пара, отсасываемого эжектором уплотнений:
Dк , упл ,цвд ,вых  1 (
DК ,ЭУ  Dулп ,турб  ( Dпрч ,бл ,клап  Dшток ,вых )  ( Dзад , упл..цвд  Dк . упл.цвд,вых ) 
т
)
час
Энтальпия отсасываемого пара будет:
 1.5  (10  7)  (1.2  1)  4.7 
hК .ЭУ 

D упл.турб  hпар,д  ( Dпрч,бл,клап  Dшток,вых )  h0  ( D зад, упл,цвд  Dк. упл,цвд,вых )  hцвд,вых
DК .ЭУ

1,2  2761.92  10 3  (10  7)  2758.81  10 3  (1,5  1)  2512,648  10 3
кДж
 2733,417
4,7
кг
В соответствии с ТУ на турбоустановку расход пара на основные эжекторы и
эжекторы уплотнений составляют:
т
т
),Dэо  4 (
)
час
час
Таким образом, общее количество пара, отбираемого из деаэратора на эжекторы и
уплотнения турбины, составит:
Dэу  2
Dэж ,и , упл.  D упл,турб  Dэу  Dэо  1,2  2  4  7,2
т
час
Dэж  Dэж ,и , упл  2(
кг
)
с
12.Определение потоков пара и воды в элементах тепловой схемы
20
12.1Расчёт теплофикационной установки
Исходные данные для ТФУ:
ГДж
- мощность: QТФУ  90
час
- температура сетевой воды на входе в потребитель : t св ,вх  80  С
- температура сетевой воды на выходе из потребителя : t св ,вых  155 С
Принимаем - количество основных бойлеров: Nоб  2 ;
количество пиковых бойлеров: Nпб  1 .
Подогрев в бойлерах распределяется между ними поровну:
t бойл 
t св ,вых  t св ,вх
N об  N пб

155  80
 25(  С )
2 1
Потери давления на подающей магистрали (от выхода из ПБ до входа в потребитель
сетевой воды):
pсет,тр  1000(кПа)  1.0 106 ( Па)
Давление сетевой воды на входе в потребитель тепла:
р тепл,потр,вх  (t св ,вых  35)  (190  С)  1255МПа
Давление сетевой воды на выходе из ПБ:
р пб ,вых  р тепл,потр,вх  р сет ,тр  1.255  1  2,255МПа
Потеря давления на одном бойлере:
рбойл  50(кПа)  50 103 ( Па)
Минимальный температурный напор в бойлерах:
 tбойл, мин  3 о С)
Определим температуры сетевой воды во всех точках.
tоб1сет.в.вх=tсв.вх=80 ℃
tоб1сет.в.вых= tоб1сет.в.вх+∆tбойл=80+25=105 ℃
tоб2сет.в.вх= tоб1сет.в.вых =105 ℃
tоб2сет.в.вых=130 ℃
tпбсет.в.вх=130 ℃
tпбсет.в.вых=155 ℃
Давление сетевой воды во всех точках:
ПБ
р пб ,вых  2,255МПа
р пб ,в х  р пб ,вых  р бойл  2,255  0,05  2,305МПа
ОБ2
р об 2,вых  р пб ,вх  2,305МПа
р об 2,вх  р об 2,вых  р бойл  2,305  0,05  2,355МПа
ОБ1
21
р об1,вых  р об 2,вх  2,355МПа
р об1,вх  р об1,вых  р бойл  2,355  0,05  2,405МПа
Энтальпия сетевой воды во всех точках:
ОБ1
кДж
hоб1,св ,вх ( р об1,вх , t об1,св ,вх )  336,83
кг
кДж
hоб1,св ,вых ( р об1,вых , t об1,св ,вых )  441,87
кг
ОБ2
кДж
hоб 2,св ,вх ( р об 2,вх , t об 2,св ,вх )  441,87
кг
кДж
hоб 2,св ,вых ( р об 2,вых , t об 2,св ,вых )  547,77
кг
ПБ
кДж
hпб ,св ,в х ( р пб ,в х , t пб ,св ,в х )  547,77
кг
кДж
hпб ,св ,в ых ( р пб ,в ых , t пб ,св ,в ых )  654,91
кг
Расход сетевой воды:
Qтфу
90  10 9
кг
кг
т
Dсв 

 2,829477  10 5 (
)  78,6  282,95(
)
3
hпб ,св ,вых  hоб1,св ,вх
час
с
час
(654,91  336,83)  10
Температура и давление насыщения греющего пара из отборов:
ОБ1
t s ,об1  t об1,св ,вых  t бойл, м ин  105  3  108С
рs,об1  (t s,об1 )  1,34007  105 Па
ОБ2
t s ,об 2  t об 2,св ,вых  t бойл, м ин  130  3  133С
рs,об 2  (t s,об 2 )  2,95407  105 Па
ПБ
t s ,пб  t пб ,св ,вых  t бойл, м ин  155  3  158С
рs,пб  (t s,пб )  5,87329  105 Па
По имеющимся данным об отборах из турбины на регенеративный подогрев
основного конденсата определим, из каких отборов идёт пар на подогрев в бойлерах ТФУ:
- в ОБ1 отбирается пар из точки отбора в ПНД-3 (отбор 5)
- в ОБ2 отбирается пар из точки отбора в ПНД-4 (отбор 4)
- в ПБ отбирается пар из точки отбора в ПВД-1 (отбор 3)
Энтальпия дренажа греющего пара:
ОБ1
22
hдгп,об1  (t s ,об1 )  452,899
кДж
кг
ОБ2
hдгп,об 2  (t s ,об 2 )  559,208
кДж
кг
ПБ
hдгп,пб  (t s ,пб )  666,887
кДж
кг
Уравнение для пикового бойлера ТФУ
ПБ
Dгп,пб
hотб3
Dсв
Dсв
hпб,вых,св
hпб,вх,св
Dдгп,пб
hдгп,пб
  Dгп,пб (hгп.отб3  hдгп,пб )  Dсв (hпб ,св ,вых  hпб ,св ,вх )
Dгп,пб 
Dсв (hпб ,св ,вых  hпб ,св ,вх )
  (hгп.отб3
78,6(654,91  547,77)  10 3
кг

 4,47968
3
 hдгп,пб )
с
0,99(2565,744  666,887)  10
Dдгп,пб  Dгп, пб  4,47968
Уравнения для основного бойлера ТФУ
Dгп,об2
hотб4
Dсв
Dсв
hоб2,вых,св
Dдгп,пб
hдгп,пб
hоб2,вх,св
ОБ2
Dдгп,об2
hдгп,об2
Энергетический баланс:
Dсв (hоб 2,вых ,св – hоб 2,вх ,св )   Dгп ,об 2 (hотб 5 – hдгп ,об 2 )  Dдгп ,пб (hдгп ,пб – hдгп , об 2 )  
23
Dгп,об 2 

Dсв (hоб 2,св ,в ых  hоб 2,св ,в х )  Dдгп,пб (hдгп,пб  hдгп,об 2 )
  (hотб 4  hдгп,об 2 )

78,6(547,77  441,87)  10 3  4,47968(666,887  559,208)  10 3
кг
 3,42346
3
с
0,99(2872,826  559,208)  10
Dгп,об 2  3,42346
кг
кг
, Dдгп,об 2  Dгп,пб  Dгп,об 2  4,47968  3,42346  7,90314
с
с
Dгп,об1
hотб5
Dсв
Dсв
hоб1,вых,св
Dдгп,пб2
hдгп,пб2
hоб1,вх,св
ОБ1
Dдгп,об1
hдгп,об1
Dсв (hоб1,вых ,св – hоб1,вх ,св )   Dгп ,об1 (hотб 6 – hдгп ,об1 )  Dдгп ,о б 2 (hдгп ,о б 2 – hдгп ,об 1 )  
Dгп,об1 

Dсв (hоб1,св ,в ых  hоб1,св ,в х )  Dдгп,об 2 (hдгп,об 2  hдгп,об1 )
  (hотб5  hдгп,об1 )

78,6(441,87  336,83)  10 3  7,96(559,208  452,899)  10 3
кг
 3,29171
3
с
0,99(2728,58  452,899)  10
Материальный баланс:
кг
с
Таким образом из ТФУ в контур рабочего тела возвращается дренаж с
кДж
кг
hдгп,об1  452,899
расходом Dгп,об  11,19485 ,
энтальпией
,
давлением
с
кг
р s,об1  1,34007  10 5 Па и температурой t s ,об1  108С . Сравнив с параметрами конденсатноDдгп,об  Dгп,пб  Dгп,об 2  Dгп,об1  4,47968  3,42346  3,29171  11,19485
питательного тракта, определим слив этого дренажа в ПНД-2.
12.2Уравнения для продувки и протечек
Принимаем потери пара и конденсата Dпот  0.007  D0 и условно относим их к линии
острого пара. В этом случае паропроизводительность ПГ должна составить:
Dпг  D0  Dпот  1.007  D0
Расход добавочной воды: Dдв  Dпот  0.007  D0
Расход на продувку ПГ принимаем:
24
Dпр  0.005  D0
hпр – энтальпию продувки берем для
воды по давлению насыщения в ПГ.
hпр ( р 0 )  1207,18
кДж
кг
Dпв  D0  Dпот  Dпр  1.012  D0
 Dпр 
0.005
Dпв
1.012
Dо  0,98814 Dпв
Давление в расширителе продувки ррп принимается с тем условием, чтобы пар пошел в
коллектор деаэратора. р рп  0,8МПа
Температура на линнии насыщения при: р рп  0,8МПа
t пр ( р рп )  170,41С
Энтальпия пара на линии насыщения:
hпр1 (t пр )  2768,3
кДж
кг
Энтальпия воды на линии насыщения:
hпр 2 (t пр )  721,02
кДж
кг
Конденсат, пройдя теплообменники, очищается на ионообменной установке
возвращается в ПНД4 при температуре tпр 3  150 (º С ) и давлении рпр 3  1 МПа ) .
Энтальпия воды продувки, возвращаемой в тракт:
hпр3 ( р пр3 , t пр3 )  632,57
кДж
кг
Материальный баланс:
Dпр1  Dпр 2  Dпр
Энергетический баланс:
Dпр1  hпр1  Dпр 2  hпр 2  Dпр hпр
25
и
Dпр1  2768,3  10 3  Dпр2  721,02  10 3  Dпр 1207,18  103
Dпр1  2768,4  103  Dпр1  1207,18  10 3  Dпр2  1207,18  103  Dпр1  721,02  10 3
Dпр1  1561,12  Dпр 2  486,16
Тогда:
Dпр1  0,001173252 Dпв
Dпр 2  0,003767459Dпв
Dпр  0,004940711Dпв 
0,005
Dпв
1,012
12.3Расчёт сепаратора
Степень сухости на выходе из сепаратора:
С
х  0,99
Материальный баланс:
Dцвд,вых
Dс,вых
Dцвд ,вых  Dс ,сеп  Dс ,вых
hцвд,вых
hс,вых
Также сохраняется расход влаги:
Dс,сеп
hс,сеп
Dцвд ,вых  yцвд ,вых  Dс ,сеп  Dс ,вых  yс ,вых
Где, yс ,вых  0.01
у цв д,в ых  0,1277
Dс ,вых  0.01  Dс ,сеп  Dцвд,вых  0,1277
Dцв д,вых  1,13493Dс ,вых
Dс ,сеп  0,13493Dс ,вых
12.4Расчёт промперегеревателя
Уравнение для ПП1
Dс ,вых (hпп1,вых  hс ,вых )  Dгп,пп1 (h0  hдгп,пп1 ) 
ПП1
Dдгп ,пп1  Dгп ,пп1
26
Dгп,пп1
h0
Dс,вых
Dс,вых
hс,вых
hпп1,вых
Dдгп,пп1
hдгп,пп1
Dс,вых  (2861.633  2750.516)  10 3  Dгп,пп1  (2785.81  1014.24)  10 3  0,99
Dгп,пп1  0,06335589 Dс ,вых
ПП2
Уравнение для ПП2:
Dгп,пп2
h0
Dс ,вых (hпп 2,вых – hпп1,вых )  Dгп ,пп 2 (h0 – hдгп, пп 2 ) 
Dс,вых
Dс,вых
Dдгп ,пп 2  Dгп , пп 2
hпп1,вых
hпп2,вых
Dдгп,пп2
hдгп,пп2
Dс,вых  (2949.291  2861.633)  103  Dгп,пп2  (2785,81  1207,1)  10 3  0,99
Dгп,пп2  0,05608594 Dс ,вых
12.5Расчёт турбопривода питательного насоса
Для ТПН пар отбирается на выходе из ПП2, поэтому параметры пара на входе в
ТПН равны параметрам на входе в ЦНД:
Давление пара на входе в ТПН:
р тпн,вх  р цнд,вх  0.7929МПа
Температура пара на входе в ТПН:
t тпн,вх  t цнд,вх  249,3С
Энтальпия пара на входе в ТПН:
hтпн,вх  hцнд,вх  2949.291
кДж
кг
Примем давление на выходе из ТПН равным р тпн,в ых  6кПа
КПД ТПН составляет: тпн  0.85
Энтальпия идеального процесса расширения в турбине питательного насоса (находим по
давлению и энтропии):
hтпн,ид,вых  2168.508
кДж
кг
27
Идеальный теплоперепад в турбине питательного насоса:
кДж
кг
Найдем реальный теплоперепад в турбине питательного насоса:
кДж
h р ,тпн  hид,тпн   тпн  663,666
кг
Найдем параметры на выходе из ТПН:
кДж
hтпн,вых  hтпн,в х  h р ,тпн  2285,625
кг
hтпн,ид  hтпн,вх  hид, тпн,вых  780,783
Уравнение для ТПН:
Dтпн  (hтпн ,вх  hтпн ,вых )  Dпв  hпн , где, hпн  10,454
кДж
кг
Dтпн  (2949,291  10 3  2285,625  10 3 )  Dпв  10,454  10 3
Dтпн  0,0157519 Dпв
Тепло, сбрасываемое в технологический конденсатор:
N тк  Dтпн  (hтпн,вых  hтк ,вых ) , где h тк, вых = 151,49
кДж
,
кг
N тк  0,0157519  Dпв  (2285,625  151,49)  33,616681Dпв  98509029,35Вт
12.6Уравнения для ПВД
Уравнения для ПВД 3
28
Энергетический баланс:
Dпв (hпвд3,вых  hпвд3,вх, )  ( Dгп, пвд3 (hотб1  hдгп, пвд3 )  Dгп, пп1 (hдгп,пп1  hдгп, пвд3 )  Dдгп, пп2 (hдгп, пп2  hдгп,пвд3 ))  
(944,89  863,095)10 3 Dпв  (( 2664,176  966,838)  10 3 Dгп,пвд3  (1014,24  966,838)  10 3 Dгп,пп1 
 (1207,1  966,838)  10 3 Dдгп,пп2 )  
Dгп,пвд3  0,0486769 Dпв  0,00970845Dс ,вых
Материальный баланс:
Dдгп,пвд2  Dгп, пвд3  Dгп,пп1  Dгп, пп2
Dдгп, пвд2  0,0486769 Dпв  0,1097334 Dс ,вых
Уравнения для ПВД 2
Энергетический баланс:
Dпв (hпвд2,вых  hпвд2,вх, )  ( Dгп,пвд2 (hотб 2  hдгп,пвд2 )  Dдгп,пвд3 (hдгп.пвд3  hдгп,пвд2 )) 
(863,095  782,988)  103 Dпв  ((966,838  884,98)  103 Dдгп,пвд3  (2616,111  884,98)  103 Dгп,пвд2 )  
Dгп,пв д1  0,04444006 Dпв  0,00518884 Dс ,в ых
Материальный баланс:
Dдгп,пв д2 = Dдгп,пв д3 + Dгп,пв д2
Dдгп,пв д2  0,093117 Dпв  0,1045445Dс ,в ых
Уравнения для ПВД 1
29
Энергетический баланс:
Dпв (hпвд1,вых  hпвд1,вх, )  ( Dгп,пвд1 (hотб3  hдгп,пвд1 )  Dдгп,пвд2 (hдгп.пвд2  hдгп,пвд1 )) 
(782,988  704,258)  103 Dпв  ((2565,744  804,891)  103 Dгп,пвд1  (884,98  804,891)  103 Dдгп,пвд2 )  
Dгп,пв д1  0,040927667 Dпв  0,004755007 Dс ,в ых
Материальный баланс:
Dдгп,пв д1 = Dдгп,пв д2 + D гп,пв д1
Dдгп,пв д1  0,1340447 Dпв  0,09978954 Dс ,в ых
12.7Уравнения для ЦВД
Материальный баланс ЦВД:
n2
Dцвд,вх  Dцвд,вых   Dотб
i 1
Расход пара на входе в ЦВД:
Dцвд,в х  Dо  Dгп,пп1  Dгп, пп 2
Dцвд,в х  Dцвд.вых  Dотб1  Dотб 2  Dотб3
Dо  Dгп,пп2  Dгп,пп1  Dд  Dгп,пвд1  Dгп,пвд2  Dгп,пвд3  Dc ,сеп  Dс ,вых  Dгп,пб  0
Dд  0,8909302382 Dпв  1,234720183Dс ,вых  4,47968
12.8Расчёт деаэратора
30
Уравнение для охладителя выпара деаэратора (потери тепла в ОВД учитываются в
суммарных потерях в деаэраторе):
Dк .в х.д (hов д,в ых  hов д,в х )  Dв ып (hв д  hд., в д )
Примем отношение расходов: Dвып  0,007 Dк
Dк.вх.д (hовд,вых  628,925  103 )  0,007Dк (2761,92  693,72)  103
кДж
кг
Уравнение энергетического баланса деаэратора:
hовд,вых  643,402
Dк.вх.д  hовд,вх  Dс,сеп  hc,сеп  Dпр1  hпр1  Dд  hотб3  Dдгп,пвд1  hдгп,пвд1 
( Dэж  hэжо  Dпв  hд,вых )

Dк.вх.д  628,925  10  Dс ,сеп  732,741  10  Dпр1  2768,3  10  Dд  2565,744  10  Dдгп,пвд1  804,891  10 3 
3
3
3
(2  2761,92  10 3  Dпв  693,866  10 3 )

0,99
Dпв  1,404915415Dс ,в ых  7,738271657
Уравнение материального баланса деаэратора:
Dк.вх.д = Dэж + Dпв - Dс ,сеп - Dпр1 - Dдгп,пв д1 - Dд
Dк .вх.д =6,47968 + Dс ,в ых -0,0261481525 Dпв
Осталась одна неизвестная, через которую можем выразить все расходы.
31
3
Энергетический баланс ЦВД
N цвд  Dцвд,вх  h1  Dцвд,вых  hцвд,вых  Dотб1  hотб1  Dотб 2  hотб 2  Dотб3  hотб3
N цвд  Dцвд,вх  2784,21  10 3  Dцвд,вых  2512,648  10 3  Dотб1  2664,176  10 3  Dотб 2  2616,111  10 3 
 Dотб3  2565,744  10 3
N цв д  1600967,355  326045,5552 Dс ,в ых
12.9Уравнения для ПНД
Уравнения для ПНД4
Энергетический баланс:
( Dс ,вых  Dэж  Dпр 2  Dдгп.пб )  (hпнд4,вых  hпнд4,вх )  ( Dгп,пнд4 (hгп.пнд4  hдгп., пнд4 ))  
Dгп,пнд4  0,05401456682 Dс ,в ых  0,3519987243
Материальный баланс:
Dдгп,пнд4  Dгп,пнд4  0,05401456682 Dс ,в ых  0,3519987243
Уравнения для ПНД3
Энергетический баланс:
( Dс,вых  Dэж  Dпр2  Dдгп.пб  Dдгп.пнд3 )  (hпнд3,вых  hпнд3,вх )  ( Dгп,пнд3 (hгп,пнд3  hдгп., пнд3 ) 
 Dдгп,пнд4 (hдгп,пнд4  hдгп,пнд3 )  Dпр2 (hпр2  hдгп,пнд3 ))  
Dгп,пнд3  0,04451583765Dс ,в ых  0,290846305
Материальный баланс:
32
Dдгп.пнд3 = Dгп,пнд3 + Dпр 2 + Dдгп,пнд4
Dдгп,пнд3  0,1038233657 Dc.вых  0,6719986505
Уравнения для ПНД2
Энергетический баланс:
( Dк.вх.д  Dдгп,пнд3 )  (hпнд2,вых  hпнд2,вх )  ( Dгп,пнд2 (hгп.пнд2  hдгп., пнд2 ) 
 Dдгп,об1 (hдгп,об1  hдгп., пнд2 ))  
Dгп,пнд2  0,05087977118Dс ,в ых  0,2925773863
Материальный баланс:
Dдгп,пнд2  Dдгп,об1  Dгп.пнд2
Dдгп,пнд2  0,04821174772 Dс ,вых  11,21063353
Уравнения для ПНД1
Энергетический баланс:
( Dк.вх.д  Dдгп,пнд3 )  (hпнд1,вых  hпнд1,вх )  ( Dгп,пнд1 (hгп.пнд1  hдгп., пнд1 ) 
 Dдгп,пнд2 (hдгп,пнд2  hдгп,пнд1 ))  
Dгп,пнд1  0,04881303821Dс ,в ых  0,229305578
Материальный баланс:
Dдгп ,пнд1  Dгп ,пнд1  Dдгп , пнд 2
Dдгп,пнд1  0,09702478593Dс ,в ых  10,98132795
33
12.10Уравнения для ЦНД
Материальный баланс ЦНД:
Dцнд,в х  Dс ,в ых  Dтпн
Расход пара на выходе из ЦНД:
Dцнд,вых  Dцнд,вх   Dотбi
Расход пара из отбора 4:
Dотб 4  Dгп,пнд4  Dгп,об 2
Расход пара из отбора 5:
Dотб5  Dгп,пнд3  Dгп,об1
Расход пара из отбора 6:
Dотб 6  D гп,пнд2
Расход пара из отбора 7:
Dотб7  Dгп,пнд1
Dцнд,в х  0,9778699129 Dс ,в ых  0,1218924813
Dцнд,вых  0,7823147225Dс ,вых  7,266385458
Энергетический баланс ЦНД
N цнд  Dцнд,вх h цнд,вх  Dцнд,вых hцнд,вых  Dотб 4 hотб 4  Dотб5 hотб5  Dотб6 hотб6  Dотб7 hотб7
N цнд  630826,4642 Dс ,вых  4362285,613
12.11Энергетический баланс турбины
Nцвд  Nцнд  Ni
2082500000  630826,4642 Dс ,вых  4362285,613  1600967,355  326045,5552 Dс ,вых
Dс ,вых  2179,247878
кг
с
34
кг
с
кг
с
кг
с
Dпр1
3,601
Dдгп ,пнд 2
116,276
Dцвд,вх
2772,701
Dпр 2
11,564
D гп , пнд 2
105,081
Dцвд ,вых
2360,234
Dпр
15,165
D дгп ,пнд 3
226,929
D0
3032,994
D пв
3069,397
D гп , пнд 3
97,302
Dотб1
128,252
D с,вых
217,248
Dдгп ,пнд 4
118,063
Dотб 2
125,096
Dс,сеп
294,047
D гп , пнд 4
118,063
Dотб 3
159,119
D гп , пп1
138,068
Dвып
14,449
Dотб 4
121,4865
D дгп , пп1
138,068
Dд
39,378
Dотб 5
100,594
D гп ,пп 2
122,225
D гп , пвд1
115,261
Dотб 6
105,081
D дгп , пп 2
122,225
D дгп , пвд1
628,9025
Dотб 7
106,146
Dтпн
48,349
D гп , пвд 2
125,096
Dцнд,вх
2130,899
Dк
1770,362
Dдгп,пв д2
513,6415
Dцнд ,вых
1697,591
D дгп , пнд1
222,422
Dгп,пв д3
128,252
Dк .вх.д
2105,468
D гп , пнд1
106,146
Dдгп,пв д3
388,545
Dпот
21,231
Таблица полученных параметров.
Проверка
Материальный баланс деаэратора:
кг
Dпв  3069,397
с
Dпв  Dк .вх.д  Dпр1  Dдгп,пвд1  Dд  Dс ,сеп  Dэж  3069,397
Расход основного конденсата на входе в деаэратор:
кг
Dк .в х.д  2105,468
с
35
кг
с
Dс.вых  Dс.сеп  Dпр 2  Dэж  2486,859
кг
с
13.Показатели тепловой экономичности машинного зала
Расход
тепла
на
машинный
зал
равен
разности
тепла,
полученного
от
парогенератора с паром и водой продувки, и тепла, возвращённого с питательной водой
парогенератора.
Ранее было принято, что все протечки относятся к трубопроводу острого пара.
Считаем, что добавочная вода берётся при параметрах:
рдв  100 (кПа)  105 ( Па)
tдв  25 оС )
Энтальпия добавочной воды:
кДж
hдв ( р дв , t дв )  104,93
кг
Тепло, переданное машинному залу, будет состоять из тепла, полученного от
парогенератора с паром и водой продувки, за вычетом тепла питательной воды и тепла,
затраченного на нагрев добавочной воды до температуры питательной воды паром из
отборов турбины:
Q м з  ( Dпв  Dпр )( ho  hпв )  Dпр (hпр  hпв )  Dпот (ho  hдв ) 
(3069,397  15,165)( 2875,81  10 3  943,64  10 3 )  15,165(1207,18  10 3  943,64  10 3 ) 
 21,231(2875,81  10 3  104,93  10 3 )  5964,120581МВт
Расход тепла на выработку электроэнергии:
Qэ  Qмз  Qтфу  5964,12  10 6  25  10 6  5939,12МВт
Электрический КПД брутто турбоустановки:
N
2000  10 6
 э,брутто  э 
 0,33675  33,675%
Qэ 5939,12  10 6
Затраты электроэнергии на приводы конденсатных насосов 1-го и 2-го подъёмов и
дренажного насоса.
КПД электроприводов насосов примем равным эп  0.86
Для КН-1
Расход конденсата через КН-1:
Dкн1  Dцнд,вых  Dэж  Dдгп,пнд1  Dтпн  Dдв  1991,593
Приращение энтальпии на КН-1:
кДж
hкн1  1,55102
кг
36
кг
с
Мощность КН-1 на прокачку:
hкн1  Dкн1
N кн1 
 эп

1,55102  10 3  1991,593
 3,592МВт
0,86
Для КН-2
Расход конденсата через КН-2:
Dкн 2  Dкн1  Dцнд,вых  Dэж  Dдгп,пнд1  Dтпн  Dдв  1991,593
кг
с
Приращение энтальпии на КН-2:
кДж
hкн 2  1.75593
кг
Мощность КН-2 на прокачку:
h  D
N кн 2  кн 2 кн 2  4,066МВт
 эп
Для дренажного насоса
КПД дренажного насоса: дн  0.76
КПД электропривода дренажного насоса:  эдн  0,86
Давление дренажа греющего пара на выходе из ПНД 3:
рдгп,пнд3  рs,пнд3  2,19649  105 Па
Давление основного конденсата на выходе из ПНД3:
рпнд3,вых  1,0467  10 6 Па
Удельный объём обогреваемой среды на выходе из ПНД 3:
 дн   пнд3,вых,об ( р пнд3,вых , t пнд3,вых )  1,06003  10 3
м3
кг
Перепад на дренажном насосе ДН-1:
рдн  рпнд3,вых  рs.пнд3  1,0467  106  2,19649  105  8,27051 105 Па
Приращение энтальпии на дренажном насосе:
hдн 
рдн   дн
 дн
 1,201
кДж
кг
Расход конденсата через дренажный насос:
Dдгп,пнд3  226,929
кг
с
Мощность дренажного насоса на прокачку:
N дн 
hдн  Dдгп,пнд2
 эдн

1,201  10 3  226,929
 0,317 МВт
0,86
Суммарный расход электроэнергии на собственные нужды турбоустановки составит:
37
N сн1  N кн1  N кн 2  N дн  3,592  10 6  4,066  10 6  0,317  10 6  7,975МВт
Доля электроэнергии на собственные нужды турбоустановки:
Wcн,ту 
N сн1 7,975  10 6

 0,0039875
Nэ
2000  10 6
Электрический КПД турбоустановки нетто:
 э,нетто   э,брутто (1  Wсн ,ту )  0,33541  33,541%
Расчёт потерь в теплообменниках второго контура
(для всех теплообменников принято η = 0,99):
N




пот, то
 (1   )(( Dгп,пп1 (hотб1  hдгп,пп1 )  Dгп,пп 2 (hо  hдгп,пп2 ) 
( Dк .вх.д  Dдгп.пнд3 )( hпнд1,вых  hпнд1,вх )

( Dк .вх.д  Dдгп.пнд3 )( hпнд3,вых  hпнд3,вх )

Dпв (hпвд1,вых  hпвд1,вх )

( Dэж hэжо  Dпв hд,вых )





( Dк .вх.д  Dдгп.пнд3 )( hпнд2,вых  hпнд2,вх )

Dк .вх.д (hпнд4,вых  hпнд4,вх )

Dпв (hпвд2,вых  hпвд2,вх )

Qтфу




Dпв (hпвд3,вых  hпвд3,вх )


)  20,586 МВт
14.Показатели тепловой экономичности АЭС
Найдём мощность Nпг , получаемую в парогенераторах водой второго контура (без
учёта понижающих коэффициентов):
N пг  ( Dпв  Dпр )  (ho  hпв )  Dпр  (hпр  hпв )  6,3970667  109 Вт
Для определения тепловой экономичности блока АЭС необходимо учесть потери
тепла в трубопроводах 1 и 2 контуров, расход электроэнергии на общестанционные
механизмы, т.е. КПД брутто энергоблока ст ,брутто
1 – коэффициент, учитывающий потери тепла в циркуляционном контуре реакторной
установки и продувку реактора, находится в пределах (0,985 ÷ 0,988). Примем 1  0.985
 2 – коэффициент, учитывающий потери тепла в трубопроводах второго контура за счёт
утечки пара, находится в пределах (0,985 ÷ 0,988). Примем 2  0.985
 реж – коэффициент, учитывающий снижение КПД турбины за счёт переменного режима,
снижение вакуума вследствие загрязнения поверхности охлаждения конденсатора и по
другим эксплуатационным причинам. Примем  реж  0.985
 пг – коэффициент, учитывающий потери тепла в парогенераторной установке в
окружающую среду и с продувкой. Примем пг  0.988
Коэффициент, учитывающий все описанные потери:
пот  1·2 · реж ·пг  0.985  0.985  0.985  0.988  0.944
38
Тогда КПД энергоблока брутто составит:
 cт,брутто   э,брутто  пот  0,33514  0.944  0,31637  31,637%
Расчёт реактора.
Необходимая тепловая мощность реактора:
N пг 6,3970667  10 9
Nт 

 6,7765537  10 9 Вт
 пот
0,944
По давлению и температуре на входе и выходе из реактора найдём энтальпии:
кДж
hсв ,в х ( p1 , t в х )  1283,526
кг
кДж
hсв ,вых ( p1 , t вых )  1547,859
кг
Расход теплоносителя через реактор:
Nт
кг
Gсв 
 2,56364  10 4
hсв ,вых  hсв ,вх
с
Найдём повышение энтальпии воды в ГЦН.
Примем напор насоса равным: ргцн  0.8(МПа)  8 105 ( Па)
По давлению и температуре входа в реактор найдём:
м3
 гцн ( p1 , t вх )  1,3367
кг
КПД ГЦН:  гцн  0.86
Приращение энтальпии теплоносителя в ГЦН:
hгцн 
р гцн   гцн
 гцн

0,8  10 6  1,3367  10 3
кДж
 1,24344
0,86
кг
Необходимая мощность для прокачки теплоносителя через реактор:
N гцн  hгцнGсв  1,24344  10 3  2,56364  10 4  31,877МВт
Расчёт конденсатора турбины
Найдём расход циркуляционной воды для охлаждения конденсаторов турбины.
Примем температуру охлаждающей воды на входе в конденсатор tцв.вх  20 оС )
Примем минимальный температурный напор равным  tк  3( оС )
Температура циркуляционной воды на выходе из конденсатора:
t цв,в ых  t к  t к  31  3  28С
Теплоёмкость циркуляционной воды:
кДж
С Р цв  (t в х )  4,185
кг  К
Уравнение энергетического баланса конденсатора:
Dцв  С Р цв (t цв,вых  t цв,в х )  Dцнд,вых hцнд,вых  Dэж hэжо  Dтпн hтпн,вых  Dк hк
39
Dцв 
Dцнд,вых hцнд,вых  Dэж hэжо  Dтпн hтпн,вых  Dк hк
С Р цв (t цв,вых  t цв,вх )
 1,07824  10 5
Если принять плотность циркуляционной воды 1000
Wцв 
Dцв
1000
 107,824
кг
с
, то объёмный расход равен
м3
м3
 3,881664  10 5
с
час
Расчёт расхода сетевой воды
Удельный объём сетевой воды на входе в ОБ1:
 об ,св ,вх ( pоб,вх1 , t об1,св ,вх )  1,02793  10 3
м3
кг
Объёмный расход сетевой воды:
Wсв  Dсв   об,св ,вх  78,6  1,02793  10
3
м3
м3
 0,0807953
 290,863
с
час
Прочие расходы.
Расход воды на масло- и воздухоохладители:
Wохл  2000 (
м3
м3
)  0.556 )
час
с
Расход подпиточной воды:
м3
м3
 76,4316
с
час
Подпитка тепловой сети (для закрытой системы горячего водоснабжения подпитка ~1%
Wсв ):
Wподв  0,001  Dпот  21,231  0,001  0,021231
м3
м3
 2,90863
с
час
кг
т
Dтс  1000Wтс  1000  0,000807953  0,807953  2,90863
с
час
Расход воды на собственные нужды водоподготовки (~25% от ( Dпр 2  Dпот  Dтс ) ):
Wтс  0,01  Wсв  0,01  0,0807953  0,000808
Dвп,сн  0,25( Dпр 2  Dпот  Dтс )  9,300988
кг
т
 33,48356
с
час
м3
м3
Wвп,сн  0,001Dвп,сн  0,009301
 33,48356
с
час
Расход воды на водоподготовительную установку:
м3
м3
 112,824
с
час
Расход воды на охлаждение подшипников механизмов (определяется из Т.У. на
Wвп  Wподв  Wтс  Wвп,сн  0,03134
м3
)
час
Расход воды на охлаждение реакторной установки (200 – 300 м3/час):
Wох.р= 300м3/час
оборудование): Wподшип  50 (
40
Расход на хозяйственные нужды (из санитарных норм 300 л/сутки на штатного работника)
л
м3
м3
 3.472 106  )  0.0125
)
сут
с
час
Принимаем прямоточную систему технического
технической воды составит:
Wхоз  300
водоснабжения.
Wсн  Wцв  Wохл  Wвп  Wподшип  Wох _ р  Wхоз  108,508566
Общий
расход
м3
м3
 3,9063084  10 5
с
час
Расчёт КПД нетто энергоблока.
Суммарный объёмный расход циркуляционной воды составляет: Wцв  3,881664  10 5
м3
час
В качестве циркуляционных насосов конденсаторов турбин выбираем насосы типа ОП-4110, расход которых составляет 18000 м3 / ч . Тогда понадобится
3,881664  10 5
 21,56  22насоса . Мощность электродвигателя каждого насоса из них 1000
18000
кВт, суммарная мощность: АЭС
N цн  22  1000  22000кВт  22МВт
Для системы технического водоснабжения требуется обеспечить расход воды:
м3
час
Для этого выбираем насосы типа 12НДС-60, с частотой вращения 960 обор/мин,
производительностью 1000 м3 / ч . Тогда таких насосов понадобится
W
сн
 Wцв  3,9063084  10 5  3,881664  10 5  2,464  10 3
2,464  10 3
 2,464  3насосоа , мощность электродвигателя каждого составляет 190 кВт.
1000
Тогда потребление энергии этими насосами составит:
Nтв  3 190  570(кВт)  0.57(МВт)
Расход электроэнергии на собственные нужды АЭС:
N сн  N сн1  N гцн  N цн  N тв  0,57  22  31,877  7,975  62,422МВт
Доля электроэнергии на собственные нужды:
N
62,422  10 6
Wсн  cн 
 0,031211
Nэ
2000  10 6
КПД нетто энергоблока:
 ст ,нетто   ст ,брутто  (1  Wcн )  0,3065  30,65%
41
42
15.Список используемых литератур
1) Маргулова Т.Х. «Атомные электрические станции»
М., «Высшая школа», 1978
2) Слободчук В.И., Шелегов А. С., Лескин С.Т «Основные системы
энергоблоков АЭС» Учебное пособие по курсу АЭС, 2010
43