Список использованных источников

1. Маргулова, Т.Х. Атомные электрические станции / Т.Х. Маргулова. – М.: «Высшая школа», 1978. – 360 с.

2. Красин, А.К. Ядерная энергетика и пути ее развития / А.К. Красин. – Мн.: «Наука и техника», 1981. – 207 с.

3. Петунин, Б.В. Теплоэнергетика ядерных установок / Б.В. Петунин. – М. «Атомиздат», 1960. – 232 с.

4. Нестеренко, В.Б. Физико-технические основы применения диссоциирующих газов как теплоносителей и рабочих тел атомных электростанций / В.Б. Нестеренко. – Мн.: «Наука и техника», 1971. – 312 с.

5. О стратегии развития ядерной энергетики России до 2050 г. / П.Н. Алексеев [и др.] // Атомная энергия. – 2011. – Том 111. Вып. 4. – С. 183 – 196.

6. Рассчитать тепловую схему АЭС: Отчет о НИР / ОИЭЯИ-Сосны НАН Беларуси; отв. исп. Бунин Е.Н. – Минск. – 2011. – № 1080. – 48 с.

VI. (Тема 14) Алгоритм расчета термодинамических параметров тепловой схемы белорусской АЭС

Реферативное изложение темы

Принципиальная тепловая схема белорусской АЭС (детальное описание). Блок-схема математической модели двухконтурной АЭС. Алгоритм и примеры расчета отдельных элементов АЭС.

Белорусская АЭС мощностью 2400 МВт будет состоять из двух энергоблоков. Каждый энергоблок имеет моноблочную структуру (т.е. самодостаточен) и включает в себя реакторную установку с комплексом систем нормальной эксплуатации и систем безопасности и одну турбоустановку с вспомогательными системами турбинного отделения. Принципиальная тепловая схема одного энергоблока показана на рисунке 13.3.

Первый контур – радиоактивный. Он состоит из: реактора, четырех главных циркуляционных петель, четырех главных циркуляционных насосов, греющих частей четырех парогенераторов и одного компенсатора давления (объема).

Второй контур – нерадиоактивный. Он состоит из: паропроизводительной части парогенераторов, паропроводов свежего пара, одного турбоагрегата (включающего в себя турбоустановку и электрогенератор), конденсатных насосов (первого и второго подъема), системы регенеративных подогревателей низкого давления, системы основного конденсата, деаэратора, питательных насосов и регенеративных подогревателей высокого давления.

Теплоноситель первого контура, проходя через активную зону реактора, нагревается и по главному циркуляционному трубопроводу четырех параллельных циркуляционных петель поступает в трубчатку парогенератора, где он отдает свою энергию теплоносителю второго контура, проходящему по межтрубному пространству. Очистка организованных протечек и продувочной воды первого контура от продуктов коррозии конструкционных материалов, радионуклидов и химических примесей производится на ионообменных фильтрах. Система очистки теплоносителя первого контура расположена во вспомогательном реакторном здании, вне герметичной оболочки.

Из паропроизводительной части парогенераторов пар по главным паропроводам через стопорно-регулирующие клапана попадает в турбину. Проходя через цилиндр высокого давления (ЦВД) расширяясь до экономически выгодной величины влажности, влажный пар затем направляется в сепаратор и двухступенчатый пароперегреватель (СПП). По пути прохождения через ЦВД пар четырежды отбирается для нагрева питательной воды в двух подогревателях высокого давления (ПВД), в деаэраторе и в четвертом подогревателе низкого давления (ПНД).

В сепараторе влажный пар разделяется на сухой (насыщенный) пар и воду. Вода отводится в деаэратор, а насыщенный пар перегревается в двух ступенях перегревателя, после чего направляется в четыре цилиндра низкого давления (ЦНД) турбины. В ЦНД пар трижды отбирается для нагрева питательной воды в третьем, втором и первом ПНД.

В первой ступени пароперегревателя (ПП1) пар перегревается за счет тепла части пара из первого отбора ЦВД, после чего греющая вода из ПП1 направляется в шестой ПВД. Перегрев пара в ПП2 происходит острым паром выходящим из парогенераторов (ПГ). Греющая вода из ПП2 направляется на вход в ПГ, где смешивается с питательной водой из седьмого ПВД.

Отработанный в турбине пар поступает для конденсации в конденсатор (К). Из конденсатора конденсат прокачивается через ПНД, деаэратор и ПВД конденсатными и питательными насосами в ПГ. Конденсат из конденсатора очищается в блочной обессоливающей установке (БОУ).

Конденсация пара в конденсаторе происходит за счет охлаждающей воды, циркулирующей по контуру «конденсатор – градирня – насос – конденсатор».

Слив конденсата и дренажа осуществляется следующим образом. Дренаж ПВД-7 сливается самотеком в ПВД-6 и далее в деаэратор. Конденсат греющего пара ПНД-4 смешивается с конденсатом из первой ступени (ПП1), и смесь закачивается сливными насосами (СН) в линию основного конденсата перед деаэратором. Конденсат греющего пара ПНД-3 сливается в ПНД-2, где смешивается и с основным конденсатом, и с питательной водой, и эта смесь откачивается конденсатными насосами второго подъема в тракте питательной воды в ПНД-3.

Турбоустановка К-1200-6,8/50 предусматривает обеспечение теплофикационной нагрузки до 300 МВт (тепловых). Схема подключения тепловых потребителей пока нам неизвестна и на рисунке 13.3 не показана.

Не все мероприятия, запланированные на данном этапе работ, реализованы в головном образце турбоустановки. Есть неясность с частотой вращения ротора турбины (пока в проекте заложено n = 50 об/с = 3000 об/мин, но не исключен и переход на «тихоходную» турбину с n = 1500 об/мин). При необходимости коррективы в конструктивные характеристики будут внесены в последующие образцы турбины и оборудование ее систем. Это является общепринятой мировой практикой проектирования и изготовления нового оборудования при сжатых сроках ввода [14.1; 14.2].

Рассчитать термодинамический цикл (тепловую схему) АЭС – это по минимуму исходных данных вычислить остальные показатели (давление, температуру, расход, мощность) элементов станции. В качестве исходных данных обычно выступают: облик принципиальной тепловой схемы турбинного и реакторного контуров; верхние (начальные) параметры цикла (давление Р_н и температура t_н пара на входе в турбину); давление пара (вакуум) в конденсаторе; потери давления ΔР_i по трактам воды и пара и в элементах обоих контуров; температура питательной воды (на выходе из системы регенерации или на входе в парогенератор); минимальные температурные напоры в теплообменниках; внутренние относительные КПД в ступенях турбины и в насосах; мощность на клеммах электрогенератора.

Отталкиваясь от исходных данных, расписывается алгоритм расчета параметров на входе-выходе всех основных элементов турбинного контура тепловой схемы обычно в такой последовательности: расчет процесса расширения рабочего тела в турбине, расчет термодинамических параметров регенеративных подогревателей, сепаратора, промперегревателей, деаэратора, насосов, смесителей. Затем производится расписание формул расчета параметров и характеристик реакторного контура: парогенератора и реактора; характеристик энергоблока в целом.