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

испарителя устанавливают водоуказательный прибор, а для поддержания заданного уровня — регулирующий клапан на линии питательной воды.

Пар, выходящий с зеркала испарения, называемый вторичным паром, уносит с собой тем больше примесей, чем выше его влажность и концентрация веществ в воде испарителя. Для поддержания примесей на постоянном допустимом уровне из корпуса испарителя организуют непрерывную продувку по линии 9, на расход которой должно быть увеличено питание испарителя. Пар осушается при движении вверх внутри корпуса. Развитие парового объема в высоту повышает вероятность выпадения из пара капель влаги. Однако очень глубокая осушка потребовала бы не только большой высоты парового объема, но и весьма малой нагрузки пара по сечению, что существенно увеличило бы габариты испарителя. Так как питательной водой АЭС является конденсат высокой чистоты, то ограничиваются неглубокой его осушкой, а улучшения качества пара добиваются путем организации промывки в паровом объеме.

На рис. 8.5 изображена одноступенчатая промывка пара, для осуществления которой вся питательная вода испарителя подается на паропромывочное устройство равномерно через кольцевую трубку с отверстиями и уже после этого по сливным трубам опускается в водяной объем испарителя. Так как в испаритель питательная вода входит несколько недогретой до кипения, то в паропромывочном устройстве она нагревается до кипения за счет конденсации части пара, на значение которой паропроизводительность греющей секции отличается от расхода вторичного пара из испарителя. Такой прогрев целесообразен и с точки зрения естественной циркуляции в водяном объеме испарителя, так как при этом пар образуется практически по всей высоте трубок греющей секции без экономайзерного участка, уменьшающего движущий напор, а следовательно, и коэффициент теплоотдачи к кипящей воде, зависящий от скорости циркуляции.

Вторичный пар, проходя через слой воды на паропромывочном устройстве, оставляет влагу, вынесенную из водяного объема испарителя, и уходит из него, унося с собой существенно более чистую промывочную воду. После промывочных устройств пар отводится из испарителя по линии 1, расположенной в центре корпуса. Это может вызвать неравномерное течение пара по сечению парового объема и, как следствие, повышение скорости пара, больший унос влаги и связанное с этим ухудшение качества пара. Во избежание этого перед выходом пара устанавливают жалюзийный сепаратор, выравнивающий сопротивление на пути пара по всему сечению испарителя. Вторичный пар испарителя направляется в лабиринтовые уплотнения турбины. Обычно на турбину устанавливают два испарителя производительностью по 25 т/ч.

Пар, подаваемый на уплотнения вала турбины, отсасывается из них специальным эжектором уплотнений. Эжекторы уплотнений турбины работают постоянно, как и основной эжектор (см. гл. 9). Как и для основного эжектора, теплота холодильников эжекторов уплотнений реализуется в регенеративной схеме турбинной установки.

В турбинах АЭС с водным теплоносителем возможны отложения на лопатках. В связи с работой турбины на влажном паре эти отложения существенно меньше, чем для турбины обычной ТЭС, и на экономичности они не отражаются. Однако в случае одноконтурной АЭС эти отложения радиоактивны и могут поэтому затруднить доступ к оборудованию для ремонта. Особенно это относится к СПП, в которых происходит полная осушка пара и его перегрев и отложения неизбежны. Поэтому необходимо стремиться к возможно меньшему выносу примесей паром из реактора. Для этого существуют два

147

одновременно реализуемых пути — поддержание влажности на возможно низком уровне и обеспечение требуемой нормами чистоты воды реактора за счет его байпас-ной очистки

(см. гл. 7).

8.5. Об очистке сепарата на одноконтурной АЭС и РБМК

Из рис. 8.1 и 8.2 следует, что в сепараторе выделяется 12 — 15% влаги. Сепаратор, таким образом, является своеобразным устройством по промывке пара. К сожалению, реализация этого количества теплоты турбинными заводами не рассматривается. Особенно недопустимо обстоит дело с реализацией теплоты промежуточного сепарата в тепловой схеме АЭС с РБМК. Так, для РБМК-1000 сепарат каскадно сливается в конденсатор, то есть имеет место максимальная потеря экономичности и бесполезная нагрузка анионита, так как с сепаратом выносятся в основном оксиды железа. Для РБМК1500 сепарат безо всякой очистки забрасывается обратно в реактор, этим достигается максимальная экономичность, но заброс оксидов железа с сепаратом наносит большой вред реактору РБМК-1500, особенно с учетом наличия в нем значительных недренируемых поверхностей. Это вынуждает проводить систематические промывки, которые с учетом больших недренируемых участков труб значительно затруднены и требуют большого времени для очистки. Разработанный МЭИ бесшламовый режим не используется, хотя он был одобрен всеми отечественными специалистами по водному режиму, а также зарубежными химиками-водниками. Метод рекомендует непрерывное введение этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) в количестве всего 20 — 40 мкг/кг, то есть 20 — 40 мг/т питательной воды. В процессе радиационно-термического разложения ЭДТА в реакторной воде выделяется водород, соединяющийся с кислородом радиолиза. Необходимо отметить еще одну важную особенность сепарата — он позволяет иметь высокую чистоту ЦНД турбины, то есть элемента с наибольшей высотой лопаток. Исследования МЭИ, проведенные на ЛАЭС, показали, что всегда турбина насыщенного пара имеет в ЦНД меньшие отложения, чем часть ее высокого давления, в то время как для турбины перегретого пара происходит непрерывное нарастание отложений по ходу пара по проточной части турбины.

Г л а в а 9

КОНДЕНСАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

9.1. Задачи и основные элементы конденсационной установки

и выбор вакуума в конденсаторе

Замкнутость пароводяного цикла тепловой электростанции предопределяет необходимость конденсации всего расхода пара, проработавшего в турбине. Этот процесс осуществляется в конденсационной установке при постоянном давлении за счет нагрева охлаждающей воды, температура которой ниже температуры насыщения пара. Показанное на рис. 9.1 изменение температуры охлаждающей воды отвечает длине пути

148

воды в конденсаторе. Процесс конденсации может идти при любом давлении, однако чем ниже температура отвода теплоты цикла (что соответствует более низкому давлению конденсации), тем выше тепловая экономичность паротурбинной установки при неизменных начальных параметрах. Характеристики водяного пара таковы, что, добиваясь расширения пара в турбине до давления, меньшего атмосферного, можно увеличить теплоперепад в ней на 25 — 30 и даже 40% в зависимости от начальных параметров пара. Поэтому задачей конденсационной установки является также установление и поддержание разрежения в выхлопном патрубке турбины, а тем самым и внутри конденсатора.

Рис. 9.1. Соотношение температуры конденсирующегося пара tK и охлаждающей воды tOX2

Схема конденсационной установки с учетом сказанного представлена на рис. 9.2. Из выходного патрубка турбины

149

150

151