Зорин В.М. Атомные электростанции. Вводный курс

Рассмотренные в этом параграфе вопросы, в частности, показывают, что возможности аналитических исследований влияния параметров тепловой схемы ПТУ на ее совершенство далеко не исчерпаны.

Решения, приведенные в данной главе, принимаются как начальные приближения значений параметров при проектировании системы регенерации новой ПТУ. В то же время обусловленность этих решений рядом допущений и проведенный анализ показывают, что учет особенностей реальной установки может внести заметные коррективы в полученные теоретические результаты. Удовлетворительная точность как температуры питательной воды, так и распределения подогрева воды по подогревателям может быть достигнута с помощью вариантных оптимизационных расчетов тепловой схемы.

Контрольные вопросы и задания

1.Назначение регенерации теплоты в паротурбинной установке.

2.Запишите связь между абсолютными внутренними коэффициентами полезного действия ПТУ с системой регенерации и без таковой. Сформулируйте основное правило обеспечения повышения КПД.

3.Запишите основное соотношение для распределения подогрева воды в системе регенерации по геометрической прогрессии, включающее среднеинтегральную температуру подвода теплоты в цикле. Как связаны между собой температуры пара в отборах турбины и нагреваемой воды на выходе из подогревателей для ПТУ на насыщенном паре?

4.Определите внутренний КПД цикла и оптимальную температуру питательной воды для ПТУ на насыщенном паре с начальным давлением 4,3 МПа при числе отборов пара на регенерацию, равном 6, и конечном давлении 5 кПа; регенеративные подогреватели — смешивающего типа. Подогревом воды в пределах конденсационной установки и в перекачивающих насосах пренебречь. Задачу решить с использованием геометрической прогрессии температур пара в отборах и равенства приращений энтропий в подогревателях.

5.Для условий задачи 4 определите среднеинтегральную температуру подвода теплоты в цикле ПТУ и температуру подвода теплоты в эквивалентном цикле Карно. Давление питательной воды принять равным начальному давлению пара.

6.Для распределения подогрева воды по условию постоянства приращений температуры (см. табл. 13.2) найти среднее значение изобарной теплоемкости воды в первом и седьмом подогревателях в предположении, что подогреватели

поверхностные (pср1 = 4,9 МПа, pср7 = 3,1 МПа), а затем смешивающие (давление

определить по температуре конденсации пара, равной температуре воды на выходе). Сделайте вывод об изменении теплоемкости воды в системе регенерации.

7.Выпишите все допущения, которые были приняты при выводе формул (13.24), (13.25) для оптимального по тепловой экономичности подогрева воды в регенеративном подогревателе.

8.Для условий задачи 4 определите оптимальную по тепловой экономичности температуру питательной воды, используя правило равномерного по приращениям температуры распределения подогрева.

181

9.Сформулируйте определение степени регенерации.

10.Как влияет на технико-экономические характеристики ПТУ число подогревателей в системе регенерации?

11.Что такое индифферентная точка?

12.Каким образом можно сформулировать условие для определения положения индифферентной точки?

13.Из расчета тепловой схемы ПТУ К-210-12,8 с одноступенчатым промежуточным пароперегревателем, обогреваемым свежим паром, известно:

энтальпия свежего пара 3395 кДж/кг; энтальпия пара в отборах ЧВД 3102, 3015 и 2875 кДж/кг (последний отбор —

на выходе из ЧВД):

энтальпия пара после промперегрева 3092 кДж/кг; относительные расходы пара из отборов ЧВД (αотб) 0,0505, 0,0404, 0,033;

энтальпия питательной воды 1040 кДж/кг.

Определите hи по формулам (13.38) и (13.41) и сравните полученные

результаты.

14. В чем заключается основное отличие распределений подогревов воды в ПТУ без промежуточного перегрева пара и в ПТУ с промперегревом?

182

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции. М.: ИздАТ, 1994.

2.Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1995.

3.Бюллетень МАГАТЭ. Вена, Австрия, 1997—2008.

4.Можно ли удешевить производство энергии, если отказаться от атомной энергетики / С.Г. Городков, А.В. Клименко, Ю.С. Марина и др. // Конверсия в машиностроении. 2002. № 2.

5.Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация атомных электростанций. М.: Наука, 1984.

6.Шевелев Я.В., Клименко А.В. Эффективная экономика ядерного топ- ливно-энергетического комплекса. М.: РГГУ, 1996.

7.Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: справочник / под общ. ред. А.В. Клименко и В.М. Зорина. М.: Издательство МЭИ, 2000.

8.Кузнецов Н.М., Канаев А.А., Копп И.З. Энергетическое оборудование блоков АЭС. Л.: Машиностроение, 1979.

9.Андрющенко А.И. Основы технической термодинамики реальных процессов. М.: Высш. шк., 1975.

10.Тепловые и атомные электростанции: справочник / под общ. ред. А.В. Клименко и В.М. Зорина. М.: Издательство МЭИ, 2003.

11.Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. М.: Энергоатомиздат, 1988.

12.Котов Ю.В., Кротов В.В., Филиппов Г.А. Оборудование атомных электростанций. М.: Машиностроение, 1982.

13.Калафати Д.Д. Термодинамические циклы атомных электростанций. М.—Л.: Госэнергоиздат, 1963.

14.Сертифицированный набор программ для вычислений свойств воды и

водяного пара «WaterSteamPro»ТМ / К.А. Орлов, А.А. Александров, А.В. Очков, В.Ф. Очков. М.: Web-site: http://twt.mpei.ac.ru/orlov/watersteampro, 2001.

15. Тишин С.Г. О выборе параметров регенеративных отборов турбоустановок с промежуточным перегревом // Теплоэнергетика. 1995. № 7.

183

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Глава 1. Состояние и перспективы развития ядерной энергетики . . . . . . . 6 Глава 2. Работа электростанций в энергосистеме. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Глава 3. Экономичность и надежность атомных электростанций. . . . . . . . 24 3.1. Свойство экономичности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2. Оптимизация атомных электростанций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.3. Свойство надежности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.4. Безопасность атомных электростанций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Глава 4. Атомные электростанции и окружающая среда . . . . . . . . . . . . . . . 40

Глава 5. Реактор как источник теплоты на атомных электростанциях . . . 47 5.1. Определение массы топлива для загрузки реактора . . . . . . . . . . . . . . 47 5.2. Теплоносители ядерных реакторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.3. Классификация атомных электростанций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Глава 6. Термодинамические циклы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Глава 7. Показатели тепловой экономичности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 7.1. Потери энергии в реальной установке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 7.2. Энергетический баланс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 7.3. Начало эксергетического анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Глава 8. Основы проектирования тепловых схем атомных электростанций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

8.1. Основные определения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 8.2. Расчеты тепловых схем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 8.3. Системный подход . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Глава 9. Структура основных технологических установок атомной электростанции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

Глава 10. Управляемые параметры тепловой схемы паропроизводительной установки с водным теплоносителем. . . . . . . . . . . 108

10.1. Выбор значений параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 10.2. Расчет тепловой схемы паропроизводительной установки . . . . . . . . . 114

Глава 11. Низкопотенциальная часть электростанции . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Библиографический список. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

184