Якубенко Технологические процессы производства тепловой 2013

31

Рис. 2.2. Унифицированный генеральный план ГРЭС 2400 МВт (Россия):

1 – ГК; 2 – открытая установка дымососов и золоуловителей; 3 – дымовые трубы; 4 – пылезавод; 5 – бункерное отделение; 6 – трансформаторы; 7 – БНС; 8 – ОВК; 9 – АКС; 10 – ПОУР; 11 – ММДХ; 12 – вагоноопрокидыватели; 13 – конвейеры топливоподачи; 14 – дробильный корпус; 15 – ОУС; 16 – ОРУ; 17 – сбросные каналы ГТС

Рис. 2.3. Генеральный план газомазутной ТЭЦ:

1 – ГК; 2 – ЛБК; 3 – переходные галереи; 4 – главный щит управления; 5, 6 – КРУ; 7 – градирни ГТС; 8 – химводоочистка; 9 – баки конденсата; 10 – дымовые трубы; 11 – ОВК; 12, 13 – ММДХ; 14 – ПОУР; 15 – проходная

При общей мощности станции 2400 МВт по блочной схеме устанавливаются шестнадцать котельных агрегатов паровой производительностью по 475 т/ч и восемь турбоагрегатов типа К-300-240 на параметры первичного пара 24 МПа и 550 оС с промежуточным перегревом пара до 565 оС. Топливом для этих унифицированных электростанций могут быть различные сорта каменного угля и его отходов.

На рис. 2.2 представлен вариант генерального плана ГРЭС мощностью 2400 МВт, выполненый по разомкнутой схеме пылеприготовления с центральным пылезаводом, вынесенным за пределы главного корпуса. Этот вариант по своей компоновке и строительным решениям позволяет приспособить главный корпус и котлы для сжигания как мазута и газа, так и твердого топлива.

Все подсобные и вспомогательные сооружения этого генерального плана сгруппированы в единый ОВК, в состав которого вклю-

32

чены: химводоочистка, электролизерная, ЦМС, центральные ремонтные мастерские, лаборатории, служебные и бытовые помещения для персонала.

Большинство трубопроводных и кабельных коммуникаций между зданиями и сооружениями этого генерального плана прокладываются по надземным многоярусным групповым эстакадам.

Железобетонные дымовые трубы высотой 180 м (при сжигании газа) или 250–300 м (при сжигании мазута или углей) устанавливаются из расчета обслуживания одной трубой от двух до четырех блоков.

По рассмотренному унифицированному проекту в 1960-е годы в России были построены 12 крупных ГРЭС.

Как правило, ТЭЦ располагают рядом с крупными городами или заводами с большими производственными и отопительными отборами тепла. Поэтому на ТЭЦ сжигают в основном газообразное или жидкое топливо, за счет чего компоновка зданий и сооружений на генеральном плане более плотная, а общая отчуждаемая территория вдвое меньше, чем у ГРЭС.

Для генеральных планов АЭС (рис. 2.4) характерно отсутствие необходимости выделения площадей под сооружение угольных складов и золоотвалов, однако площадка АЭС должна хорошо продуваться, находиться в малонаселенной местности, с подветренной стороны к ближайшему населенному пункту.

Размеры санитарно-защитной зоны АЭС (СЗЗ) рассчитываются и устанавливаются при проектировании в зависимости от мощности, типа и конструкции реакторов и характеристик площадки размещения. В СЗЗ располагаются здания и сооружения подсобного и обслуживающего назначения: гаражи, непродовольственные склады, пожарное депо и сооружения пожарной части, помещения и стрельбища ведомственной и военной охраны, специальные прачечные, ремонтные мастерские, административные и служебные здания и цеха монтажных, наладочных и ремонтных предприятий, обслуживающих потребности АЭС на всех этапах ее жизненного цикла.

В отличие от генеральных планов ТЭС, для компоновок АЭС обязательно размещение специального корпуса вплотную или вблизи реакторных отделений главных корпусов, в котором проектируется СВО, УСТ, ХТРО, ХЖРО.

33

Рис. 2.4. Генеральный план одноконтурной АЭС:

1 – ГК; 2 – вентиляционная труба; 3 – открытая установка трансформаторов; 4 – АБК; 5 – башня ревизии трансформаторов; 6 – ММДХ; 7–11 – ГТС;

12 – ОВК; 13 – РДЭС; 14 – компрессорная; 15 – АКС; 16 – ХЖРО; 17 – емкости сбросных вод; 18 – ХТРО; 19 – камеры выдержки газов (УПАК); 20 – корпус переработки сбросных вод; 21 – гараж и мойка транспортных средств; 22 – склад химических реагентов; 23 – ПОУР; 24 – склад свежего ядерного топлива;

25 – ацетилено-генераторная станция; 26 – склад дизельного топлива; 27 – склад графита; 28 – открытая площадка с козловыми кранами

Для ГК АЭС с РБМК-1000 сомкнуто строят по два блока с расположением между ними СК, обслуживающего оба блока, и размещением наземной или крышной вентиляционной трубы, общей для двух блоков.

Для АЭС с ВВЭР-1000 (рис. 2.5) каждый блок имеет отдельный ГК (1 и 2) со своей вентиляционной трубой, а СК сооружается в отдельном общем здании 3 для четырех блоков (кроме СВО-1 и СВО-3) со своей наземной вентиляционной трубой высотой 100 м. Мощность потока воздуха из трубы невелика, и она может выпол-

34

няться как металлической, так и железобетонной. В непосредственной близости от каждого ГК в отдельных зданиях расположены по три комплекта РДЭС 9 для аварийного резервного электропитания каждого из энергоблоков. Объединенный специальный корпус 3 соединен с РО четырех энергоблоков закрытой пешеходной эстакадой и двухэтажной эстакадой технологических трубопроводов, состоящей из верхнего закрытого этажа для "грязных" трубопроводов и нижнего открытого – для "чистых" трубопроводов и кабельных линий. СК также связан с РО энергоблоков железнодорожными и автомобильными путями для подачи и транспортирования топлива и оборудования.

Рис 2.5. Генеральный план расположения объектов на АЭС с ВВЭР-1000: 1 – РО; 2 – ТО и ДЭ; 3 – СК; 4 – корпус переработки радиоактивных отходов; 5 – пропан-бутановая станция; 6 – ацетиленовая станция; 7 – АБК; 8 – ЛБК; 9 – РДЭС; 10 – ОВК; 11 – БНС

К специальному корпусу 3 примыкает через закрытую переходную эстакаду корпус хранения и переработки радиоактивных отходов 4. Объединенный вспомогательный корпус 10 с установками для химводоочистки, складами и мастерскими, лабораторнобытовой корпус 8, административный корпус 7 и все машинные залы 2 соединены между собой закрытыми переходными эстакадами. На отдельной площадке расположены пропан-бутановая 5 и ацетиленовая 6 станции. Каждый энергоблок имеет свою блочную

35

насосную станцию 11, подающую охлаждающую воду в конденсаторы турбины.

Техническая вода, охлаждающая воду промежуточного контура РО каждого блока, имеет отдельные от водохранилища охладители, именуемые брызгальными бассейнами, расположенными в максимальном удалении от ОРУ.

Открытая установка трансформаторов, примыкающая к каждому ГК со стороны ТО и ЭЭТУ, соединена воздушными линями передач с ОРУ, от которого электроэнергия передается в энергосистему. ОРУ имеет свое обособленное ограждение.

2.2. Компоновки главных корпусов ГРЭС и ТЭЦ

Компоновка – это взаимное расположение в строительных конструкциях здания отдельных агрегатов, оборудования и арматуры, связанных между собой различными коммуникациями и единым технологическим процессом. Важным при компоновочном проектировании является вопрос о том, сколько блоков и сколько очередей размещать в одном главном корпусе ТЭС или АЭС.

От начала развития тепловой энергетики и до 80-х годов прошлого века в одном здании главного корпуса ТЭС размещалось несколько блоков (рис. 2.6). Габариты здания при этом получаются меньше, соединительные коммуникации короче. Однако при совместном расположения мощных блоков в одном здании усложняется их эксплуатация в период строительства других блоков, хуже происходит разворот работ для строящегося или ремонтируемого блока.

Лишены вышеуказанных недостатков компоновки главных корпусов ГРЭС и ТЭЦ с расположением оборудования и систем одного мощного энергоблока в одном главном корпусе.

Различные компоновочные решения и их анализ по главным корпусам ТЭС приведены подробно в работе [5], а их обобщенные данные представлены на рис. 2.6.

Компоновки ГК крупных электростанций первой половины ХХ века часто имели в плане форму «гребенки» с расположением отдельных помещений для котельных агрегатов перпендикулярно ТО, что вызывалось большим количеством котлов, снабжающих паром один турбоагрегат. В последующем, при уменьшении коли-

36

чества котлов, работающих на одну турбину, сооружались двухрядные котельные, расположенные параллельно ТО. Для современных электростанций в различных модификациях ГК почти исключительно применяются однорядные котельные, расположенные параллельно ТО. На рис. 2.6 приведены проценты повторяемости однотипных решений компоновок главных корпусов для 100 наиболее мощных ТЭС мира с различными типами и конструкциями котельных и турбинных установок.

Рис. 2.6. Анализ компоновок главных корпусов ТЭС [5]

Сейчас на ТЭС применяются главным образом закрытые компоновки с размещением оборудования в котельном, бункерном, деаэраторном и турбинном отделениях, которые расположены параллельно, сомкнуто и образуют единый главный корпус. На блочных пылеугольных ТЭС бункерное отделение объединено с деаэраторным отделением и расположено между котельным и турбинным отделениями.

37

Для сооружения ГК современных ТЭС используют сборные железобетонные и металлические каркасы, которые состоят из колонн, опирающихся на фундаменты и имеющих ригели. На ригели, в свою очередь, опираются пролетные балки и фермы. Фундаменты под колонны выполняют монолитными или сборными железобетонными, наружные стеновые панели ГК, как правило, – из железобетона, керамзитобетона или «сэндвичей» (многослойная тепловая изоляция, обшитая профилированным оцинкованным листом) и навешиваются на колонны здания.

Принято расстояние между осями колонн ГК в продольном направлении называть шагом по колоннам, который составляет 6 или 12 м, а расстояние между осями колонн в поперечном направлении называют пролетом помещения и оно составляет:

• для ТО 24–54 м;

•для КО 24–51 м;

•для бункерного, деаэраторного, совмещенного бункернодеаэраторного отделений 8–16 м.

Часть здания ГК, занятую одним котлом (турбиной) с относящимся к ним вспомогательным оборудованием, называют ячейкой котла (турбины) или блока в целом.

Котельные ячейки ГК на высоте 8–15 м делятся площадкой перекрытия на основной отметке обслуживания на два помещения:

•нижнее – зольное помещение (для пылеугольных котлов);

•верхнее – помещение горелок и поверхностей нагрева.

Взольном помещении располагают углеразмольные мельницы, мельничные вентиляторы и вентиляторы горячего дутья, механизмы шлакоудаления, багерные насосы, каналы гидрозолоудаления.

Взольном помещении, как правило, предусматривается сквозной железнодорожный проезд на всю длину котельного отделения.

Вверхнем помещении котельного отделения расположены основные и растопочные горелки, форсунки, дробеструйные и обдувочные аппараты, барабаны, поверхности нагрева и обмуровочные панели котлов. Под крышей на всю длину котельного отделения проложены подкрановые пути для работы мостовых кранов. грузоподъемностью 100–125 т.

Вдоль верхней части бункерного отделения размещаются конвейеры топливоподачи, ниже располагаются бункеры угля и приго-

38

товленной угольной пыли со своими питателями. На крыше бункерного отделения устанавливаются пылевые циклоны и сепараторы.

Турбогенераторы в ТО компонуются по «островному» принципу на своих обособленных фундаментах, не связанных с другими несущими конструкциями ГК, чтобы вибрация от работы турбомашин не передавалась на колонны и балки здания. Все площадки обслуживания оборудования ТО также не связаны с фундаментами.

Турбинные ячейки ГК на высоте 7–16 м делятся площадкой перекрытия на основной отметке обслуживания на два помещения:

•нижнее – конденсационное помещение;

•верхнее – помещение обслуживания турбины и генератора. Для монтажа, ремонта и последующих модернизаций под кров-

лей ТО установлены один или два мостовых крана, грузоподъемность которых выбрана из условий перемещения наиболее тяжелой неразборной детали. В конденсационном помещении предусматривается сквозной железнодорожный проезд на всю его длину.

Ярким примером оригинальных компоновочных решений по размещению основного оборудования в ГК в соответствии с вариантами 5 и 7 на рис. 2.6 может служить ТЭЦ Филипп Спорн (США) общей тепловой и электрической мощностью 550 МВт (500 МВт·электрических + 50 МВт·тепловых). На этой ТЭЦ (рис. 2.7) установлены четыре котельных агрегата d по 425 т/ч с естественной циркуляцией.

Четыре турбины i высокого давления и четыре турбины k низкого давления расположены поперек машинного зала. Компоновка ГК этой ТЭЦ выполнена с наружным расположением бункеров b запаса сырого угля, на конструкциях которых установлены четыре стальных дымовых трубы высотой по 150 м, а механические сухие золоуловители f расположены на крыше ГК. Между каждой парой котельных агрегатов d располагаются тепловые щиты p для дистанционного и автоматического управления работой оборудования двух соседних блоков. Для максимального приближения конденсаторов турбин l к охлаждающей их воде помещение циркуляционных насосов t встроено в первый этаж ГК, над которым размещен этаж электрических щитов управления q, а на конструкциях этой части крыши главного корпуса расположены главные трансформаторы r.

39

40

Рис. 2.7. Поперечный разрез по главному корпусу ТЭЦ 550 МВт с расположением золоуловителей и дымовых труб на крыше главного корпуса и бункерного отделения:

а– конвейер топливоподачи; b – бункер сырого угля; с – углеразмольная мельница; d – котлоагрегат;

е– воздухоподогреватель; f – механический золоуловитель; g – дымосос; h – испаритель; i – турбоагрегат высокого давления; k – турбоагрегат низкого давления; l – конденсатор; m – подогреватель; n – питательные насосы; o – ГТС;

p – тепловой щит управления; q – электрический щит управления; r – главный трансформатор; s – ОВК; t – циркуляционные насосы ГТС.