6. Составление принципиальной тепловой схэмы

Принципиальная тепловая схема характеризует сущность основного технологического процесса, определяет тепловую экономичность и уровень технического совершенства ТЭС или АЭС. Она включает котельный (для АЭС - ядерную паропроизводящую установку) и турбинный агрегаты, водопитательную установку (основные деаэраторы питательной воды, деаэраторы добавочной воды и конденсата, питательные насосы, перекачивающие насосы деаэраторов добавочной воды, регенеративные подогреватели конденсата и питательной воды, соответственно, низкого и высокого давдения), теплоподготовительную установку (основные и пиковые подогреватели сетевой воды, пиковый водогрейный котел, подпиточную установку, теплофикационные и подпиточные насосы), основную (постоянно работающую) редукционно-охладительную установку для отпуска пара промышленному потребителю и т.д. Основное и вспомогательное оборудование объединяется в схеме трубопровода в соответствии с последовательностью движения пара и воды в установке. На принципиальной схеме однотипное оборудование изображается в виде одного агрегата, резервное оборудование и арматура не указываются (за редким исключением).

В общем случае при составлении принципиальной тепловой схемы решаются следующие задачи: выбор основных параметров схемы регенерации турбоустановки; выбор схемы подготовки подпиточной воды и конденсата, возвращаемого с производства; выбор схемы подпитки теплосети; выбор схемы отпуска теплоты потребителям; разработка схемы использования теплоты непрерывной продувки котлов, уплотнений турбины, эжекторов и т.п. При разработке принципиальной схемы атомной энергетической установки решается также задача выбора схемы и параметров теплоносителя реакторного, а иногда и промежуточного контуров.

При использовании на проектируемой электростанция серийно изготавливаемого турбинного оборудования проектировщик ТЭС или АЭС схему и параметры регенерации турбоустановки не выбирает. Это объясняется тем, что турбина и ее вспомогательное оборудование, включая систему регенеративного подогрева, трубопроводы, в пределах установки, составляют единый агрегат - паротурбинную установку и вписываются проектировщиками в технологический комплекс станции в строгом соответствии с разработанными заводом-поставщиком турбины комплектностью и компоновкой. Аналогично этому, при использовании на проектируемой атомной электростанции серийно изготавливаемых реакторов, проектировщик АЭС схему и параметры теплоносителя реакторного (и промежуточного при его наличии) контура не выбирает, поскольку все оборудование, входящее в состав ядерной паропроизводящей установки (ЯППУ), вписывается в технологический комплекс станции в строгом соответствии с разработанный заводом-поставщиком комплексностью и компоновкой. С решением же остальных перечисленных выше задач при составлении принципиальной схемы проектировщику электростанции приходится обычно сталкиваться. При этом необходимо учитывать следующее.

Восполнение потерь рабочего тела цикла осуществляется химически или термически обессоленной водой. В последнем случае химически умягченная вода, направляемая в испарители, предварительно должна деаэрироваться (обычно в атмосферном деаэраторе при давлении 1,2 кг/см² = 0,117 МПа). На электростанциях с только внутренними (то есть в термодинамическом цикле) потерями рабочего тела (которые при проектировании водоподготовки принимаются равными 1 % для АЭС и 2 % для КЭС и отопительных ТЭЦ) обессоленная вода обычно подается в конденсатор турбины. При этом на блоках с прямоточными котлами и на АЭС добавочная вода вместе с основным конденсатом турбины перед подачей в систему регенеративного подогрева предварительно проходит 100 % очистку на блочной обессоливающей установке (БОУ), размещенной между конденсатными насосами 1 и 2 подъёмов. На энергоблоках АЭС с реакторами типа РБМК такой же очистке подвергается весь конденсат греющего пара (дренаж) ПНД, сливаемый для этой цели каскадно в конденсатор, что объясняется очень жесткими нормами водного режима этих реакторов.

На промышленно-отопительных ТЭЦ с давлением свежего пара 9 МПа и выше, на которых кроме внутренних потерь рабочего тела (норма при проектировании водоподготовки - 3 %) имеет место его потери у промышленных потребителей пара, должна применяться двухступенчатая деаэрация питательной воды. Для этого перед основными деаэраторами питательной воды высокого давления (ДВД) с давлением преимущественно 6 кг/см² = 0,588 МПа или 7 кг/см² = 0,686 МПа устанавливаются деаэраторы низкого давления (атмосферные с давлением 1,2 кг/см² = 0,118 МПа или вакуумные), в которых производится, деаэрация добавляемой в цикл обессоленной воды и конденсата, возвращаемого с производства, если он предварительно не очищается в цехе химводоподготовки (ХВО) (что допустимо только при давлении свежего пара не выше 9 МПа).

Схема использования теплоты непрерывной продувки котла может быть одно- и двух- ступенчатой, последняя обычно применяется при наличии в схеме атмосферных деаэраторов.

При составлении принципиальной схемы ТЭЦ необходимо учитывать также следующее.

В схеме должна быть предусмотрена возможность догрузки турбин с противодавлением за счет частичной, передачи на них нагрузки с теплофикационных отборов турбин с конденсацией пара.

Для использования теплоты пара, получаемого от котлов в период их растопки (до подключения к главному паропроводу), на ТЭЦ должна устанавливаться растопочная РОУ, паропроизводительность которой применительно котлам 220-450 т/ч должна составлять 120-150 т/ч.

Для деаэрации подпиточной воды теплосети в системах теплоснабжения с открытым водоразбором горячей воды рекомендуется применять вакуумные деаэраторы, а в закрытых системах обычно используются атмосферные деаэраторы подпитки.

При использовании на проектируемой электростанции нетипового оборудования окончательному выбору должен предшествовать анализ нескольких ее альтернативных вариантов.

Примеры принципиальной схем ТЭС и АЭС приведены в /8,12,16,17,16,19,21/.