Реферат: Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65/3000 (Часть пояснительной к диплому)

Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65/3000.

Постановказадачи.

Расчет тепловой схемы АЭС сводится к расчетустандартной турбоустановки. Расчет приведен для турбоустановки К-500-65/3000,паровой турбины с мощностью500 МВт дляодноконтурной АЭС с реактором РБМК-1000.

Конечнойцелью расчета является определение электрической мощности и КПД турбоустановкипри заданном расходе пара на турбину и заданной мощности теплофикационнойустановки.

Описание расчетной тепловой схемы.

Особенноститепловой схемы одноконтурной АЭС связаны с радиоактивностью паров. В любойсхеме таких АЭС обязательно: во-первых, включение в тепловую схему испарителядля получения нерадиактивного пара, подаваемого на уплотнения турбины;во-вторых, использование промежуточного водяного контура между греющим паром иводой теплосети. Выполнение этих решений обязательно. Оба этих условий былиреализованы в рассчитываемой тепловой схеме.

Производитсярасчет паротурбинной установки, в которой образование пара происходит в корпусереактора блока АЭС с РБМК-1000. В барабан-сепараторе происходит разделениеострого пара и воды. Острый пар подается на ЦВД турбины и двухступенчатыйпароперегреватель (ПП2).

ТурбинаК-500-65/3000 состоит из одного двухпоточного ЦВД и четырех двухпоточных ЦНД.Отборы из ЦВД и ЦНД идут на регенеративные подогреватели, а также наподогреватели сетевой воды, деаэратор и испаритель. Для уменьшения поступленияпродуктов коррозии в реакторную воду, ПВД не устанавливаются. Охладителидренажей установлены после каждого ПНД (в данной схеме пять ПНД). Используемкаскадного слива дренажей ПНД, которые сливаются в конденсатор. Конденсатныйнасос установлен по двухподъемной схеме: КН1 – после конденсатора, а КН2– перед ПНД1.

Подогревосновного конденсата, проходящего последовательно через все ПНД, происходит вследующей последовательности: ПНД1– 7 отбор,ПНД2– 6 отбор, ПНДЗ– 5 отбор, ПНД4– 4 отбор, ПНД5– 3 отбор. Такжепроисходит подогрев сетевой воды: Б1– 5 отбор,Б2 – 4 отбор, БЗ– 3 отбор, Б4– 2 отбор. Засчет2 отбора происходит деаэрация, атакже парообразование нерадиактивного пара в испарителе.

Между ЦВД иЦНД установлен сепаратор и двухступенчатый пароперегреватель. Дренаж послесепаратора сбрасывается в ПНДЗ, после ПП1 и ПП2 в деаэратор.

Отестественных примесей воды реактор одноконтурной АЭС надежно защищает100 % — ная конденсатоочистка. БОУ установленперед КН2, после КН1 установлены основной эжектор и эжектор уплотнений.

Расчетная схема ПТУ и h, s–диаграмма процесса в турбине.

Расчетнаясхема составлена на основе принципиальной схемы, разработаннойзаводом-изготовителем (ХТГЗ). Исходные данные по параметрам отборов турбиныК-500-65/3000 были взяты из[1] и сведены в табл0.4.-1. Некоторые числовыеданные были взяты из [4],проекта турбоустановки К-750-65/3000 (близкой по своим характеристикам крассчитываемой). В табл.0.4.-1представленыданные о параметрах пара в отборах турбины. По таблице построена h, s–диаграмма процесса расширения пара в турбине (рис.2). В табл. 0.4.-2 представлены основные исходные данные.

Таблица 0.4.-1:Параметры пара в отборах турбины К-500-65/3000.

Отбор

Давление

pi, МПа

Ст. сухости

Энтальпия

hi, кДж/кг

Температура

Тi,°С

6.59

0.995

2770

281.8

2.055

0.900

2608

213.8

1.155

0.880

2544

186.3

0.632

0-.860

2468

160.9

0.348

0.849

2390

138.7

0.142

2852

189.3

0.066

2724

122

0.026

0.990

2596

65.9

Давление вконденсаторе: рк=0.004 МПа (hк=2416 кДж/кг).

Таблица 0.4.-2:Основные исходные данные.

Характеристика

Численное значение

Размерность

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> — расход пара на турбоустановку

793.1

кг/с

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> — давление пара перед турбоустановкой

6.59

МПа

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> — степень сухости пара перед турбоустановкой

0.995

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028"> — температура промперегрева

265.4

оС

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> — давление в деаэраторе

0.69

МПа

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> — давление в конденсаторе

0.04

МПа

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> — тепловая мощность, отдаваемая в теплосеть

22.2

МВт

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image016.gif" v:shapes="_x0000_s1193">
Рис.1: Тепловая схема ПТУ К-500-65/3000.

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image018.gif" v:shapes="_x0000_s1220">
Рис.2: Процесс расширения пара втурбине.

Таблица параметров и расходов рабочего тела.

Призаполнении таблицы используем материал изложенный в [2]. Значения параметров рабочего тела,необходимые для расчета уравнений теплового баланса элементов схемы и заданныерасходы, так же как и основные результаты расчета, удобно сводить в таблицу.Данные в строках1, 2, 3 – номераотборов, давления и энтальпии в них вносятся из табл. 0.4.-1.Давления в подогревателях (строка4)рассчитываются по давлению в отборах с учетом гидравлических потерь по формуле:

-

необходимое давление в точке турбины, из которойотбирается пар на подогреватель r:

-

относительная величина потери давления в паропроводеот турбины до подогревателя:

r– номер подогревателя по ходу воды, включаядеаэратор.

В стоку 5внесены температуры насыщения при этих давлениях. Строка 6 заполняется приналичии у подогревателя охладителя дренажа (указывается выбранный недогрев внем). Температура дренажа (строка 7) при отсутствии охладителя дренажа равнатемпературе насыщения в подогревателе (строка 5), в противном случаетемпература дренажа рассчитывается по формуле:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> — температура среды навыходе из предыдущего подогревателя (строка 11);

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1036"> — значение min температурного напора в охладителе дренажа (строка 6).

Энтальпиидренажей подогревателей (строка8)определяются по[4] на линии насыщения при давлении всоответствующем подогревателе. Давление воды за подогревателями (строка9) находят по напору питательного иконденсатного насосов с учетом гидравлических потерь по водяной сторонеподогревателя. Температура обогреваемой среды после подогревателя (строка 11) определяется по формуле:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> — температура насыщения в подогревателе(строка 5);

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1039"> — принятое значениеминимального температурного напора (строка 10).

Энтальпиянагреваемой воды (строка12) определяетсяпо соответствующим давлениям и температурам (строки9 и11). В строку6 и10вносятся выбранные значения <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> с учетомиспользуемых в схеме подогревателей. В строку13вносятся рассчитанные значения расходов пара через элементы схемы.

Таблица0.4.-3: Параметры рабочего тела в элементахрасчетной схемы.

№ стр.

Параметры среды

Пр*

ПП2

ПП1

Б4

П5+ОД

БЗ

Б2

П4+ОД

Пр**

Б1

ПЗ+ОД

П2+ОД

П1+ОД

Греющий пар

Номер отбора

Давление в отборе, МПа

Энтальпия, кДж/кг

Давление в

подогревателе, Мпа

Температура насыщения

в подогревателе, град С

6.59

2770

---

6.59

2770

6.29

278.4

2.055

2608

1.952

211.2

1.155

2608

0.69

164.2

1.155

2608

0.64

161.4

1.155

2608

1.09

183.7

0.632

2544

0.6

158.9

0.632

2544

0.59

158.2

0.348

2468

0.32

135.8

0.348

2468

0.33

136.8

0.348

2468

---

0.348

2468

0.328

136.6

0.142

2852

0.129

106.9

0.142

2852

0.135

108.2

0.066

2724

0.063

87.2

0.026

2596

0.025

65.0

2416

0.004

29.0

Дренаж греющего пара

Недогрев, град С

Температура, град С

Энтальпия, кДж/кг

---

278.4

1219

---

211.2

903.2

---

161.4

681.6

---

183.7

779.6

141.8

596.8

---

158.2

667.7

---

135.8

571.1

112.2

470.6

---

136.6

574.6

---

106.9

448.2

90.2

377.7

68.0

284.6

209.3

---

29.0

121.4

Обогреваемая среда на вых.

Давление, Мпа

Недогрев, град С

Температура, град С

Энтальпия, кДж/кг

---

0.33

13.4

265

2973

0.34

13.4

197.8

2847

0.69

---

164.2

694

0.6

---

2757

---

18.7

165

698

1.20

153.9

649.1

---

148.2

625.3

---

127.8

538.1

1.30

131.8

554

---

0.32

---

2728

---

100.9

424.2

1.40

102.2

428.3

1.50

80.2

335.7

1.60

242.7

---

Расходы пара, кг/с

1.2

42.57

36.58

6.19

6.59

2.28

36.53

2.53

3.17

44.63

0.8

96.59

2.57

16.14

19.27

25.89

769.53

Пр* — протечки острого пара через уплотнения штоковклапанов.

Пр**- протечкипара через уплотнения ЦВД.

Расчет теплоты для внешних потребителей.

Такойрасчет проводят по группам потребителей с последующим суммированием расходовтеплоты. В рассчитываемой схеме для внешнего потребления предусмотрена толькотеплофикационная установка ТУ для отпуска теплоты в тепловую сеть. Основноеколичество теплоты требует бойлерная установка с теплообменниками Б1, Б2, БЗ,Б4. Температурный график сетевой воды принят70-165 °С (70°С -температура воды, возвращаемой в ТУ; 165 °С — температура воды, направляемой втеплосеть). Значение подогрева воды в каждом сетевом подогревателе определенопараметрами соответствующего отбора турбины и минимальным температурным напором(подогревом) в подогревателе (табл.0.4.-3). Количество теплоты, отдаваемое в теплосеть, определяется поформуле:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1041"> МВт

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> кДж/кг– энтальпия сетевой воды на выходе из последнего (Б4)сетевого подогревателя (определяется при <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> МПа, <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> оС);

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> кДж/кг– энтальпия сетевой воды на входе в первый (Б1)сетевого подогревателя (определяется при <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> МПа, <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> оС).

Призаданной мощности и параметрах сетевой воды можно определить расход сетевойводы по формуле:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> кг/с

В даннойсхеме 2 шт. основных подогревателей сетевой воды и2 шт. пиковых подогревателей сетевой воды типа ПН-950-42-8А [З]. Гидравлическоесопротивление при номинальном расходе воды для таких подогревателей составляет0.0147 МПа. Сетевой насос создает давление навходе в теплофикационную установку в размере2.0МПа.

Вдальнейшем расчете в обозначениях параметров, используемых в расчетныхуравнениях, будут нижние индексы-условное обозначение элементов схемы, а верхние индексы- обозначение среды.

Длялюбого(i-го) сетевого подогревателяуравнение теплового баланса имеет следующий вид:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1050"> — энтальпия сетевойводы на выходе из (i-го) сетевого подогревателя;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> — энтальпия дренажа (i-го) сетевого подогревателя;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> — энтальпия греющегопара;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1053"> — расход дренажагреющего пара;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1054"> — расход греющегопара;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1055"> — к.п.д., учитывающийтепловые потери.

Как видноиз расчетной схемы (рис.1),теплофикационная установка (ТУ) питается паром из отборов2, 3, 4, 5. Необходимые данные для расчетаэнтальпии берем из столбцов6, 8, 9, 13 (табл. 0.4.-3). Получаем системууравнений:

Расходыгреющих паров (строка13) рассчитываемпоследовательно по подогревателям, начиная с Б4, учитывая каскадный сливдренажей. Расчет данной системы дает следующий результат:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> кг/с; <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1061"> кг/с; <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1062"> кг/с; <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1063"> кг/с.

Суммарныйрасход теплоты из отборов турбины на теплофикационную установку определяется поформуле:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image084.gif" v:shapes="_x0000_i1064"> МВт

Расходы пара на уплотнения вала турбины, штоковрегулирующего и стопорного клапанов и на эжекторы.

Т.к. впроекте отсутствуют необходимые численные значения, то эти данные возьмем изпроекта однотипной турбоустановки, близкой по мощности и параметрам крассчитываемой.

Основнойэжектор (ОЭ) питается паром из деаэратора с расходом1.9 кг/с. Кроме того, для выработки относительно чистого пара дляподачи его на уплотнения и в качестве рабочего тела на эжектор уплотнений (ЭУ)в схеме предусмотрен испаритель (И), питательной водой для которого служитконденсат после деаэратора с энтальпией <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1065"> кДж/кг. Расходпервичного пара из отбора2 турбины наиспаритель <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1066"> определяют изуравнения теплового баланса этого элемента:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1068"> кг/с — паропроизводительность И;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1069"> — относительнаявеличина продувки;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image096.gif" v:shapes="_x0000_i1070"> кДж/кг — энтальпия2-го отбора идущего на И;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image098.gif" v:shapes="_x0000_i1071"> кДж/кг — энтальпиявторичного пара, опред. по давлению в И;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image100.gif" v:shapes="_x0000_i1072"> кДж/кг — энтальпияпродувочной воды, опред. по давлению в И;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1073"> кДж/кг — энтальпиядренажа И;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image104.gif" v:shapes="_x0000_i1074"> — к.п.д. испарителя,связанный с потерями тепла в ОС.

Из расчетаполучаем расход первичного пара из отбора2турбины на испаритель:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image106.gif" v:shapes="_x0000_i1075"> кг/с

Определитьвеличины подогрева основного конденсата в конденсаторах пара эжекторов можно наоснове соответствующих балансных уравнений, если известен теплоперепад,срабатываемый в эжектирующих устройствах. Обычно эти величины не рассчитывают.В нашем случае принимаем <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image108.gif" v:shapes="_x0000_i1076"> кДж/кг.

Параметры рабочего тела в системе регенерации.

Напорынасосов тракта питательной воды и конденсата рассчитывают по методике главы 1 [2], причем к.п.д. насосов принимают по проектутурбоустановки или оценивают. Повышение энтальпии воды в насосах определяетсяпо следующей формуле:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image110.gif" v:shapes="_x0000_i1077"> кДж/кг

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1078"> — необходимый напорнасоса;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1079"> — удельный объемперекачиваемой воды;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image116.gif" v:shapes="_x0000_i1080"> — к.п.д. насоса.

Дляпитательного насоса (ПН) при <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image118.gif" v:shapes="_x0000_i1081">

Расчетнеобходимого напора питательного насоса:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image120.gif" v:shapes="_x0000_i1082"> МПа

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image122.gif" v:shapes="_x0000_i1083"> МПа – давление рабочеготела перед турбиной;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image124.gif" v:shapes="_x0000_i1084"> МПа – гидравлическоесопротивление трубопроводов;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image126.gif" v:shapes="_x0000_i1085"> МПа – сопротивлениепитательного трубопровода;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1086"> МПа – сопротивлениерегулирующего клапана питания;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image130.gif" v:shapes="_x0000_i1087"> МПа – давление вдеаэраторе.

Расчетповышения энтальпии воды в ПН:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1088"> кДж/кг

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1089"> м3/кг — удельный объем перекачиваемой воды ПН.

Дляконденсационного насоса 1-го подъема (КН1) при <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image136.gif" v:shapes="_x0000_i1090">

Расчетнеобходимого напора конденсатного насоса 1-го подъема:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1091"> МПа

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1092"> МПа – сопротивление охладителей эжекторов;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image142.gif" v:shapes="_x0000_i1093"> МПа – сопротивлениеконденсатоочистки;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image144.gif" v:shapes="_x0000_i1094"> МПа – сопротивление трубопроводов;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image146.gif" v:shapes="_x0000_i1095"> МПа – сопротивлениерегулирующего клапана уровня.

Расчетповышения энтальпии воды в КН1:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image148.gif" v:shapes="_x0000_i1096"> кДж/кг

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image150.gif" v:shapes="_x0000_i1097"> м3/кг — удельный объем перекачиваемой воды КН1.

Дляконденсационного насоса 2-го подъема (КН2) при <img src="/referat/public/cache/referats/3938/image152.gif" v:shapes="_x0000_i1098">

Расчетнеобходимого напора конденсатного насоса 2-го подъема:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image154.gif" v:shapes="_x0000_i1099"> МПа

Сопротивлениярегенеративных подогревателей и вынесенных охладителей дренажа принимаем с учетомоборудования, используемого в паротурбинной установки типа (К-500-65/3000) [1]:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image130.gif" v:shapes="_x0000_i1100"> МПа – давление вдеаэраторе;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image144.gif" v:shapes="_x0000_i1101"> МПа – сопротивлениетрубопроводов;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image156.gif" v:shapes="_x0000_i1102"> МПа – геодезическийподпор;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image158.gif" v:shapes="_x0000_i1103"> МПа – сопротивлениеподогревателя ПНД1;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image160.gif" v:shapes="_x0000_i1104"> МПа – сопротивлениеподогревателя ПНД2;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image162.gif" v:shapes="_x0000_i1105"> МПа – сопротивлениеподогревателя ПНД3;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image164.gif" v:shapes="_x0000_i1106"> МПа – сопротивлениеподогревателя ПНД4;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image166.gif" v:shapes="_x0000_i1107"> МПа – сопротивлениеподогревателя ПНД5;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image168.gif" v:shapes="_x0000_i1108"> МПа – сопротивлениеохладителя дренажа ОД1;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image170.gif" v:shapes="_x0000_i1109"> МПа – сопротивлениеохладителя дренажа ОД2;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image172.gif" v:shapes="_x0000_i1110"> МПа – сопротивлениеохладителя дренажа ОД3;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image174.gif" v:shapes="_x0000_i1111"> МПа – сопротивлениеохладителя дренажа ОД4;

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image176.gif" v:shapes="_x0000_i1112"> МПа – сопротивлениеохладителя дренажа ОД5.

Расчетповышения энтальпии воды в КН1:

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image178.gif" v:shapes="_x0000_i1113"> кДж/кг

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image180.gif" v:shapes="_x0000_i1114"> м3/кг — удельный объем перекачиваемой воды КН2.

Энтальпияконденсата на входе в первый регенеративный подогреватель (П1):

<img src="/referat/public/cache/referats/3938/image182.gif" v:shapes="_x0000_i1115"> кДж/кг

Определение расходов рабочего тела по элементам схемы.

Определениерасходов рабочего тела производим на основе уравнений тепловых и материальныхбалансов. Определим порядок решения этих уравнений. В данном примере определитьрасходы греющего пара на П3, Д6 сразу не удается, т.к. эти потоки связаны свеличинами дренажей из СПП. Поэтому поступим следующим образом: обозначимрасход пара после ЦВД турбины через Х и будем решать балансные уравнения дляэлементов схемы в следующем порядке:

а)Сепаратор (С):

X-D

С, <span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times

еще рефераты

Еще работы по технологии

Реферат по технологии

Алмазные инструменты в машиностроении

26 Июня 2015

Реферат по технологии

Сертификация в зарубежных странах

25 Июня 2015

Реферат по технологии

Стандартизация в зарубежных странах

25 Июня 2015

Реферат по технологии

Ходова частина

25 Июня 2015