Материал: Слободчук В.И., Лескин С.Т., Шелегов А.С., Кашин Д.Ю. Основные системы энергоблока с реактором РБМК-1000

ждающей воды через него. Запишем уравнение теплового баланса конденсатора (см. рис. 10.5):

Dп (hп – hк′ ) = Gв Сp (tвых − tвх).

Здесь hп – энтальпия пара после турбины; hк′ – энтальпия конденсата на линии насыщения после конденсации пара в конденсаторе, tвых и tвх – температура охлаждающей воды на выходе и входе в конденсатор; Dп – расход пара из турбины в конденсатор; Gв – расход охлаждающей воды.

Параметр Gв/Dп = m называется кратностью охлаждения.

Рис. 10.5. Влияние параметров охлаждающей воды на давление в конденсаторе

Из T–Q диаграммы конденсатора (рис. 10.5) и уравнения теплового баланса конденсатора получаем:

tк = tвых + t = tвх + (hп − hк′ )/(m Сp )+ t.

Если подставить численные значения энтальпии пара и конденсата, а также теплоемкость воды, характерные для параметров пара после турбины, то можно записать:

tк = tвх + 525/m + t.

51

Давление в конденсаторе однозначно связано с температурой конденсации, Pк = f (tк). Графически зависимость давления в конденсаторе от температуры охлаждающей воды tвх и кратности охлаждения m можно представить в виде, изображенном на рис. 10.6. Видно, что кратность охлаждения m > 80 выбирать нецелесообразно. Расчетная кратность охлаждения выбирается на основании технико-экономических расчетов. Обычно основные конденсаторы турбины выбираются двухходовыми по охлаждающей воде с кратностью охлаждения 50–65.

Рис. 10.6. Зависимость давления в конденсаторе от температуры охлаждающей воды и кратности охлаждения:

1 – tвх1, 2 – tвх2, 3 – tвх; tвх1 > tвх2 > tвх3

11. Трактосновного конденсата

Тепловая схема турбоустановки в значительной мере определяется схемой регенеративного подогрева питательной воды и основного конденсата, осуществляемого паром, частично отработавшим в турбине. Пар отводится из турбины через регенеративные отборы и подается по паропроводам на регенеративные подогреватели. В этой системе наименьшее давление конденсата в конденсаторе, наибольшее давление в барабане-сепараторе (для одноконтурной АЭС). Этот перепад давлений должен быть преодолен насосом. Установка на этом пути регенеративных подогревателей суще-

52

ственно повышает требуемый напор насоса, так как необходимо преодолеть еще и гидравлические сопротивления всех подогревателей. Если для подачи воды установить насос только после конденсатора, то все регенеративные подогреватели будут находиться под давлением, превышающим давление в парогенераторе. Это приведет к удорожанию оборудования.

Всвязи с этим тракт от конденсатора до барабана-сепаратора разделяют на две части: конденсатный и питательный тракты. Напор конденсатного насоса представляет собой сумму давления в деаэраторе и сопротивления всего конденсатного тракта, в том числе сопротивления регенеративных подогревателей, расположенных до деаэратора. Напор питательного насоса, установленного после деаэратора, складывается из давления в барабане-сепараторе (парогенераторе) и сопротивления регенеративных подогревателей, расположенных после деаэратора (если они предусмотрены технологической схемой). В связи с относительно высокими давлениями воды для этих подогревателей их называют подогревателями высокого давления (ПВД).

Подогреватели, в которых давление нагреваемой воды определяется напором конденсатных насосов, называются подогревателями низкого давления (ПНД).

Система подогрева конденсата до деаэратора называется системой регенерации низкого давления. В ней нагреваемой средой является основной конденсат турбины. Другое название системы – тракт основного конденсата.

Втракт основного конденсата входят: регенеративные подогреватели, конденсатные насосы, холодильники основных эжекторов и эжекторов уплотнений, конденсатоочистка (КО).

Конденсатные насосы предназначены для откачки основного конденсата турбины из конденсатосборника конденсатора, подачи его через систему регенерации низкого давления в деаэратор и обеспечения работы теплообменников.

Втурбоустановках АЭС, имеющих кондесатоочистку, устанавливаются две группы конденсатных насосов – первой ступени (КЭН-I) и второй ступени (КЭН-II).

Конденсатные насосы I ступени устанавливаются сразу после конденсатора от конденсатосборников и предназначены для прокачки основного конденсата (ОК) через холодильники эжекторов и

53

фильтры КО, которые имеют большое гидравлическое сопротивление.

Холодильники эжекторов располагаются после КН-I и служат для конденсации пара, подающегося на эжекторы.

КО – конденсатоочистка, расположена после холодильников эжекторов и предназначена для удаления из конденсата механических примесей и растворенных в конденсате химических соединений, находящихся в ионной форме.

Конденсатные насосы II ступени (КН-II) служат для создания необходимого напора для прокачки основного конденсата через систему ПНД и подачи его в деаэратор.

На АЭС одноподъемная схема включения конденсатных насосов не применяется, так как фильтры конденсатоочистки рассчитаны на сравнительно низкое давление (до 0,785 МПа – 8 кгс/см2), а такого давления не хватает для прокачки основного конденсата через весь конденсатный тракт и подачи его в деаэратор.

Рис. 11.1. Схема конденсатоочистки РБМК-1000:

Н– катионитовый фильтр, ФСД – фильтр смешанного действия,

Л– фильтр-ловушка

54

На рис. 11.1 представлена схема конденсатоочистки блока с реактором РБМК-1000. КО предназначена для обессоливания основного конденсата турбины перед подачей его в конденсатный тракт. Обессоливающая установка обеспечивает очистку 100 % расхода конденсата. КО состоит из катионитовых фильтров, фильтровловушек и фильтров смешанного действия (ФСД).

Катионитовый фильтр (КФ) предназначен для очистки конденсата от механических примесей, взвешенных продуктов коррозии и катионов растворенных солей при фильтровании его через слой катионита. Фильтр смешанного действия предназначен для удаления растворенных солей из конденсата, прошедшего предварительную очистку на КФ, и обеспечения норм качества воды, установленных для конденсата. Фильтр-ловушка предназначен для улавливания ионитов, проскакивающих через нижнее дренажное устройство ионитового фильтра в процессе работы в результате его частичного или полного повреждения.

Для выбора числа и производительности конденсатных насосов определяющее значение имеет подход к их резервированию. Так как установка конденсатных насосов обходится недорого, то целесообразно использование трех насосов – двух рабочих и одного резервного. К тому же конденсатные насосы выходят из строя чаще, чем питательные. Наличие резервного насоса повышает надежность конденсатного тракта. Конденсатные насосы выбираются с электроприводом. Их мощность значительно меньше, чем питательных насосов. Напор конденсатных насосов определяют, исходя из давления в деаэраторе и необходимости преодоления гидравлического сопротивления всего конденсатного тракта от конденсатора до деаэратора.

Условия работы КН-1 очень тяжелые. Насосы первого подъема работают с минимальным кавитационным запасом в условиях глубокого вакуума на входе и при температуре конденсата на входе, близкой к температуре насыщения. Для улучшения антикавитационных качеств конденсатные насосы выполняют, как правило, двухпоточными с расширенным входом или с предвключенным рабочим колесом. Конденсатные насосы первого подъема с расходом свыше 200 м3/ч изготавливают в вертикальном исполнении.

55