Материал: Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции (1994 г., 5-е издание)

Рис. 4.9. Регенератинный ПНД с трубной системой из аустенитной нержавеющей стали:

1 — трубная система; 2 — вход воды; 3 — выход воды; 4 — отсос парогазовой смеси; 5 — к водоуказательному прибору; 6 — опорожнение трубной системы; 7 — выход конденсата греющего пара; 8 — впуск конденсата греющего пара соседнего подогревателя; 9 — вход греющего пара

62

Рис. 4.10. Регенеративный подогреватель высокого давления коллекторно-спирального типа с трубной системой из углеродистой стали:

1 — выход питательной воды; 2 — трубная система; 3 — коллекторы трубной системы; 4 — к водоуказательному прибору; 5 — вход питательной воды; 6 — вход греющего пара; 7 — впуск конденсата греющего пара соседнего подогревателя; 8 — отсос парогазовой смеси; 9 — выход конденсата греющего пара

Преимущество конструкции регенеративного подогревателя, приведенного на рис. 4.10, — возможность замены любой из спиралей и четко организованное противоточное движение греющей и обогреваемой сред. В нижней части этого ПВД организовано противоточное движение греющей и обогреваемой сред. В нижней части этого ПВД

63

организовано охлаждение конденсата ниже температуры кипения, отвечающей давлению греющего пара. В связи с этим невозможно вскипание конденсата греющего пара при его сливе в предыдущий ПВД. При этом исключается снижение тепловой экономичности за счет уменьшения расхода греющего пара в этот ПВД.

В конструкциях, для которых внутренние охладители дренажи не предусматриваются, на тракте ПНД устанавливают вынесенные охладители конденсата (рис. 4.11). Чтобы чрезмерно не осложнять регенеративную схему, можно устанавливать их не у каждого ПНД, а, например, после каждых двух. Из рис. 4.11 видно, что конденсат греющего пара подогревателя 1 по пути в предыдущий подогреватель 3 проходит через охладитель дренажа 4. На основном потоке воды устанавливают дроссельную шайбу 2, в связи с чем часть воды после подогревателя 3 поступает в охладитель дренажа и затем соединяется с общим потоком, направляемым в подогреватель 1. Установка охладителей дренажа может быть предусмотрена и на полный расход воды. Охладители дренажа не поставляют комплектно с ПНД, так как их устанавливают в зависимости от схемы откачки дренажей подогревателей. На дренажах, закачиваемых в конденсатный трубопровод, устанавливать их незачем, так как охлаждение дренажа повышает экономичность, только если конденсат греющего пара сливается в предшествующий ПНД.

Регенеративные подогреватели выпускают в широком ассортименте. Обычно на каждую турбинную установку

Рис. 4.11. Вынесенный охладитель дренажа ПНД

сооружают по одной нитке подогревателей; для очень мощных турбин — две параллельные. Габаритные размеры подогревателей довольно значительны: высота ПНД доходит до 5 м для латунных трубок и до 10 м для аустенитных нержавеющих, а высота ПВД — до 10 м. Это следует учитывать при компоновке подогревателей с учетом возможностей выемки трубной системы при ремонте.

Для турбин двухконтурной АЭС устанавливают и ПНД, и ПВД. Это видно по конечной температуре регенеративного подогрева, то есть по температуре питательной воды, которая для турбин двухконтурной АЭС пока больше, чем для турбин одноконтурной АЭС, для которой применялись ранее только ПНД, что снижало тепловую экономичность. В настоящее время проявляется тенденция к повышению температуры питательной воды одноконтурной АЭС и развитию ее регенеративной системы.

Конструкция ПВД, представленная на рис. 4.10, несмотря на все описанные ее достоинства, является наиболее ненадежным элементом тепловой схемы и вынуждает всю группу ПВД снабжать байпасом, причем этот байпас включается довольно часто. Причинами, побуждающими к выключению всех ПВД, являются такие недостатки конструкции, как выполнение змеевиков не из мерных труб, а сварными, с частым разрушением сварного стыка из-за вибрации. Кроме того, применялась (и до сих пор

64

применяется) простая углеродистая сталь. Такие коллекторно-спиральные ПВД устанавливались и на двухконтурной АЭС. Исследования работы ПВД (как на ТЭС, так и, особенно, на АЭС) показывают, что необходимо отказаться от коллекторно-спирального типа

Рис. 4.12. Конструктивная схема вертикального ПВД камерного типа

а, б — вход и выход питательной воды; в — вход пара; г — выход конденсата КПВ-камера питательной воды; КП — конденсационная поверхность; ОП и КП — охладители пара и конденсата

ПВД и перейти к иному типу конструкции ПВД, причем тепло-обменные трубки следовало применять диаметром не 32 × 4,5, а 22 × 3,5, и обязательно мерные; сталь должна быть по крайней мере качественная перлитная, а не простая углеродистая. Целесообразность уменьшения диаметра трубок была проверена на опытах с ПВД, установленных на одной из ТЭС. Кроме того, был выполнен проект камерной конструкции ПВД, а также особая навивка, позволяющая увеличить заполнение ПВД и

65

уменьшить его вибрацию. Образец такого ПВХ представлен на рис. 4.12. Технорабочий проект такого ПВД находится в настоящее время на реализации по заказу для двух турбоустановок к ВВЭР-1000 производством ЛМЗ и ХТГЗ, то есть для турбин тихоходной и быстроходной.

Пример конструктивной схемы смешивающего подогревателя низкого давления представлен на рис. 4.13. Конденсат поступает через патрубок 4 и глухим щитом 2 направляется на верхний перфорированный щит 1. Пройдя через него, он струйками стекает на два расположенных ниже таких же перфорированных щита. Продеаэрированный конденсат отводится через штуцер 5, а выделившиеся газы вместе с некоторым количеством пара отводятся через штуцер 9. Греющий пар поступает по линии 8 и направляется под перфорированные щиты. В двух нижних перфорированных щитах в центральной части на большой длине сделаны прорези для прохода пара под выше расположенный щит. Эти прорези снабжены бортиками 3 для того, чтобы вода не поступала в них и не мешала свободному проходу пара. Отсос паровоздушной смеси производится через патрубок 6; для аварийного сброса конденсата предусмотрен патрубок

7.

Несмотря на простоту и дешевизну смешивающих подогревателей и обеспечиваемую ими несколько более высокую тепловую экономичность, основным типом подогревателей в регенеративной системе принят все же поверхностный, как это было обосновано в § 4.4.

Рис. 4.13. Конструктивная схема смешивающего регенеративного подогревателя

Важным преимуществом смешивающих подогревателей является возможное отсутствие теплообменной поверхности, коррозия которой могла бы вызвать загрязнение конденсата. Именно в связи с этим в некоторых проектах одноконтурной АЭС предполагалось первый и второй или только второй ПНД выполнять смешивающими, а остальные — поверхностными. Следует иметь в виду, что один смешивающий подогреватель пока всегда присутствует в регенеративных системах паротурбинных установок — это деаэратор, устанавливаемый в конце конденсатного тракта. Так как основное его назначение — дегазация конденсата, то рассмотрение работы деаэратора перенесено в следующую главу.

66