11. Деаэрационная установка.
Деаэрационная установка предназначена для:
удаления растворенных в конденсате коррозионно-активных газов (О2 и СО2);
создания кратковременного запаса питательной воды на АЭС;
подогрева питательной воды; деаэратор является подогревателем смешивающего типа в системе регенеративного подогрева.
Присутствие кислорода и углекислого газа в питательной воде вызывает электрохимическую коррозию металла паросилового оборудования АЭС, вплоть до образования свищей. Продукты коррозии, откладываясь на поверхностях нагрева, вызывают резкое увеличение термического сопротивления стенок теплообменных труб. Поэтому предельное содержание О2 и СО2 в питательной воде нормируется в соответствии с "Правилами технической эксплуатации ЭС". Кислород и углекислый газ попадают в основной конденсат вследствие присосов воздуха через неплотности вакуумной системы турбоустановки и с добавочной водой. Кроме того, СО2 может выделяться при термическом разложении бикарбонатов, попадающих в основной конденсат с присосами охлаждающей воды в конденсаторе.
Деаэрированная вода (т.е. вода после удаления из нее О2 и СО2) накапливается в деаэраторном баке, который выполняет функцию емкости для создания кратковременного (3-5 мин.) запаса питательной воды на случай внезапного прекращения подачи основного конденсата в деаэратор. Кроме того, деаэраторный бак является демпфирующей (буферной) емкостью для обеспечения стабильного режима работы питательных насосов при резких колебаниях нагрузки энергоблока.
Так как деаэратор является теплообменником смешивающего типа, то его использование в системе регенерации позволяет повысить тепловую экономичность турбоустановки за счет замены поверхностного регенеративного подогревателя смешивающим. Применение деаэратора в качестве одного из регенеративных подогревателей приводит к удешевлению системы регенерации, т.к. стоимость деаэратора меньше стоимости поверхностного подогревателя (особенно ПВД).
Деаэраторная установка является удобным местом для приема и сбора высокопотенциальных потоков дренажа из различных узлов тепловой схемы турбоустановки (конденсат греющего пара ПВД, сепарат СПП и др.). Вследствие вышеперечисленных причин деаэрационная установка включается в систему регенерации (по воде) между подогревателями низкого давления (ПНД) и питательными насосами и отделяет тракт основного конденсата от тракта питательной воды.
11.1 Способы деаэрации
Для деаэрации воды могут использоваться химическая и термическая деаэрация. Суть химической деаэрации заключается в добавлении в воду химических реагентов для связывания растворенных газообразных примесей. Недостатком этого метода является его избирательность, поэтому он нашел ограниченное применение. Более распространенным способом является термическая деаэрация. Принцип работы термического деаэратора основан на использовании закона Генри, который можно сформулировать следующим образом: "Равновесная концентрация растворенного в воде газа Сг (мг/кг) прямо пропорциональна парциальному давлению газа над поверхностью воды Рг", т.е.
Сг = Кг * Рг,,
где Кг – константа фазового равновесия (константа Генри). Величина константы Генри зависит от вида газа и температуры и не зависит от количественного состава и давления в системе.
Для удаления растворенных в воде газов - десорбции, необходимо нарушить фазовое равновесие между газами, находящимися над поверхностью воды и растворенными в ней. Это проще всего можно выполнить нагревом воды до температуры насыщения при постоянном давлении. Парциальное давление газов над поверхностью воды при этом уменьшается практически до нуля, растворимость газов резко снижается и идет интенсивная дегазация. Зависимость растворимости кислорода и углекислого газа в воде от температуры воды при разных давлениях показана на рис. 11.1
а)
Мг/л
б)
Рис.11.1 Зависимость растворимости кислорода а) и углекислого газа в воде