НИР 6 семестр / ДолговРН_РПЗ

Теплоноситель из реактора главным циркуляционным насосом (ГЦН) подается в парогенератор. Пар с давлением 5,88 МПа и влажностью 0,5 % из четырех парогенераторов реакторной установки ВВЭР-1000 соответственно по четырем паропроводам подводится к четырем стопорно-регулирующим клапанам (СРК), а из них

— в середину двухпоточного симметричного ЦВД. После расширения в ЦВД пар с давлением 1,2 МПа и влажностью y = 12% по четырем паропроводам направляется в четыре сепаратора и после каждого сепаратора в два пароперегревателя. Сепараторы и пароперегреватели (СПП) служат для осушки и промежуточного перегрева пара.

Влага, отделенная от пара, имеет температуру насыщения, соответствующую давлению 1,1 МПа, т.е. 184 °С. Поэтому для использования ее теплоты она отводится в деаэратор.

Осушенный пар направляется в два последовательно расположенных пароперегревателя, в которых он перегревается до температуры 250 °С при давлении 1,13 МПа. Питание первой ступени пароперегревателя осуществляется влажным паром, отбираемым из ЦВД после третьей ступени при давлении 2,8 МПа (температура насыщения 230 °С). Питание второй ступени осуществляется свежим паром. Перегрев основного пара производится теплотой конденсации греющего пара, а образовавшийся конденсат направляется в ПВД (подогреватель высокого давления) для передачи его теплоты питательной воде. Выйдя из СПП, пар поступает в две ресиверные трубы, расположенные по бокам турбины, а из них — в три одинаковые двухпоточные ЦНД. Из каждого ЦНД пар поступает в свой конденсатор.

Система регенерации турбоустановки состоит из четырех ПНД (подогревателя низкого давления), деаэратора и двух ПВД. Для повышения экономичности конденсат греющего пара ПНД закачивается дренажными насосами в конденсатный тракт. Давление в деаэраторе при номинальной нагрузке составляет 0,7 МПа. Питательная вода в ПВД подается двумя турбопитательными насосами мощностью около 11 МВт каждый. Приводная турбина питается перегретым паром, отбираемым за СПП, и имеет собственный конденсатор.

Турбоагрегат устанавливается на верхней фундаментной плите. Собственно турбина состоит из ЦВД и трех одинаковых ЦНД, расположенных между ЦВД и генератором. Опоры валопровода турбоагрегата размещаются на мощных горизонтальных фундаментных рамах, установленных на поперечных балках (ригелях) верхней фундаментной плиты, а цилиндры располагаются над прямоугольными проемами в верхней фундаментной плите, через которые к цилиндрам турбины подходят паропроводы отборов пара на регенеративный подогрев, выходные патрубки, переходные патрубки к конденсаторам. Конденсаторы размещаются на нулевой отметке.

11

Валопровод турбоагрегата состоит из роторов четырех цилиндров и ротора генератора. Все опоры валопровода выполнены выносными, опирающимися на ригели. Опоры, расположенные между цилиндрами, содержат по два опорных вкладыша соединяемых роторов. В опоре, расположенной между ЦВД и ЦНД, дополнительно устанавливается упорный подшипник. Для соединения роторов используются жесткие муфты, полумуфты которых откованы заодно с концевыми участками валов. Насадную полумуфту имеет только ротор генератора. Между полумуфтами роторов генератора и ЦНД установлен промежуточный вал, на котором размещены кулачки обгонной муфты валоповоротного устройства. Валопровод снабжен гидростатической системой подъема при пусках.[6]

1 – верхняя фундаментная плита; 2,3,5,6,7 – опоры валопроводов 1,2,3,4,5 соответственно; 4 – патрубок подвода пара из ЦНД в СПП; 8 – переходные патрубки; 9 – конденсаторы; 10 – поперечные стены и колонны фундамента.

Рисунок 10 – Общий вид размещения турбины на фундаменте

Цилиндр высокого давления выполнен двухпоточным, симметричным. Каждый из потоков включает в себя семь ступеней. Ротор ЦВД — сварно-кованый, состоящий из четырех частей. Материал ротора — хромомолибденовая сталь. Средняя часть ротора выполнена в виде полого цилиндра со сравнительно тонкой стенкой заодно с дисками. Такую конструкцию ротора иногда называют барабанной. Примерно одинаковая толщина стенки корпуса и барабана позволяет уменьшить относительное расширение ротора и статора в переходных режимах. Диаметр шеек опорных подшипников 560 мм. На концевом участке ротора со стороны ЦНД заодно с валом выполнен гребень упорного подшипника диаметром 950 мм.

12

Корпус ЦВД выполнен двухстенным. Внутренний корпус включает в себя по три ступени в каждом потоке. Две пары диафрагм последующих ступеней (в каждом потоке) установлены в обоймы, размещенные в расточках внешнего корпуса. Диафрагмы сварной конструкции, выполненные из нержавеющей стали, соединяются болтами по разъему, а некоторые из них — попарно в осевом направлении. Камера между внешним и внутренним корпусами используется для отбора пара для первой ступени промежуточного перегрева основного пара и для последнего (по ходу питательной воды) ПВД. Из камеры между обоймами пар отбирается для питания второго ПВД. Внешний корпус ЦВД опирается на стулья опор с помощью лап, отлитых заодно с фланцами нижней части корпуса.

1 – фундаментальные рамы; 2 – передняя опора ротора ЦВД; 3, 13 – вкладыши опорных подшипников; 4, 12 – концевые уплотнения; 5 – выходные патрубки; 6 – внешний корпус ЦВД; 7 – внутренний корпус ЦВД; 8 – паровпускная камера; 9 – обойма диафрагм; 10 –

13

диафрагма с сопловыми лопатками; 11 – рабочая лопатка; 14 – гребень упорного подшипника; 15, 16 – полумуфты роторов ЦВД и ЦНД-1; 17 – опора роторов ЦВД и ЦНД-1; 18 – прижимная скоба; 19 – плоскость опирания лап корпуса; 20 – паропроводы выхода пара из ЦВД; 21 – паропроводы подвода пара из парогенератора в ЦВД, 22 – стопорно-регулирующие клапаны

Рисунок 11 – ЦВД турбины К-1000-60/1500-2

Проточная часть ЦНД состоит из двух потоков по семь ступеней в каждом. Ротор ЦНД — сварной, изготовлен из 14 кованых заготовок. Концевые части имеют шейки диаметром 800 мм под опорные вкладыши. Длина рабочей лопатки последней ступени 1450 мм, средний диаметр 4150 мм.

Рабочие лопатки пяти первых ступеней ЦНД имеют грибовидные хвостовики, двух последних — елочные с торцевой заводкой хвостовиков по дуге окружности. Все рабочие лопатки снабжены бандажами: первые три ряда имеют интегральные бандажи с демпферными вставками, два последующих ряда — накладные ленточные бандажи, предпоследний — интегральный, последний — приклепываемый бандаж типа «наездник». Два последних ряда рабочих лопаток имеют по одной демпферной трубчатой связи; их входные кромки закалены токами высокой частоты для уменьшения эрозионного воздействия капель влаги.

Масса облопаченного ротора ЦНД составляет 178 т, длина — 12,5 м, максимальный диаметр — 5,622 м. Несколько большие массу и габаритные размеры имеет ротор ЦНД- 3 с учетом промежуточного вала и установленного на нем колеса валоповоротного устройства.

Корпус ЦНД состоит из среднего корпуса с заключенной в нем проточной частью и двух выходных патрубков. Поскольку давление на входе в ЦНД достаточно высокое (1,12 МПа), то его корпус сделан двухстенным: внутренний корпус (обойма) содержит по четыре ступени в каждом потоке; диафрагмы остальных ступеней установлены во внешнем корпусе. За первой, второй, четвертой и пятой ступенями организованы отборы пара на регенерацию, с которыми отводится значительная часть влаги. Кроме того, диафрагмы двух последних ступеней выполнены с внутриканальной сепарацией.

Диафрагмы ЦНД изготовлены сварными: тела и ободья диафрагм сделаны из углеродистой стали, бандажные ленты и сопловые лопатки — из нержавеющей стали.

Большие габаритные размеры ЦНД (осевой размер 11,38 м, поперечный — 14,8 м) приводят к появлению больших сил, действующих на корпус от атмосферного давления; огромными при этом оказываются и весовые нагрузки на фундамент из-за большой массы деталей. Поэтому создана специальная система опирания ЦНД на фундамент.

14

Опоры роторов ЦНД выполнены выносными. Они устанавливаются на фундаментные рамы, залитые в поперечные ригели. К опорам роторов жестко прикреплены камеры концевых уплотнений ЦНД, а герметичность соединений этих камер с торцевыми стенками выходных патрубков обеспечивается установкой линзовых компенсаторов, не препятствующих взаимному осевому перемещению опор и ЦНД. Таким образом, нагрузка от веса ротора, составляющая около 200 т, воздействует только через корпуса подшипников на поперечные ригели и не передается на внешний корпус ЦНД.

Особо следует сказать об опирании конденсатора. В подавляющем большинстве конструкций конденсатор турбины присоединяется к ее выходному патрубку жестко, с помощью сварки; при этом конденсатор устанавливается на пружинах, допускающих тепловые расширения переходного патрубка и конденсатора, но передающих часть вертикальных усилий с конденсатора на корпус ЦНД. Для рассматриваемой турбины только масса воды, заполняющей водяные камеры и трубки конденсатора, составляет почти 600 т. Поэтому принята раздельная схема опирания корпуса ЦНД и конденсатора: ЦНД опирается на верхнюю, а конденсатор — на нижнюю фундаментные плиты; их взаимное тепловое расширение компенсируется герметичным сильфонным соединением выходного патрубка ЦНД и переходного патрубка конденсатора.

Для опирания ЦНД на фундаментные рамы служат четыре торцевые и четыре боковые лапы. Торцевые лапы крепятся сваркой к торцевым стенкам нижних частей выходных патрубков в зоне горизонтального разъема. С их помощью ЦНД опирается на отдельные боковые фундаментные рамы, установленные на стенах фундамента. Боковые лапы служат для дополнительного опирания ЦНД через блоки специальных пружин на продольные балки фундамента. Пружины боковых лап и специальные разгрузочные устройства торцевых лап воспринимают до 85% нагрузки от веса ЦНД в сборе, и поэтому на опоры торцевых лап действуют небольшая часть весовой нагрузки и вертикальная сила от атмосферного давления.

Для обеспечения достаточной жесткости корпуса и восприятия продольных усилий от действия атмосферного давления на торцевые стенки выходных патрубков между торцевыми лапами и средним корпусом установлены продольные стержневые фермы; они находятся внутри выходных патрубков. Дополнительное усиление обеспечивается двумя коробчатыми балками прямоугольного сечения, приваренными по бокам к нижней центральной части внешнего корпуса. [6]

15

1,14 – вкладыши опорных подшипников; 2,13 – концевые уплотнения; 3,12 – линзовые компенсаторы; 4,11 – выходные патрубки; 5 – рабочая лопатка; 6 – внешний корпус ЦНД; 7 – внутренний корпус ЦНД (обойма); 8 – паровпускная камера ЦНД; 9 – диафрагма; 10 – ротор; 15 – опора валопровода между ЦНД-1 и ЦНД-2; 16 –

фундаментная рама опоры; 17,20 – переходные патрубки от выходных патрубков турбины к конденсатору; 18 – подвод пара из ресиверной трубы к ЦНД; 19 – патрубки отбора пара на регенеративные подогреватели; 21 – пружины

Рисунок 12 – ЦНД турбины К-1000-60/1500-2

Глава 2 Подробное рассмотрение элемента тепловой схемы: пусковой эжектор ЭПП-1-150М.

2.1 Назначение

Эжектор ЭП-1-150 одноступенчатого сжатия отсасываемой смеси, предназначен для быстрого создания вакуума в конденсаторах при подготовке турбины к пуску. Эжектор работает совместно с охладителем выхлопа, предназначенном для охлаждения сжатой в пусковом эжекторе паровоздушной смеси и конденсации содержащегося в ней пара [4].

2.2 Устройство

16

Рис. 12. Устройство пускового эжектора.

Пусковой эжектор (рисунок 12) состоит из цилиндрической камеры смешения (поз.5), в крышках которой соосно установлены сопла (поз.1) и диффузор (поз.2). В камеру смешения вварен патрубок Ду200 для входа паровоздушной смеси. Диффузор эжектора (поз.2) помещен внутри отводной трубы.

Источником питания эжектора служит вторичный пар испарительной установки. Работа эжектора заключается в создании разрежения перед ним и сжатия отсасываемой среды до давления, превышающего атмосферное. Охладитель выхлопа пускового эжектора представляет собой горизонтальный кожухотрубчатый теплообменный аппарат с жестко закрепленными трубными досками.

Основным узлом охладительной системы является корпус, представляющий собой цилиндрическую обечайку, к которой приварены две трубные доски (передняя и задняя) с развальцованными в них прямыми охлаждающими трубками диаметром 19 мм и толщиной 1 мм. Трубки изготовлены из сплава марки МНЖ-5-1. В нижней части корпуса имеется дренажный штуцер. В межтрубном пространстве установлены перегородки, обеспечивающие поперечное обтекание охлаждаемой смесью трубок охладителя, что улучшает теплопередачу в аппарате. К нижней части корпуса охладителя приварены: две лапы, с помощью которых охладитель крепится к фундаменту: две водяные камеры (передняя и задняя). В переднюю камеру вварены патрубки подвода и отвода охлаждающей воды, задняя камера является перепускной. Внутри водяных камер имеются перегородки, благодаря которым охлаждающая вода совершает в трубной системе охладителя четыре хода. Охлаждающей средой в аппарате является циркуляционная вода [5].

Таблица 2.2.1. – Технические характеристики пускового эжектора.

17

Заключение

18

В заключение можно с уверенностью заявить что паротурбинная установка с турбоагретатом К-1000-60/1500-2 успешно выполняет свои обязанностью и зарекомендовала себя как надежная и достаточно экономичная установка на Ростовской и Балаковской АЭС.

Список используемой литературы

19

1.Сайт с общей информацией о турбине: https://ru.wikipedia.org/wiki/К-1000- 60/1500 (дата обращения: 20.05.23)

2.Сайт с подробной информацией о турбоустановке и ее характеристиках: https://studbooks.net/1897086/matematika_himiya_fizika/turbinnoe_otdelenie (дата обращения: 20.05.23)

3.Официальный сайт АО ВНИИАЭС URL: https://vniiaes.ru/

4.Сайт с информацией о эжекторных установках ПТУ: http://atomas.ru/rbmk/40.htm (дата обращения: 20.05.23)

5.Сайт с информацией о эжекторных установках ПТУ: http://reactors.narod.ru/rbmk/14_conden.htm (дата обращения: 20.05.23)

6.Турбомашины АЭС. Практические занятия. Учебное пособие / А.И. Лебедева, А.Ф. Медников, О.М. Митрохова – М.: Издательство МЭИ, 2018.

20