Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы проектирования электростанций. Учебное пособие
.pdf
Ошиновку распределительных устройств 35…750 кВ выполняют
гибкими проводами, закрепленными на опорах с помощью натяжных гирлянд изоляторов. Для этих целей используют сталеалюминиевые провода
тех же марок, что и у ЛЭП. Кроме того, на напряжении более 330 кВ стала
применяться жесткая ошиновка из алюминиевых труб.
Значительно сократить площади генплана можно применением конвейерного
транспорта для твердого топлива и трубопроводного для жидко-
го и газообразного топлива.
Также для сокращения занимаемых территорий выполняют блокирование зданий электростанций. Объединенный вспомогательный корпус
включает административное здание, санитарно-бытовые помещения инженерных служб и примыкающее одноэтажное здание ремонтных мастерских, материального склада, электролизной, химводоочистки, разделенное
стенами на соответствующие блоки. Расположение
служебных, складских
помещений и мастерских под газоходами не допускается. Объединенное
растопочное мазутное хозяйство и маслохозяйство имеет общее здание с
насосной. Могут размещать проходную в административном здании.
2.5. Генеральный план атомной электростанции
Для АЭС дополнительно должны сооружаться: хранилища твердых и
жидких радиоактивных отходов; азотная электростанция; вспомогательный корпус, в котором размещаются различные лаборатории, санпропусники и спецпрачечные; вентиляционный корпус и здание спецводоочистки.
Атомная электрическая станция должна включать зону строгого санитарного режима 4…6 км с запретом строительства промышленных объектов, не связанных с электростанцией, а также проживание людей, любые
виды землепользования и размещение предприятий по производству продуктов питания.
2.6. Эффективность компоновки генерального плана
При проектировании генплана выполняют несколько вариантов компоновки, которые оценивают по технико-экономическим показателям, отражающим эффективность использования земельных угодий.
Коэффициент плотности застройки площадки
S
=
зд,соор
S
пл
100%,
где S
зд, соор
К
пл
– суммарная площадь, занимаемая зданиями и сооружениями
ТЭС в пределах ограды площадки, га; Sпл – площадь территории, отводимой для промышленной площадки ТЭС в пределах ограды, а также ОРУ,
градирен, складов топлива, га.
31
Коэффициент съема продукции с 1 га площади, МВт/га:
P
уст
К
сп
=
S
пл
100%,
где Р
– установленная мощность станции, МВт.
уст
Удельный показатель общего отвода земель, га/МВт:
S
S
уд
где S
где S
S
зш
S
лэп
– общая площадь, занимаемая станцией, га.
об
S
=Sпл+S
об
– площадь жилого поселка; Sвх – площадь под водохранилище;
пос
– площадь, занимаемая золошлакоотвалом (в расчете на пять лет);
– площадь коридоров ЛЭП, определяемая из расчета коридора шири-
об
=
пос
100%,
P
уст
+Sвх+Sзш+S
лэп
,
ной 40 м.
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЛАВНОГО КОРПУСА
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
3.1. Выбор основного энергетического оборудования
электростанции
Основным энергетическим оборудованием являются турбины, паровые котлы и электрогенераторы. Выбор оборудования ТЭС принято начинать с выбора турбин.
При выборе марки турбины первоначально необходимо определиться с типом электростанции. Тип энергетической установки зависит от вида
отпускаемой энергии, требуемой мощности, размещения и вида топлива.
Наиболее прогрессивными и экономически выгодными
являются электростанции на ПГУ и энергоблоки с суперсвехкритическими параметрами пара, однако они требуют большего числа вспомогательного оборудования.
Число и мощность турбин конденсационных энергоблоков выбираются исходя из тепловой и электрической мощностей, указанных в задании, учитывая величину аварийного резерва и перспективный план развития.
Необходимо стремиться к сокращению числа
энергоблоков, поэтому для
одной очереди в рамках РГР, выполняемой студентами в ходе изучения
дисциплины, выбирают 2…3 однотипные турбины.
Мощность паровой турбины для утилизационной ПГУ определяется
паровой производительностью котла-утилизатора. Мощность газовой турбины с вытеснением регенерации определяется равенством количества
тепла регенерации и утилизируемого дымовыми газами. Суммарная элек-
32
трическая мощность газовых и паровых турбин должна составлять требуемую электрическую мощность. Теплофикационные турбины выбираются с
расчетом покрытия теплофикационной нагрузки. Недостающую тепловую
нагрузку в зимнее время года могут дополнительно вырабатывать пиковые
водогрейные котлы.
При проектировании реальных электростанций при определении
числа турбин необходимо руководствоваться графиком тепловой и электрической нагрузок. На
ны быть ниже, определяется правилами технической эксплуатации и инструкцией по эксплуатации.
Выбор параметров пара и количества паровых котлов определяется
сделанным ранее выбором турбин и структурных технологических схем
соединения основного теплоэнергетического оборудования электростанции. Единичная мощность парового котла выбирается на основании часового расхода
нию габаритных характеристик, особенно высоты. Значительно сократить
размеры котла и, следовательно, КО может применение кольцевой топки.
Газомазутный котел с кольцевой топкой производительностью 500 т/ч
имеет размеры в плане 13,75×17,0 м и высоту 23 м, против аналогичного
котла с факельным сжиганием 18×21 м в плане и 33
способом сокращения размеров котла является слоевой способ сжигания.
Такие котлоагрегаты имеют и другие преимущества: снижение температуры горения и, как следствие, уменьшение шлакования; увеличение длительности нахождения топлива в зоне горения; снижение выбросов в атмосферу и требования к подготовке топлива и др.
Пылеугольные и газомазутные котлы производительностью
500 т/ч выполняют для работы под разрежением. Газомазутные котлы производительностью до 500 т/ч выполняют для работы под наддувом. Для
электростанций, работающих с докритическими параметрами и на морской
воде, выбирают барабанные котлы.
При проектировании ТЭЦ допускаются неоднотипные энергоблоки,
применяемые для покрытия повышения тепловой нагрузки в зимнее время
года. Окончательное
няется сравнением экономической целесообразности различных вариантов.
Следующее решение, принимаемое при выборе оборудования, – это
выбор схемы паропроводов (переключательная или блочная). Схема с переключательной магистралью предусматривает, что все котельные агрегаты работают параллельно и обеспечивают паром все устанавливаемые на
ТЭС турбины. Такая схема
речными связями, обеспечивающими вывод из работы любого котельного
агрегата и любой турбины. В этом случае возможна установка резервных
пара. При выборе котла необходимо стремиться к сокраще-
минимальном режиме нагрузка на котел не долж-
м высоты. Другим
свыше
решение по выбору мощности и числа турбин приме-
требует наличия системы паропроводов с попе-
33
котлов, которые могут вводиться в работу взамен любого из остановленных котлов.
Блочная схема предусматривает, что котельные агрегаты соединены
только с определенной турбиной, которую они и обеспечивают паром. При
этом установка резервных котлов исключается. В этом случае электростанция состоит из группы независимых блоков. Блочная схема более проста, имеет
арматуры, меньшую металлоемкость и, соответственно, меньшую стоимость и повышенную надежность. Она допускает расширение станции с
установкой блоков любой мощности на разные параметры пара. Блочная
схема предъявляет повышенные требования к надежности работы всех
элементов оборудования блока. На блочной ТЭС или в энергосистеме
необходимо иметь резерв, равный
установленного на станции.
Установка дубль-блоков (два котла по 50 % паропроизводительности
каждый и одна турбина) допускается при сжигании низкосортных видов
топлива (торф, сланцы), для которых по условиям их сжигания максимальная производительность котла ограничена до 500 т/ч. Кроме того, при соответствующем обосновании установка дубль-блоков
оправданной в небольших энергосистемах, где единичная мощность блока
превышает 4 % установленной мощности системы.
Блочная схема является единственно возможной при наличии промежуточного перегрева пара. Блочная схема требует соблюдения соответствия между расходом пара на турбину и паропроизводительностью котельных агрегатов, что имеет место на КЭС.
На ТЭЦ в большинстве случаев
сообразно. На ТЭЦ устанавливаются агрегаты с меньшей единичной мощностью на пониженные параметры пара и не требуется вторичный перегрев. Это делает возможным применение более сложной, но более гибкой
схемы с поперечными связями. На ТЭЦ в летнее время при пониженной
тепловой нагрузке уменьшается расход пара на
наличии поперечных связей появляется возможность в этот период работать одним котлом на две турбины или двумя котлами на три турбины.
Таким образом, блочную схему обязательно применяют на мощных
КЭС с высокими и сверхвысокими параметрами пара и на ТЭЦ с мощными
турбинами (250 МВт и более при любом виде
при газомазутном), где используют промежуточный перегрев пара. Для
ТЭЦ без промежуточного перегрева предусматривают, как правило, поперечные связи по пару между агрегатами. Такое решение характерно для
промышленных ТЭЦ, где обычно выбирают агрегаты с начальными параметрами пара 13 МПа и 555 °С без промежуточного перегрева.
минимальную длину паропроводов, минимальное количество
или больший мощности крупного блока,
может оказаться
применение блочной схемы нецеле-
турбину, поэтому при
топлива, 100 МВт и более –
34
3.2. Компоновка главного корпуса тепловой электростанции
Главный корпус состоит из машинного зала, котельной и промежуточного отделения. В машинном зале находятся турбоагрегаты и их оборудование. В котельном отделении размещают котлы. Промежуточное отделение предназначено для размещения вспомогательного оборудования систем пылеприготовления, БО, деаэратора, станционных щитов управления
и ДО. Различные варианты
рис. 3.1. Промежуточное отделение может быть как встроенное в КО деаэраторной этажеркой, так и выполнено отдельным пролетом. БО необходимо для размещения систем подготовки топлива на пылеугольных электростанциях без самостоятельного завода.
а) б) в)
компоновок главного корпуса представлены на
г)
Рис. 3.1. Примеры компоновок главного корпуса ТЭС:
а – 2-пролетная со встроенной в КО деаэраторной этажеркой;
б – 3-пролетная продольно-сомкнутая с ДО или БО и ДО;
в – то же с разрывным полуостровным КО башенного типа;
г – 3-пролетная со встроенной в КО деаэраторной этажеркой;
д – 6-пролетная с двумя БО и закрытым отделением электрофильтров
Под компоновкой главного корпуса понимают взаимное расположение отделений, оборудования и строительных конструкций. На электростанциях применяют в основном закрытые компоновки с размещением
оборудования в котельном, турбинном, бункерном и деаэраторном отделениях, расположенных параллельно, сомкнуто в единый корпус. Разомкнутое расположение
ты турбинного отделения. Кроме закрытой компоновки, где всё оборудование размещается в помещениях, могут применяться как полуоткрытые (с
паровыми котлами на открытом воздухе), так и открытые (стеновые пере-
может быть выгодно для АЭС, для радиационной защи-
д)
35
крытия отсутствуют и над турбинами). В настоящее время могут применяться бездеаэраторные тепловые схемы, при этом в главном корпусе деаэраторная этажерка не требуется.
На компоновку главного здания влияют решения, принимаемые на
первоначальном этапе проектирования: вид топлива и способ его доставки,
вид электростанции, мощность, тип и количество основного оборудования,
технологическая
Вид топлива (уголь, мазут, газ) определяет состав оборудования топливоподготовки и золоулавливания. Наибольшее количество оборудования, устанавливаемого в главном здании, требуется для пылеугольных
станций. Для теплофикационной электростанции дополнительно устанавливают теплообменное оборудование для подогрева сетевой воды, что требует установки дополнительных трубопроводов. На конденсационных и
теплофикационных
при производстве паровой энергии при соответствующем обосновании могут применяться поперечные связи основного оборудования. Также тепловая схема определяет состав основного и вспомогательного оборудований.
В регионах с высокими атмосферными температурами оборудование может располагаться не в здании главного корпуса, а на открытом воздухе.
На блочных пылеугольных
ное бункерно-деаэраторное отделение, размещенное между котельным и
деаэраторным отделениями. Точнее деаэраторы с их баками располагают
между бункерами соседних энергоблоков. Бункеры маломощных ТЭС размещаются в КО над котлами. Для мощных конденсационных электростанций БО выносится в отдельное помещение с обратной стороны от турбинного отделения. Также в
дымососное отделение. Для мощных электростанций с большими размерами котлов дополнительные отделения помогают снизить размеры помещений главного корпуса и капитальные затраты.
Требования к компоновке главного корпуса с учетом безопасности
работы
Предохранительные клапаны группируются на отдельных площадках, в стороне от основных проходов, и
котельного цеха.
Сепараторы и циклоны, использующие твердые топлива как взрывоопасное оборудование, размещаются на открытом воздухе, вдали от мест
нахождения обслуживающего персонала.
Ввод топливного газа в котельный цех должен осуществляться через
короткие отводы во внешней стороне. Магистрали же при этом прокладываются на открытом воздухе.
Оборудование
процесса с минимальным расстоянием между агрегатами, что способствует
структура и климатические условия строительства.
электростанциях применяют блочные энергоблоки,
электростанциях применяют совмещен-
отдельных случаях в отдельный блок выносят
их выхлопы выводятся на крышу
электростанции размещают по ходу технологического
36
снижению потерь теплоты и энергии при транспортировке рабочего тела.
Для повышения эффективности работы электростанции к компоновке главного корпуса предъявляются следующие функционально-технологические
требования:
- обеспечение кратчайшего расстояния между паровым котлом и
турбиной для сокращения трубопроводов свежего пара и промперегрева и
симметричности этих трубопроводов при многониточном подводе;
- обеспечение минимальной протяженности
дов в системе воздухоподогревателей и пылеприготовления и симметричности расположения для Т-образного и крупных П-образных котлов коммуникаций с минимальным числом изгибов;
- обеспечение минимальной разницы отметок конденсатора и источника водоснабжения;
- создание короткой и удобной связи котельного цеха с топливным
хозяйством и системой золошлакоудаления;
-
расположение всасывающих линий бустерно-питательных и других
центробежных насосов с обеспечением минимальной длины трубопроводов с наименьшим числом гибов и достаточного подпора на всасе питательных насосов, для чего деаэраторы устанавливают на высоте не менее
20…25 м;
- обеспечение минимального расстояния между генератором и по-
вышающим трансформатором для минимальной длины токопроводов с
высокой силой тока (до 25 кА);
- расположение основных площадок обслуживания на одинаковых
отметках для удобства эксплуатации и ремонта, чтобы исключить переходы по лестницам. На отметках обслуживания группами располагают арматуру и местные контрольно-измерительные приборы;
- обеспечение свободного пространства для ремонта, монтажа и демонтажа оборудования: перед статором генератора до 10
сатором до 9 м, над корпусом подогревателей высокого и низкого давления
и над турбиной.
Для обеспечения надежной эксплуатации, санитарно-гигиенических
условий к компоновке главного корпуса предъявляются следующие
требования:
- оборудование должно иметь свободный доступ персонала для обслуживания. Эксплуатационная документация регламентирует размеры
проходов и расстояние до соседнего оборудования и
- оборудование должно иметь ограничивающее, предохранительные
и защитные устройства;
- для препятствия случайного падения деталей в проемы площадки и
лестничные марши их оборудуют защитной полосой 100…150 мм по всему
периметру;
воздуховодов и газохо-
м, перед конден-
строений;
37
- в зимнее время года забор воздуха, для исключения сквозняков,
предусматривается дутьевыми вентиляторами с улицы, а в летнее время –
для проветривания из верхней части котельной;
- необходимо предпринять меры по обеспечению освещенности (искусственным и естественным освещением), звуковой изоляции (созданием
мест пребывания персонала: блочных и центральных щитов управления,
мест отдыха и
вентиляции, аэрации и кондиционирования).
др.), температурного и влажностного режима (организацией
Рис. 3.2. Пример расстановки парового котла и турбоагрегата:
ПК – паровой котел; Т – турбина; Г – генератор; К – конденсатор;
Тр – трансформатор; Ф – фундамент турбины-генератора
38
Компоновка ТЭС с ГТУ и ПГУ зависит от расположения устройств
по забору атмосферного воздуха и утилизации отработанного тепла вследствие больших объемов скоростей воздуха, поступающего в компрессор, а
следовательно, и потерь. Воздухозаборное устройство с фильтром и шумоглушителем располагают на минимальном расстоянии от компрессора
ГТУ. Ввиду меньших объемов воды технического
ния по минимизации длины водопроводов не столь актуальны.
На рис. 3.2 представлено предпочтительное расположение котла и
турбины в главном здании. Рекомендуется выбирать вариант расположения котла и турбоагрегата по одной оси. Поперечное расположение выбирается в случае экономии площади при округлении до ближайшего стандартного.
Главный корпус, вследствие разности высот
имеет существенные отличия процессов эксплуатации монтажа и ремонта,
конструктивно разделяется на два основных объема: турбинное и котельное отделения. Турбинное и котельное отделения в строительной части реализуются по классической схеме в виде одноэтажных производственных
зданий с мостовыми кранами.
В связи с явным преимуществом продольного расположения турбоагрегата для мощных турбоагрегатов с большими пролетами иногда устанавливают в турбинном отделении промежуточный ряд колонн. Получается двухпролетное турбинное отделение, каждое из которых обслуживается
своим мостовым краном. При этом появляются сложности в передаче груза
из одного пролета в другой и захвате груза в межпролетном пространстве.
3.3. Компоновка главного корпуса атомной электростанции
Главное здание выполняется по сомкнутому и разомкнутому типам.
Разомкнутая компоновка главного корпуса позволяет разместить реакторное отделение в здании специальной конструкции, выполняемой в виде
сферы или цилиндра из металла. Разомкнутая компоновка позволяет изолировать реакторную установку и повысить гарантию локализации аварии,
однако увеличивается протяженность трубопроводов.
При компоновке главного корпуса предусматривают деление на зоны
строгого режима и чистую. К зоне строгого режима относят: помещения
реактора и другие, где установлено оборудование и проходят коммуникации первого контура; лабораторию исследования тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов); помещения специальной водоочистки; вентиляционный
центр; контур расхолаживания и другие, где есть ионизирующее излучение, и примыкающие к ним вспомогательные помещения. К чистой зоне
относят помещения щитов управления, административных служб и другие
с постоянным пребыванием персонала.
водоснабжения требова-
котла и турбоагрегата,
39
3.4. Компоновка турбинного отделения
Главный корпус на отметке обслуживания разделяется на два этажа.
Основная отметка обслуживания единая для турбинного, котельного отделений и блочного щита управления.
Нижний этаж машинного отделения частично открыт для обслуживания краном вспомогательного оборудования. Вокруг турбоагрегата
устраивают галереи и переходы. Такое расположение турбинного отделения называют островным
го конденсационным, располагают на нулевой отметке. Там располагают
конденсаторы и вспомогательное оборудование турбин (регенеративные
подогреватели низкого и высокого давлений, конденсационные дренажные
и бустерные насосы, маслоохладители, маслонасосы, иногда циркуляционные насосы охлаждения конденсаторов турбин), а также на некотором возвышении располагают питательные насосы.
Компоновка турбинного отделения
его расположения, что, в свою очередь, связано с размерами ячейки котла.
В отдельных случаях, при значительном превышении размеров ячейки
турбоагрегата, принимается островное расположение КО (см. рис. 3.1, в).
Плановая компоновка турбинного отделения (или машинного зала)
зависит, прежде всего, от компоновки в нем турбоагрегатов, которые могут
располагаться продольно или поперек турбинного отделения, а также под
углом, зеркально и т.д. У каждой из этих компоновок есть свои достоинства и недостатки, но однозначных рекомендаций нет. Считается, что при
критических и сверхкритических параметрах пара, когда стоимость главного
паропровода становится решающим фактором, более выгодна поперечная компоновка, а при низких параметрах пара – продольная компоновка турбоагрегатов. Тем не менее из-за ограничений технического характера
(например, из-за ограничения пролета турбинного отделения до 54 м)
встречаются и другие компоновки. В частности, при мощности агрегатов
свыше 500 МВт даже при сверхкритических параметрах
их продольное расположение в турбинном отделении.
Конденсатор располагается под турбиной между колоннами его фундамента. Для турбин более 1000 МВт предусматривается возможность
установки конденсатора по обе стороны от турбоагрегата, что позволяет
увеличить подводящие патрубки от турбины к конденсатору. У турбин регенеративные подогреватели располагаются справа, а патрубки подвода и
отвода регенеративной воды – слева. У турбин более 300 МВт регенеративные подогреватели располагаются с обеих сторон: высокого давления –
справа, а низкого давления – слева.
В турбинном отделении предусматривается система аварийного слива нефтяного масла из турбогенератора. Слив производится в подземную
. Нижний этаж машинного отделения, называемо-
зависит от типа турбоагрегата и
пара применяют
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]