Отсос паро-воздушной смеси.

В конденсатор поступает не только влажный пар из последних ступеней турбины, но и воздух через неплотности в соединениях корпуса конденсатора с выхлопным патрубком турбины и ряд других мест, например в линиях отборного пара и его конденсата, находящихся под разрежением. В зависимости от поддержания водного режима и качества воды с паром могут поступать и другие газы, например углекислота и аммиак (реакторы типа ВВЭР). Для одноконтурных АЭС – продукты радиолиза, и благородные газы, проникающие даже через практически герметичные оболочки твэлов. Поступление продуктов радиолиза существенно увеличивает газосодержание среды при входе в конденсатор. Для турбин двухконтурных АЭС количество кислорода, поступающего в конденсатор с паром, составляет не более 0,01 мг/кг (активность в парогенераторе сравнительно мала), а для турбин одноконтурных АЭС - 5-40 мг/кг (так как вода проходит через реактор).

Давление в конденсаторе равно сумме парциальных давлений водяного пара и всех остальных газов, а конденсация водяного пара будет происходить при его парциальном давлении. Таким образом, давление в конденсаторе тем значительнее отличается от парциального давления водяного пара, чем больше газосодержание. Только при нулевом газосодержании давление в конденсаторе станет равным тому наименьшему давлению, которое определяется температурой охлаждающей воды. Поэтому от степени удаления неконденсирующихся газов из конденсатора зависит степень расширения пара в турбине, т. е. тепловая экономичность. Наличие газов также ухудшает коэффициент теплоотдачи при конденсации, требуется увеличение поверхности охлаждения в конденсаторе. Так, при весовой концентрации газов, равной 1%, коэффициент теплоотдачи при конденсации пара уменьшается вдвое по сравнению с величиной, отвечающей чистому пару; при 2,5—3% — уже в четыре раза. Количество подсасываемого воздуха зависит от состояния уплотнений в местах соединений, находящихся под разрежением, и не поддается расчетному определению. Обобщение большого количества данных эксплуатации позволяет считать, что количество отсасываемого воздуха (кг/ч):

G_воз = 2 + D_к/50

где D_к – номинальный расход пара в конденсатор, (т/ч).

Основной источник присоса воздуха – неплотности во фланцевом соединении между выхлопным патрубком турбины и приемным патрубком конденсатора поэтому в настоящее время используется соотношение:

G_воз = αl_ф

где:α– коэффициент, равный 1,5 кг/(ч·м) для сварного соединения и 3,0 кг/(ч·м) – для болтового;

l_ф — периметр соединения, м.

Абсолютная величина присоса воздуха не зависит от нагрузки, поэтому при меньших нагрузках относительная величина присоса возрастает. Так как количество воздуха, проникающего в конденсатор, по сравнению с расходом пара очень мало, то при непрерывном отсосе воздуха давление в конденсаторе (и, следовательно, за турбиной) устанавливается равным давлению, соответствующему температуре насыщения. В месте отсоса концентрация воздуха может быть уже существенной:

Изменение давления в конденсаторе по мере движения пара к месту отсоса: Pк- суммарное давление; Рп - парциальное давление пара; РВОЗ - парциальное давление воздуха; Pк - Pп - РВОЗ - паровое сопротивление конденсатора.

По мере движения к месту отсоса полное давление меняется мало, так как паровое сопротивление невелико, но парциальное давление воздуха возрастает. Поэтому парциальное давление водяного пара в месте отсоса уменьшается и конденсат сконденсировавшегося в этой области пара оказывается переохлажденным по отношению к остальному конденсату. Переохлаждение конденсата снижает тепловую экономичность установки и увеличивает расход электроэнергии на конденсационную установку. Вместе с воздухом отсасывается и некоторое количество пара, что может вызвать потерю конденсата, для исключения которой паровоздушная смесь должна быть охлаждена в соответствующем теплообменнике с возвратом конденсата в систему. Так как поверхность нагрева такого теплообменника тем больше, чем больше пара в отсасываемой смеси, то отсос целесообразно делать в области завершения конденсации.

19. Назначение и схема включения основных и пусковых эжекторов

Воздух отсасывается пароструйным эжектором. Пар пароструйного эжектора подводят из отборов турбин или от испарителей повышенного давления. Можно использовать и выпар деаэраторов повышенного давления, что пока еще не нашло широкого распространения, но перспективно, так как ликвидируется лишний элемент – охладитель выпара, а расход пара с выпаром практически равен расходу, требующемуся для работы основных эжекторов. Для пусковых режимов к основным и пусковым эжекторам предусматривают подвод острого пара через редуктор. Для выброса воздуха его давление за эжектором должно быть выше атмосферного. При этом на двухконтурных станциях воздух выбрасывают непосредственно в атмосферу, а на одноконтурных – через систему технологической вентиляции с предварительной дезактивацией.

Расход рабочего пара на эжекторы составляет заметную величину (0,5 – 0,8% от расхода на турбину), и, кроме того, частично пар поступает с воздухом из конденсатора. Во избежание потерь конденсата и для уменьшения тепловых потерь с рабочим паром конструкция эжекторов органически сочетается с холодильниками пара. Эти теплообменники включаются в регенеративную систему турбины непосредственно после конденсатных насосов. Они охлаждаются основным конденсатом турбин, поэтому их правильнее называть подогревателями на сбросном паре эжекторов (В упрощенной схеме эти подогреватели не учитываются). Затраты на эжекторы с охладителями пара тем меньше, чем меньше расход пара. Последнее достигается за счет применения двух- и трехступенчатых эжекторов с одинаковыми степенями сжатия для каждой из ступеней. Чем ниже температура конденсата в охладителях, тем полнее будет сконденсирован рабочий пар первой ступени. Это уменьшит отсос паровоздушной смеси во вторую ступень, что в свою очередь позволит снизить расход пара на нее и т.д., общий расход пара на эжекторы уменьшается. Пароэжекторные охладители всегда устанавливают непосредственно после конденсатного насоса, т. е. первыми по ходу конденсата в регенеративной системе. Использование теплоты конденсации пара эжекторов в системе регенерации обязательно, так как оно не так мало: турбинный конденсат подогревается в этих теплообменниках на 3–5ºС для конденсационных станций и на 7–10ºС для теплофикационных в связи с меньшим пропуском для них пара в конденсатор.

Схема включения эжекторов для отсоса воздуха из конденсаторов турбин.

1 - подвод рабочего пара;

2 - выпуск воздуха;

3 - вторая ступень основного эжектора;

4 - перемычка для возможности работы одной второй ступени при пуске турбины;

5 - первая ступень основного эжектора;

6 - отвод конденсата в паровой объем конденсатора;

7 - пусковой эжектор;

8 - отсос воздуха из конденсатора;

9 - конденсатор турбины;

10 - конденсатный насос;

11 - перепуск конденсата рабочего пара эжекторов из холодильника второй ступени в холодильник первой ступени;

12 - трубопровод для рециркуляции конденсата турбины при ее пуске;

13 - клапан рециркуляции и поддерживания уровня в конденсаторе;

14 - регенеративный подогреватель низкого давления.

Кроме основного, постоянно работающего эжектора имеется пусковой эжектор, включаемый в процессе пуска для первоначального удаления воздуха из конденсатора и корпуса турбины, который при ее холостом ходе также находится под разрежением. В связи с кратковременностью работы пускового эжектора его конструкция обычно проста – его выполняют одноступенчатым и часто без охладителей, а отсасываемую паровоздушную смесь сбрасывают непосредственно в атмосферу. В одноконтурных станциях отсасываемая парогазовая смесь радиоактивна. Поэтому у пускового эжектора обязательно устанавливают охладитель. При пуске турбины расход конденсата недостаточен для охлаждения и конденсации пара эжекторов, поэтому предусмотрена рециркуляционная линия. При пуске турбины в основном эжекторе можно обойтись работой только одной ступени, так как значительная нагрузка по отсосу падает на пусковой эжектор, мощность которого принимают большей, чем основного.

Учитывая большое влияние давления в конденсаторе на экономичность турбинной установки, основные эжекторы устанавливают с резервом – два работающих и один резервный. Для основного эжектора давление всасывания мало (вакуум), поэтому для него характерна большая общая степень сжатия (около 30), равномерно распределяемая по трем ступеням. Холодильники устанавливают после каждой ступени (реже после двух или трех). Пусковой эжектор работает в условиях переменного давления всасывания от атмосферного до расчетного. Расчетное давление выбирают равным давлению всасывания третьей ступени основного эжектора. После его достижения в работу включают основной эжектор, а пусковой останавливают. Пусковые эжекторы устанавливают без резерва.

Для уменьшения расхода пара на эжекторы необходимо следить за плотностью конденсатора и прежде всего за плотностью соединения его корпуса с выхлопным патрубком турбины, так как сечение этого соединения наибольшее.

20. Система технического водоснабжения. Типы систем технического водоснабжения. Основные потребители технической воды.

Техническая вода – химически неочищенная вода, забираемая из окружающей среды и используемая для отвода избыточного тепла от систем и оборудования станции.

Назначение системы ТВ: отвод тепла от основных и вспомогательных агрегатов АЭС в окружающую среду, подпитка систем АЭС водой.