35203

ТЕОРИЯ ЯЭУ АЭС. ЦИКЛЫ

Шпаргалка

Информатика, кибернетика и программирование

Влияние на КПД цикла Ренкина на перегретом паре: давления свежего пара. Сухость пара на выходе из турбины; Для цикла 2 у которого давление свежего пара выше значение Тср также выше следовательно и КПД выше ηtR=1T2 Tcp . Повышение давления свежего пара повышает КПД но увеличивается влажность пара на последней ступени турбины. температуры свежего пара.

Русский

2013-09-09

548 KB

4 чел.

ТЕОРИЯ ЯЭУ АЭС. ЦИКЛЫ.

1. Основные  положения  термодинамики:   определение  изобары,  изотермы,  изоэнтропы, изоэнтальпии, адиабаты, количество тепла, участвующего в процессе в T-s диаграмме.

Термодинамический процесс – непрерывная последовательность точек на диаграмме. Линии-Изобара–процесс при р=const; Изотерма–при t= const; Изоэнтропа–при s=const;Изоэнтальпа–при і=const; Адиабата–при q=0 (без теплообмена с окруж средой)

Адиабата(от греч. непроходимый), линия, изображающая на любой термодинамической диаграмме равновесный адиабатный процесс (т. е. процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой).

q в диаграмме T-S –измеряется площадью, ограниченной линией процесса, двумя вертикалями, опущенными с концов

              процесса, и отрезком оси s. Если S в процессе растет, то это подвод тепла. Если S в процессе убывает, то это отвод

              тепла.

            

2.  Изображение идеального цикла Карно в диаграмме T-s. Определение процессов цикла. КПД цикла Карно.

Идеальный – это значит, что потери тепла происходят только в конденсаторе, дополнительные потери тепла в других элементах установки отсутствуют. Из термодинамики известно, что при наличии двух источников тепла: горячего (Т1) и холодного (Т2), между которыми осуществляется преобразование тепловой энергии в механическую, предельно экономическим является цикл Карно. В цикле Карно подвод и отвод тепла происходит по изотермам Т1 и Т2, а расширение и сжатие рабочего тела – по изоэнтропам s1 и s3. Изотермический процесс – термодинамический процесс, протекающей при постоянной температуре. Изоэнтропийный процесс – термодинамический процесс, при котором сохраняется постоянной энтропия. КПД цикла. Этот цикл имеет самый высокий КПД, но в его реализации встречаются трудности – организация сжатия рабочего тела от изотермы Т2 до Т1 по изоэнтропе S3.

3.    Изображение   идеального   цикла   Ренкина   на   насыщенном   паре   в   диаграмме   T-s. Определение процессов цикла. КПД цикла Ренкина.

1-2–расширение рт (изоэнтропа);2-3–отвод тепла от рт(изобара, изотерма); 2-3’–сжатие воды в насосах

3’-4 – экономайзерный нагрев рт (изобара);4-1 – подвод тепла на испарительном участке (изобара).

Изоэнтропийный процесс – термодинамический процесс, при котором сохраняется постоянной энтропия. Изотермический процесс – термодинамический процесс, протекающей при постоянной температуре. Изобарный процесс – термодинамический процесс, протекающей при постоянном давлении.      КПД цикла --

4. Влияние на КПД цикла Ренкина на перегретом паре:

-давления свежего пара.  Сухость пара на выходе из турбины;

Для цикла 2, у которого давление свежего пара выше, значение Тср также выше, следовательно и КПД выше( ηtR=1-T2/Tcp ). Повышение давления свежего пара повышает КПД, но увеличивается влажность пара на последней ступени турбины.

- температуры свежего пара. Сухость пара на выходе из турбины;

Для цикла 2, у которого температура свежего пара выше, значение Тср также выше, следовательно и КПД будет выше ( ηtR=1-T2/Tcp ).

КПД растет с ростом температуры свежего пара при любых его давлениях.

С ростом температуры перегретого пара растет и степень сухости пара на последней ступени турбины (влажность снижается)

-давления в ГК. Сухость пара на выходе из турбины.

Цикл 2, с меньшем давлением в ГК имеет заметно меньшее значение Т2, тогда по формуле (ηtR=1-T2/Tcp)

КПД будет больше. Но для такого цикла немного снизится Тср, но степень снижения Тср заметно меньше степени снижения Т2.

С уменьшением давления в ГК увеличивается влажность пара на последней ступени турбины.

5.   Возможные  схемы  промежуточной   осушки   пара  в  ПТУ.   Схемы  промсепарации   и промперегрева пара в отечественных ПТУ АЭС.

в 1-ом варианте иногда невозможно подобрать Рс, чтобы получить приемливые значения влажности после ЦВД и ЦНД, тогда делим на ЦВД, ЦСД, ЦНД, и предусматривают 2 сепаратора.  Во 2варианте иногда перегрев двухступенчатый.

Данные схемы не увеличивают, а даже несколько уменьшают КПД цикла. Их внедрение вызвано не стремлением к непосредственному увеличению КПД цикла, а стремление создать условия для значительного увеличения давления свежего пара и значительного уменьшения давления в ГК при приемливых значениях влажности в турбине. Благодаря этому достигается значительный рост КПД цикла, который перекрывает некоторое снижение КПД от осушки пара.

Во 2 варианте в нагревателе вначале должно произойти испарение влаги пара и только после этого наступает перегрев пара. Поэтому целесообразнее принять комбинацию варианта 1 и 2, т.е. вначале осушить пар а затем его перегреть. Удаление влаги в сепараторе целесообразнее, чем её испарение в перегревателе – с точки зрения затрат энергии.


6.  Физический смысл регенерации тепла в цикле ПТУ.

- Регенерация тепла в цикле теплового двигателя – это нагрев рабочего тела на участке сжатия за счет тепла, взятого от рабочего тела на участке расширения (внутренний теплообмен).

Внутренней теплообмен РТ на участках расширения и сжатия называют регенерацией тепла (от лат. восстановление), а циклы с регенерацией тепла – регенеративными.

7. Понятие об обобщенном цикле Карно. КПД цикла.

Обобщенный цикл  Карно (1-2-3-4-1) – это цикл с подводом тепла от внешнего источника и с отводом тепла к внешнему источнику тепла по изотермам, а на участках сжатия и расширения рабочего тела осуществляется внутренний теплообмен (регенерация тепла)   ηtок=1-Т2/Т1

При расширении 1-2, процесс сопровождается отводом соответствующего количества тепла (площадь 1-2-y-z-1). Затем охлаждение до точки 3, причем изменение энтропии такое же как и в цикле Карно (s2-s3=s2’-s3’). Процесс 3-4 сжатие РТ с одновременным подводом тепла (количество которого равно площади 3-4-а-х-3). Если процессы 3-4 и 1-2 подобны (эквидистантны), то величины тепловой энергии равны. Т.е. можно организовать процессы т.о., что нагрев 3-4 обеспечивается за счет охлаждения РТ в 1-2 (так называемый внутренний теплообмен). Следовательно КПД такого цикла равен КПД цикла Карно.  

Внутренней теплообмен РТ на участках расширения и сжатия называют регенерацией тепла (от лат. восстановление), а циклы с регенерацией тепла – регенеративными.

8. Способы реализации регенерации тепла в реальных ПТУ АЭС.Виды регенеративных подогревателей питательной воды в ПТУ. Достоинства и недостатки. Понятие об охладителе дренажа (ОД) в ВП . Целесообразность применения ОД.

←Гипотетически можно представить такую схему, но на практике реализовать не возможно, т.к. обеспечить надежный контакт расширяющегося в проточной части турбины пара через поверхность теплопередачи с подогреваемой питательной водой конструктивно очень сложно.  Реально можно организовать подогрев дискретно, выводя пар на соответствующие водоподогреватели после каждой ступени турбины. ----→→

Но данная схема обладает рядом недостатков: а) охлаждение влажного пара в регенеративных нагревателях ведет к росту влажности, тогда на последних ступенях влажность может достигнуть недопустимо больших значений; б) стремление увеличить количество подогревателей потребует предусмотреть минимум 8..9 ступеней турбины. Т.к. на регенерацию выводится полный поток пара, то каждый участок конструктивно рациональнее оформлять в виде отдельного корпуса – цилиндра турбины. Это усложняет и увеличивает стоимость; в) пропуск полного потока пара через систему регенерации потребует паропроводов большого проходного сечения. Большие гидравлические сопротивления системы вызовут рост реальных потерь энергии в установке, что может обесценить вклад увелКПД регенерации

В реальных ПТУ используют идею дискретного отбора пара из проточной части на подогрев, но на регенерацию направляется не весь поток пара, а его часть. Отборный пар не возращается в проточную часть турбины, поэтому тепловая энергия пара используется полностью до полной его конденсации. КГП возвращается в рабочий контур на участке конденсатно-питательной системы.

Водоподогреватели (ВП) могут быть смешивающего и поверхностного типа. Смешивающего типа ВП: нагрев ПВ за счет перемешивания воды с греющим паром и его конденсации. Достоинства: температура  нагреваемой воды может быть доведена до температуры греющего пара. Недостатки: а) необходимо обеспечить тщательное перемешивание сред в ВП б)необходимость уравнивания давлений греющей среды и нагреваемой в точке смешения. Уравнивание давлений может быть обеспечено установкой соответствующих насосов для подачи воды в каждый такой подогреватель. Для первых подогревателей можно обеспечить направленное движение нагреваемой среды без насосов, за счет установки на разной высоте.

Поверхностного типа ВП: полости сред разделены теплопередающей поверхностью, греющая среда обычно подается в трубное пространство, нагреваемая – внутрь трубок. Достоинства: давление сред не влияют друг на друга Недостатки: а) температура нагреваемой среды несколько ниже температуры греющей среды, поэтому тепловая энергия греющего пара используется менее полно;б) возникает проблема возврата конденсата греющего пара в контур; в) необходимо рассчитать расход, чтоб не переохладить КГП (удельная теплота конденсации пара значительно больше удельной теплоты получаемой за счет охлаждения КГП, поэтому эффект за счет дополнительно охлаждения конденсата – небольшой вклад в баланс энергий).

Зону переохлаждения конденсата называют охладителем дренажа (ОД). Бывает встроенный или в выносной конструкции. В ПНД выносная – позволяет иначе скомпоновать теплопередающую поверхность ОД и увеличить скорость теплообменивающихся сред, чтоб увеличить коэффициент теплопередачи и как вследствие -  теплоотдачи в ОД.  В ПВД встроенная конструкция – т.к. сложная конструкция под высоким давлением. Целесообразность применения ОД: удельная теплота конденсации пара (скрытая теплота конденсации r) значительно больше удельной теплоты получаемой за счет охлаждения КГП, поэтому эффект за счет дополнительно охлаждения конденсата – небольшой вклад в баланс энергий, но все же вклад есть, что заставляет нас задумываться об установке на ЯЭУ АЭС ОД.

9. Выражение КПД регенеративного цикла. Выражение энергетического коэффициента Ар.

ηtp- КПД цикла Ренкина без регенерации;  αот=Gот/Gпг - доля пара в отборе от общего расхода пара

αк=Gк/Gпг- доля пара, поступающего в ГК, от общего расхода пара.

Ар - энергетический коэффициент. Физ. суть Ар – отношение мощности, выработанной в турбине потоком отбираемого пара, к мощности, выработанной в турбине потоком пара, дошедшего до ГК.


РЕГУЛИРОВАНИЕ ЯЭУ АЭС.

10.  Регулирование турбоагрегата, работающего на автономную сеть. Измеритель частоты вращения.   Исполнительный   орган   регулятора  частоты   вращения.   Схема  регулятора   с механическими связями.  Статическая характеристика регулятора частоты вращения ТА. Способы смещения статической характеристики.

Работа ТА на автономную сеть используется редко – например при питании только собственных нужд ЭБ.

Турбоагрегат, работающий на автономную сеть, должен регулироваться регулятором частоты вращения, так как необходимо обеспечить постоянство частоты тока в автономной сети. Измеритель частоты вращения может быть механический (вращающиеся грузы с удерживающей их пружиной), гидравлический (центробежный насос, напор которого зависит от частоты вращения) или электрический (генератор тока, напряжение которого зависит от частоты вращения). Исполнительный орган регулятора – клапан, регулирующий подачу пара на турбину. Регулирование расхода: дроссельное, сопловое, скользящих параметров.

1. измеритель частоты вращ; 2 рычаг; 3 золотник; 4 сервомотор; 5 паровой регулирующий клапан; 6 поток силовой жидкости; 7 слив силовой жидкости; 8 поток пара.

Сервомоторное регулирование – за счет перемещения муфты измерителя частоты вращения перемещается золотник регулятора, который управляет потоком силовой жидкости, она перемещает поршень сервомотора и вместе с ним регулирующий клапан. Золотник с сервомотором – усилитель.

Статическая характеристика – совокупность точек, каждая из которых представляет собой параметры возможного установившегося режима работы ТА. Т.е. если нагрузить генератор любой нагрузкой из рабочего диапазона, то для каждого случая получим вполне определенное значение частоты вращения, соответствующее точке статической характеристики. При увеличении мощности частота вращения сниж.

Для смещения статической характер вверх или вниз, достаточно произвести перенастройку регулятора. Т.е. смещение характ. позволит при неизменной мощности Р1 перейти из точки а в б и при этом увеличить частоту вращения.

Для смещения характеристики достаточно:         а) изменить натяжение пружин в измерителе частоты вращения;

б) изменить длину звена связи с рычагом 2 либо измерителя частоты вращения, либо золотника, либо сервомотора. Изменение длины связи с золотником можно заменить смещением буксы золотника

11.  Способы регулирования мощности ТА, работающего на общую сеть. Достоинства и недостатки

ТА, работающий на общую сеть (синхронизирован с сетью) можно регулировать либо регулятором мощности, либо регулятором частоты вращения. В первом случае, независимо от сложившейся в сети частоты тока, сохраняется постоянство мощности ТА (чисто базовый режим). Для ТА это наиболее благоприятный режим. Однако возникающие в сети нарушения баланса генерируемой и потребляемой энергии приводит к значительным колебаниям частоты тока. Возникает дефицит мощности, начнет снижаться частота тока в сети и начнется перераспределение мощности между потребителями. Высвобождать мощность для покрытия будут только вращающие потребители, т.к. их мощность зависит от частоты тока.

Во втором случае ТА, работая по слабо наклоненной статической характеристике. Если увеличивается нагрузка сети, то уменьшается частота тока сети. Генератор, будучи синхронизирован с электросетью, должен уменьшить частоту вращения. Увеличивается его мощность и таким образом уменьшает величину небаланса генерируемой и потребляемой энергии. Колебания частоты тока в сети будут значительно меньшими. Для сети этот режим более благоприятен. Переход из точки А в Б происходит без перенастройки регулятора частоты вращения и без смещения статической характеристики. Чем более пологая характеристика, тем больше величина увеличенной мощности. 

12.   Понятие  о  первичном  регулировании  частоты  тока  в  сети.   Задачи  участия  ТА  в первичном регулировании частоты тока. Понятие о вторичном регулировании частоты тока.

Первичное - для участия генератора ЭБ в первичном регулировании частоты тока в сети необходимо после включения генератора в общую сеть оставить его на регуляторе частоты вращения со статической характеристикой – слабонаклоненной прямой. Тогда при перегрузке сети и в следствие этого снижении частоты тока произойдет некоторое увеличение мощности генератора, что несколько сдерживает снижение частоты тока в сети. За счет изменения мощности генераторов в результате их участия в первичном регулировании частоты не может произойти полное восстановление частоты тока. Т.к. только за счет изменения частоты тока и может быть изменена мощность генераторов. Следовательно первичное регулирование – не восстановление частоты, а удержание её от значительного изменения.

Вторичное регулирование  частоты тока – это восстановление частоты за счет автоматического смещения статических характеристик.  Автоматическое смещение характеристик осуществляется воздействием на МУТ специальными медленно действующими сетевыми регуляторами частоты, которые обычно выполняются без статической неравномерности (астатические регулятора). При этом все остальные агрегаты, достаточно быстро реагирующие на изменение нагрузки сети в результате первичного регулирования частоты, по мере срабатывания сетевого регулятора частоты возвращаются к первоначальному режиму. У агрегатов, которые выделены для вторичного регулирования, исходная рабочая точка на статической характеристике должна быть выбрана так, чтобы в обе стороны от рабочей точки был достаточный регулировочный диапазон мощности. 

13.  Понятие о программе изменения параметров ЯЭУ АЭС. Виды возможных программ. Программа изменения параметров при постоянной средней температуре теплоносителя. Достоинства и недостатки.  Область применения.  Программа изменения параметров при постоянном давлении пара в паропроводе. Достоинства и недостатки. Область применения. Компромиссная и комбинированная программы изменения параметров.  Область применения.

Программа изменения параметров ЯЭУ – это закон изменения температур теплоносителя  и рабочего тела при уменьшении мощности ЭБ от номинальной до нулевой. Из трех значений температур (tт1, tт2, tпг) одна может быть задана произвольно (проще всего постоянной). В связи с этим основных программ обычно называют две: при постоянной средней температуре теплоносителя tтср= const или при постоянном давлении свежего пара рпг= const; величина tпг также постоянна.

При постоянной средней температуре теплоносителя с уменьшением мощности ЭБ увеличивается температура рабочего тела на выходе из ПГ. Такая программа благоприятна для ЯР на переменных режимах и неблагоприятна для ТА, так как с уменьшением мощности должно быть обеспечено повышение давления в паропроводе.  Повышение давления пара при снижении мощности установки резко усложняет условия работы оборудования II контура, утяжеляет его, повышает его стоимость, снижает надежность. Такую программу применяют для ЭБ, участвующего в значительном оперативном изменении мощности. Нововоронежская АЭС 1 и 2 блок. Достоинства: 1)несмотря на значительный отрицательный температурный коэффициент реактивности, присущий ядерным ректорам с водой под давлением, при изменении мощности установки происходит незначительное изменение реактивности реактора. Это облегчает условия работы системы автоматического регулирования мощности реактора. 2) при изменении мощности установки остается практически неизменным объем теплоносителя в I контуре. Это значительно облегчает условия работы системы компенсации давления и ее регуляторов 3) при изменении мощности незначительно меняется температурный режим активной зоны, а также толстостенных корпусных конструкций ядерного реактора. Благодаря этому в корпусе реактора возникают умеренные термические напряжения даже при сравнительно быстрых изменениях мощности.

При постоянном давлении пара (постоянная температура пара) средняя температура теплоносителя уменьшается при уменьшении мощности ЯР. Применяется на отечественных ЭБ. Достоинства: а) КПД цикла и внутренний КПД турбины выше. Причем эта программа позволяет увеличить номинальное давление пара до предельно возможного, поэтому КПД цикла выше не только на промежуточных режимах из-за уменьшения дросселирования пара, но и на номинальном режиме,  б) условия работы для оборудования второго контура более простые, поэтому его надежность выше, а стоимость оборудования может быть снижена. Недостатки: а) при изменении мощности установки из-за изменения температурного режима ядерного реактора изменяется его реактивность. Это увеличивает нагрузку на систему управления реактором; б) изменение температурного режима ЯР при изменении мощности вызывает увеличение термических напряжений в толстостенных конструкциях I контура; в) с изменением мощности увеличивается нагрузка на систему компенсации давления I контура и ее регулятор.

Комбинированная  программа – это программа, при которой в одних диапазонах мощности устанавливается постоянная средняя температура теплоносителя ( в этих режимах ЭБ может использоваться в регулируемых режимах), в других диапазонах мощности  устанавливается постоянное давление пара. В наиболее тяжелых регулируем по tср=const, на больших уровнях мощности, где небольшие изменения давления пара. В основном АЭС ФРГ.

Компромиссная программа – это программа, в которой поддерживается средняя температура т.н. (или давление пара), но не на постоянном уровне, а несколько изменяемом в функции мощности. Мера изменения программного параметра подбирается такой, чтобы второй параметр сохранил бы тот же характер изменения, что и в основных программах, но более умеренно в количественном отношении. Умеренное изменение параметров уменьшает термические и механические нагрузки на 1 и 2контур, что увеличивает надежность. Применяются: АЭС США, АЭС ФРГ «Бецнау»

14. Понятие о первичном управлении ЯР и ТА. Параметр, обеспечивающий согласованное управление ЯР и ТА.

В стационарных режимах и режимах планового регулирования ЭБ для реализации взаимосвязанного управления мощностью ЯР и ТА может использоваться один из следующих способов: а) первичное управлении мощностью ТА. При этом мощность ЯР автоматически следует за потребностями ТА. Управление ЭБ в целом осуществляется задатчиком мощности генератора электроэнергии; б) первичное управление мощностью ЯР. При этом мощность ТА автоматически устанавливается такой, какая может быть обеспечена заданной мощностью ЯР. ЭБ управляется задатчиком мощности ЯР.

Параметром ЭБ, поведение которого характеризует соответствие или нарушение энергетического баланса между ЯР и ТА, является параметр, который выбран как программно задаваемый при выборе программы регулирования, т.е. давление пара или средняя температура т.н.. Поддержание выбранного параметра постоянным или по какому-либо заданному закону обеспечит поддержание энергетического баланса между ЯР и ТА на любой мощности.

Удобно в качестве регулируемого параметра принимать тот, который в принятой программе поддерживается постоянным. В этом случае достаточно просто формируется сигнал заданного уровня регулируемого параметра. Если принята компромиссная программа, то в ней оба параметра переменны, поэтому в качестве регулируемого может быть принят любой из них. В комбинированной программе, для каждого диапазона можно принять свой регулируемый параметр – тот, который постоянен в этом диапазоне мощности.

15. Факторы, влияющие на давление среды в ГК ПТУ АЭС. Вид конденсаторных характеристик.

Величина давления в ГК устанавливается самопроизвольно в зависимости от: паровой нагрузки конденсатора (расход конденсирующего пара Gп) и с учетом ряда факторов: температуры и расхода охлаждающей воды, техническое состояние поверхности конденсации, плотность вакуумной системы, качество работы системы отсоса паровоздушной смеси и др. На некоторые из них можно влиять. Например: расход регулируется изменением частоты вращения, угла поворота лопастей насоса, изменение числа работающих параллельно насосов. t-ра охл. воды зависит от режима работы охлаждающих устройств.

Величину давления в зависимости от определяющих его факторов называют характеристикой конденсатора. Если исключить временно действующие факторы, то давление в ГК можно считать функцией трех постоянно действующих факторов: паровой нагрузки ГК, температуры и расхода охлаждающей воды. Влияние их на tк пропорционально влиянию на рк.

tк=tоввх +0.5Δtов tср . зависимость от паровой нагрузки: влияет на 2-ое слагаемое, т.е. на степень нагрева охл воды, на 3-е слагаемое, через зависимость теплопередачи (К) в ГК. ↓Gп тогда и ↓К, т.к. сокращается зона массовой конденсации пара, снижается скорость пара и снижаются локальные коэффициенты теплопередачи.  

Влияние tов:1 и 2 слагаемое практически не зависит от tов, а 3-е слагаемое существенно зависит, через коэфф К. δtср при снижении tов возрастает (особенно на малых значениях tов). Учитывая изменение всех 3=ех слагаемых – при сниж tов  → tk (а также и pк) снижается, но темп снижения при малых значениях tов заметно меньше.

Влияние Gов на pк. 1-ое слагаемое не зависит, 2-ое обратно пропорционально, 3-е слагаемое:  значение коэффициента теплопередачи К уменьшается с уменьшением расхода охлаждающей воды, причем интенсивность снижения К возрастает с увеличением tов, это видно из рисунка: влияния скорости охл воды на коэф К. Учитывая все 3 слагаемых При ↓Gов→ tк и pк ↑. Причем с  ↑tов темп роста pк увеличивается. 


ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЯЭУ АЭС

16. Факторы, определяющие выбор разделительного давления в ППУ:

От величины разделительного деления рразд непосредственно зависит влажность пара за ЦВД и ЦНД, массогабаритные показатели узла СПП, величина потерь тепла на участке сепарации и перегрева. Рразд должно быть подобрано таким, чтобы влажность пара на выходе из ЦВД и ЦНД была в пределах нормы (1-хцвд13…14%; 1-хцнд9…10%, для тихоходных ТА 1-хцнд<13%).Чем выше рразд тем меньше влажность пара на выходе из ЦВД, но тем больше влажность за ЦНД.

Увеличение давления рразд влияет на массогабаритные показатели перегревателя. Увеличение давления ведет к уменьшению количества передаваемого тепла и улучшает коэффициент теплоотдачи от поверхности нагрева к пару, в результате чего увеличивается коэффициент теплопередачи. Оба эти фактора способствуют уменьшению необходимой поверхности теплопередачи и массогабаритных показателей СПП. Потери тепла также зависят от значении Рразд, исследования показывают, что существует оптимальное Рразд, при котором тепловые потери минимальны. В общем случае можно принять, что величина разделительного давления зависит только от давления свежего пара. Рекомендуется линейная зависимость, которая дает оптимальное с точки зрения экономичности установки значение разделительного давления

рразд опт = 0,12 рнач + 0,13 МПа, где рнач – давление пара на входе в ЦВД. Данное значение следует считать как первое приближение, для окончательного решения необходимо учесть влияние на значения влажности за ЦВД и ЦНД.

Увеличение pРАЗД уменьшает теплоперепад, срабатываемый в ЦВД, сокращает проточную часть (число ступеней) и уменьшает влажность его в последней ступени. При этом теплоперепад, число ступеней и влажность пара в последних ступенях ЦНД увеличивается, что видно при изображении процессов расширения пара в I,S – диаграмме для различных значений pРАЗД. Уменьшение pРАЗД ведёт к увеличению удельного объёма и объёмных расходов пара в СПП, что требует увеличения его массогабаритных показателей. СПП представляют собой весьма габаритные и сложные устройства, требующие использования дорогостоящих конструкционных материалов.

17. Принципы формирования расчетной схемы рабочего контура и выбора точки возврата рабочего тела из вспомогательных ветвей в основной поток рабочего тела.

При выборе схемных решений можно руководствоваться соображениями, детально рассмотренными при компоновке системы регенерации. Если можно подобрать точку слива с давлением среды меньше давления слива, то при этом исключается насос, обеспечивающий слив. В этом случае схема системы упрощается, увеличивается ее надежность, не требуются дополнительные энергозатраты на насос слива.

Что касается температуры среды, в которую осуществляется слив, то здесь общие рекомендации сводятся к следующему. Нужно стремиться к тому, чтобы температура сливаемой среды и среды, в которую осуществляется слив, были близки. Если температура сливаемой среды заметно ниже, то это приведет к "захолаживанию" основного потока среды, что отрицательно скажется на общем энергетическом балансе рабочего контура. Однако нецелесообразно также принимать точку слива со значительно меньшей температурой основного потока, так как при этом тепло, содержащееся в сливаемом потоке, переводится на заметно меньший энергетический уровень (происходит значительное "захолаживание" сливаемого потока). Это также отрицательно скажется на общем энергетическом балансе рабочего контура.

В каждом конкретном случае при выборе места слива следует учитывать соображения как по соотношению давлений сред, так и по соотношению их температур. Заметим, что в реальных установках при решении этого вопроса иногда принимались во внимание и иные соображения: простота прокладки трассы сливаемой среды и простота ее подключения, простота подключения слива, соображения унификации оборудования и пр.

При разработке схемы рабочего контура в целом необходимо также разработать схему системы теплофикации и подключить ее к рабочему контуру. В расчете в качестве исходных данных принимают тепловую нагрузку системы теплофикации (задается потребителем тепла) и температурный режим сетевой воды. Эти параметры могут быть оговорены в задании.

- Расчетная схема должна отражать состав и принцип действия, принятый в расчет ЯЭУ. Параллельно включенные элементы рекомендуется представлять обобщенными элементами. Все ответвления от основного потока среды должны быть замкнуты.

18. Уравнения теплового баланса теплообменных аппаратов поверхностного и смешивающего типа.

Уравнения тепловых балансов составляют на основе материальных балансов. При этом следует иметь в виду, что часть тепловой энергии сред теряется в окружающую среду. Интенсивность рассеяния тепла зависит от качества теплоизоляции, величины наружной поверхности теплообменника и температуры его стенки. Очевидно, что по ходу нагреваемой среды от одного подогревателя воды к другому растет ее температура и рассеяние тепла нарастает. В справочной литературе рекомендуется достаточно простая оценочная эмпирическая формула для определения коэффициента удержания тепла η для каждого водоподогревателя

η = l – r ·103 , где г - номер подогревателя по ходу нагреваемой воды.

Тогда уравнения теплового баланса можно записать так:

Для смешивающего подогревателя: η∙(∑Gвхjiвхj)=Gвыхiвых

Для поверхностного: η∙(∑Gвхjгiвхjг - Gвыхгiвыхг)=Gвыхнiвыхн - ∑Gвхkнiвхkн

Как следует из рассмотрения уравнений тепловых балансов, каждый поток теплобменивающихся сред должен умножаться на соответствующее значение энтальпии этой среды. По физической сути работы водоподогревателей теплообменивающиеся среды могут выступать в виде воды или в виде пара. Для переохлажденной воды или перегретого пара энтальпия определяется как функция:i = i(p,t). Для насыщенной воды и пара энтальпия определяется как функция:i = i(p) или i = i(t).  Для влажного пара энтальпию можно определить по зависимости: i = i'·(l-x) + i"·х.

Если это поверхностный водоподогреватель, работающий только за счет конденсации греющего пара без переохлаждения конденсата, то энтальпия среды на выходе определяется как энтальпия воды на линии насыщения, т.е.: iвыхг = i'(РВП).

Если же речь идет о поверхностном водоподогревателе с зоной охлаждения дренажа, т.е. с переохлажденной водой на выходе, то ее энтальпия определяется как функция давления и температуры переохлажденной воды.

19. Принцип расчета давления конденсатных и питательных насосов. Построение графика изменения давления на конденсатном и питательном участках КПС.

Для определения давления в каждой точке конденсатно-питательной системы  необходимо  оценить  напоры  (давления)  соответствующих насосов  (конденсатных и питательного),  с учетом гидравлических сопротивлений элементов системы.

Напор каждого насоса определяется разностью давления в точке, куда подается перекачивается жидкость, и давления в точке забора жидкости, гидравлическими сопротивлениями тракта, а также геодезической составляющей - разностью давлений на концевых участках тракта, вызванной разностью высот их расположения. Гидравлические сопротивления конденсатной системы от ГК до Д-7 преодолеваются конденсатными насосами, после Д-7 - питательным насосом.

Конденсатных насосов может быть два: первого подъема (преодолевает гидравлические сопротивления от главного конденсатора до выхода из блочной обессоливающей установки) и второго подъема (преодолевает гидравлические сопротивления участка конденсатного трубопровода, охватывающего все подогреватели низкого давления поверхностного типа). Питательная система для АЭС обычно компонуется по одноподъемной схеме включения питательных насосов в отличие от ТЭС, где давление пара может быть значительно больше и поэтому возможна двухподъемная схема включения насосов. Питательный насос АЭС преодолевает гидравлические сопротивления всех подогревателей высокого давления, питательного трубопровода, питательного регулирующего клапана, парогенератора. Вид зависимостей для определения давлений конденсатных насосов первого и второго подъема РКН1 и РКН2 питательного насоса РПН определяется компоновкой и составом конденсатной и питательной систем. Если в составе конденсатной системы предусмотрено два конденсатных насоса (первого и второго подъема), между которыми нет развязывающего участка со смешивающими подогревателями, то в расчет принимают условную развязывающую точку - точку на входе в КН2. Давление в этой точке можно принять в диапазоне от 0,2...0,3 МПа до 1...1.5 МПа. При этом для КН1 Δргеод составляет 2...3 м, а для КН2 Δргеод = 20...30 м.

График строят в последовательности: давление на входе в насос плюс давление насоса, а затем последовательно вычитают гидравлические сопротивления участков трубопровода и аппаратов .

20.  Энтальпия греющей и нагреваемой среды в теплообменных аппаратах (ТА) поверхностного типа.  Энтальпии теплообменивающихся сред в теплообменном  аппарате смешивающего типа.

Энтальпия греющей среды на входе в ТА поверхностного типа принимается равной энтальпии пара в отборе(т.к. трубопроводы подвода греющей среды имеют качественную теплоизоляцию, то дросселирование среды от точки отбора до её входа в Т.А. можно считать адиабатическим, т.е. дросселирование изоэнтальпийное), но в действительности может быть несколько ниже, т.к. в проточной части турбины - внутрикорпусная сепарация пара, удаляемая влага идет в поток отбираемого пара и т.о. несколько уменьшает его энтальпию. Энтальпия греющей среды на выходе из ТА принимается равной энтальпии конденсата: переохлажденного (i = i(p,t)), если есть ОД, или насыщенного (i = i(p) или i = i(t)), если нет ОД.

Энтальпия нагреваемой среды в ТА поверхностного типа определяется как функция температуры и давления нагреваемой среды на входе и выходе. Температура нагреваемой среды на выходе из подогревателя определяется как температура греющей среды за вычетом температурного напора. Темпер. нагреваемой среды на входе равна температуре на выходе из предыдущего.

Энтальпии входа теплообменивающихся сред в ТА смешивающего типа принимаются равными энтальпиям сред в точках откуда среды поступают в ТА. Энтальпия среды на выходе принимается равной энтальпии воды на линии смешения.

21.   Факторы, учитываемые в величине КПД ЯЭУ брутто. Отличия КПД ЯЭУ брутто и нетто.

В расчете Qяр учтен расход пара на ГТ и на все вспомогательные механизмы и протечки. Если в КПД брутто в числителе (РГ) учитывается полная мощность генератора на его клеммах, то в КПД нетто принимают мощность генератора за вычетом электроэнергии, расходуемой на собственные нужды (ηЯЭУнеттоЯЭУбрутто∙ηСН).


ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ НАСОСЫ ЯЭУ АЭС

22.  Расчетная формула коэффициента быстроходности рабочего  колеса насоса ns. Диапазон значений ns для тихоходных колес центробежных насосов, нормальных колес центробежных насосов, быстроходных колес центробежных насосов, диагональных колес насосов и осевых колес насосов. Влияние на крутизну гидравлической характеристики насоса величины ns.

 Расчетная формула коэффициента быстроходности    ns=20,1∙nцнном∙(Qцнном)0.5/(Рцнном∙10-3)3/4.

где nцнном - номинальная частота вращения рабочего колеса насоса, об/мин; Qцн - номинальная подача насоса, м/с;

Рцн - номинальное давление насоса, Па

Значение ns характеризует конфигурацию рабочего колеса и его тип. Типы рабочих колес динамических лопастных водяных насосов показаны в таблице:

Колеса центробежных насосов

Колеса диагонал

насосов

Колеса осевых

насосов

Тихоходные

Нормальные

Быстроходные

ns=35…80

ns=80…150

ns=150…350

ns=350…500

ns=500…1500

При низких значениях ns гидравлическая характеристика насоса p-Q (или H-Q) пологая, что позволяет подачу такого насоса достаточно экономично регулировать клапаном в системе.

Действительно, как видно из рисунка, при пологой характеристике p-Q с уменьшением подачи насоса за счет частичного прикрытия регулирующего клапана растет незначительно сопротивление системы и давление насоса, поэтому мощность насоса даже несколько уменьшается. В связи с этим для насосов, регулируемых клапаном системы, следует стремиться к малым значениям ns - не выше 100...120. Однако при этом следует помнить, что насосы с малым ns обычно имеют более низкую общую экономичность.

23.  Способы воздействия на величину ns с целью ее уменьшения и увеличения.

Если насос одноступенчатый, т.е. рабочий орган насоса состоит из одного рабочего колеса, зачастую по зависимости  ns=20,1∙nцнном∙(Qцнном)0.5/(Рцнном∙10-3)3/4 получается такое значение ns, которое не укладывается в диапазоны соответствующего типа. Это означает, что насос не может быть выполнен с рабочим органом в виде одного колеса.

Если полученное значение ns очень низкое (например, 20...30 и ниже), то это означает, что рабочее колесо имеет неприемлемые конструктивные параметры: очень большой диаметр, малое междисковое расстояние. Экономичность такого колеса очень низка. Для получения приемлемого значения ns насос выполняют с несколькими последовательно включенными колесами (многоступенчатый насос). Тогда подставляют давление, развиваемое одним колесом, которое в общем случае при равномерной разбивке давления по ступеням составляет ркцн/z, где z- кол-во последовательно включенных ступеней.

В некоторых случаях получают слишком большое значение ns. Тогда за счет установки нескольких параллельно включенных колес (или насосов) уменьшают значение подачи одного колеса QЦH и добиваются снижения ns. Иногда такая задача может быть решена за счет установки рабочего колеса двухстороннего входа, что равноценно установке двух параллельно работающих насосов. Снижения величины ns можно достичь также снижением номинальной частоты вращения.

24. Расчетная формула мощности циркуляционного насоса. Типы насосов, для которых допустимо регулирование подачи клапаном системы. Изменение мощности тихоходного центробежного насоса при уменьшении его подачи за счет прикрытия клапана системы, а также изменение мощности осевого насоса при уменьшении его подачи за счет прикрытия клапана системы.

Мощность насоса (мощность, потребляемая насосом) на номинальном режиме определяется так:

Nцнном=Qцнном∙рцнном/(ηцнном∙103), кВт.  где Qmmu - объемная подача насоса, м3; рцн - давление насоса, Па; ηЦнном - КПД насоса.

Регулирование подачи насоса за счет прикрытия клапана системы допустимо для насосов с малым значением коэффициента быстроходности ns, так как такой насос имеет пологую гидравлическую характеристику, в результате чего при уменьшении подачи насоса незначительно растет сопротивление системы и давление насоса, поэтому его мощность несколько снижается. Поэтому к типам насосов, для которых допустимо регулирование подачи клапаном системы, можно отнести центробежные насосы с тихоходными и нормальными колесами.

Тихоходный центробежный насос при уменьшении его подачи прикрытием клапана системы весьма незначительно увеличивает свое давление, в результате чего мощность насоса несколько снижается.

Осевой насос при уменьшении его подачи прикрытием клапана системы значительно увеличивает свое давление, в результате чего мощность насоса недопустимо возрастает.

25. Выражение для определения мощности, потребляемой электроприводом насоса из сети.

Коэффициент загрузки двигателя при работе насоса на эксплуатационном режиме составляет

 Кз.дв=Nдв / Nдвном

С учетом значительной недогрузки двигателя его КПД  может заметно отличаться от номинального КПД

Если предусмотрен электропривод, то энергопотребление на функционирование насоса определяется:

 РС=NДВ / ηДВ, кВт,  где NДВ - мощность двигателя насоса на режиме, кВт;  ηДВ - КПД двигателя на режиме.

Но т.к.     NДВЗ.ДВNДВном

Тогда выражение для определения мощности, потребляемой из сети, можно записать в форме, широко используемой в практических расчетах:                     РСЗ.ДВNДВном/ ηДВ,  кВт.


МАССОГАБАРИТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ ЯЭУ АЭС

26.  Выражение для определения площади проходного сечения одного выхлопа турбины. Суммарная площадь выхлопа ТА ПТУ К-1000-60/3000 и ТА ПТУ К-1000-60/1500.

Площадь проходного сечения одного выхлопа турбины составляет: Ω=π∙dcpl, м2

где  dср –  средний диаметр выхлопного кольцевого сечения ЦНД, м ; l – длина лопатки последней ступени ЦНД, м.

Для К-1000-60/3000  l =1,2м, dср=3м ,  8 -  количество  выхлопов ЦНД; тогда Ω=11,3 ∙ 8=90,4 м2.

Для К-1000-60/1500 l=1,45 м, dср=4,15 м, 6 – количество выхлопов ЦНД; тогда Ω=18,9 ∙ 6=113,4 м2.  

27. Выражение для  определения скорости истечения пара из последней ступени ЦНД. Допустимые значения скорости.

         c = Gп  υ / (zпотцнд  Ω), м/с

где Gп – суммарный массовый расход пара через последние ступени ЦНД всех цилиндров ТА, кг/с υ- удельный объем пара на выходе из ЦНД, м3/кг Ω-проходное сечение  одного выхлопа  ЦНД, м2; zпотцнд – количество потоков пара на выходе  из ЦНД

с должно быть не выше 250-300 м/с

28.  Компоновка ТА   ПТУ К-1000-60/3000, ТА   ПТУ К-1000-60/1500-2 и ТА ПТУ К-1000-60/1500-1.

ПТУ К-1000-60/3000. Симметричная схема, 1 - ЦВД, 2 – ЦНД . ТА состоит из одного ЦВД и четырех ЦНД. Между ЦВД и ЦНД установлен СПП. Под каждым ЦНД расположен поверхностный ГК с поперечным расположением трубок. По охлаждающей воде конденсатора попарно соединены последовательно.

ПТУ К-1000-60/1500-2. ТА состоит из одного ЦВД и трех ЦНД. Между ЦВД и ЦНД установлен СПП. Под каждым ЦНД расположен поверхностный ГК с поперечным расположением трубок. По охлаждающей воде конденсаторы  соединены параллельно.

ТА ПТУ К-1000-60/1500-1. на рис:  1 - ЦВД, 2 – ЦСД, 3 – ЦНД. ТА состоит из одного ЦВД, одного ЦСД и трех ЦНД. Между ЦВД и ЦСД установлен СПП. По бокам  каждого  ЦНД установлены секции  ГК с продольным расположением трубок. По охлаждающей воде конденсаторы  соединены последовательно. Заметим, что для тихоходной турбины К-1000-60/1500-1 той же мощности, что и для К-1000-60/3000, уменьшение чатоты вращения позволило так увеличить площадь торцевого проходного сечения последней ступени ЦНД, что количество корпусов двухпоточных ЦНД уменьшено с четырех до трех, Но при этом первые ступени ЦНД, где давление пара заметно выше и, следовательно, заметно меньше величина удельного объема пара, скомпонованы в один отдельный общий корпус - ЦСД. Таким образом, и в этом случае в общем валопроводе ТА количество отдельных агрегатов не превышает пяти.

29. Определения температуры охлаждающей воды на выходе из конденсатора.

, 0С;

где   - температура охлаждающей воды на входе в ГК, 0С;

,   - энтальпия рабочего тела на входе и выходе  из ГК, кДж/кг;

- кратность циркуляции ГК; ср – теплоемкость охлаждающей воды,     кДж/(кг*град).

30. Определения количества параллельно включенных трубок конденсатора.

    nтр = 4Gов / ( d2вн wв )

где Gов – расход охлаждающей воды, кг/с;

dвн -  внутренний диаметр трубок ГК, м;

wв –  скорость воды в трубках, м/с;

-  плотность охлаждающей воды.


т

S

1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20959. Національно-культурне піднесення 1920-1930-х рр.. Українська культура в період тоталітаризму 1.42 MB
  Початок 1920-х років було для української культури позбавленим світлих перспектив. Розділ Україні між сусідніми державами гальмував національну інтеграцію, в тому числі і в сфері культури. Культурний потенціал Україні був підірваний руйнівними наслідками громадянської війни, часткової окупацією країни. Військове лихоліття не тільки знищило духовні і матеріальні цінності, а й основного творця культурних цінностей - інтелігенцію.
20960. ПАРОЛЬНИЙ ЗАХИСТ 101 KB
  Текст програми include iostream include fstream include conio.h include string include iomanip include windows.h using namespace std; string decrypt string str { for unsigned int i=0; i str.size; i if str[i]=' ' str[i]=charabsshortstr[i]255; return str; } string encrypt string str { for unsigned int i=0; i str.
20961. Шифрування та дешифрування даних за допомогою алгоритмів перестановки (збивання) 141.09 KB
  У якості інформації використовувати копію файлу з розробленою програмою програма дешифрування інформації повернення початкового вигляду файла; Індивідуальні завдання: Метод €œспутаної шини€ Текст програми: DEFINT IN: DEFSTR S RANDOMIZE 231 CLS: LOCATE 1 1 Lot = 5 s = FOR i=1 TO 64:s=sCHR6525RND:NEXT PRINT s; text : sav = s s = FOR i=1 TO 192: s=sCHR255RND: NEXT 'шифрование FOR i = 0 TO Lot sc=MIDss1I3232 l=2^i:sl= : r= FOR j = 1 TO 32 kg=ASCMIDsc j 1 kl=ASCMIDs j 1...
20962. Шифрування та дешифрування даних за допомогою алгоритмів підстановки (заміна) 69.72 KB
  Програма дешифрування інформації повернення початкового вигляду файла; а також оцінити правильність процедури €œшифрування – дешифрування€ відсутність зміни результату відносно початкового файлу. Підготовка даних полягає в: Введення вихідного тексту; Створення тимчасового текстового файлу файл 1 та занесення в нього вихідного тексту; Створення тимчасового текстового файлу файл 2 для подальшого занесення в нього результатів роботи програми; Введенні або автоматичному виборі ключа; Для режиму дешифрування якщо ключ...
20963. Шифрування та дешифрування даних з використанням режиму шифрування 98.95 KB
  Індивідуальні завдання: алгоритм Counter Mode CTR Текст програми AutoSeededRandomPool prng; SecByteBlock keyAES::DEFAULT_KEYLENGTH; prng.size ; byte ctr[ AES::BLOCKSIZE ]; prng.GenerateBlock ctr sizeofctr ; string plain = CTR Mode Test ; string cipher encoded recovered; try { cout plain text: plain endl; CTR_Mode AES ::Encryption e; e.size ctr ; The StreamTransformationFilter adds padding as required.
20964. Шифрування та дешифрування даних за допомогою алгоритмів гамування 30.38 KB
  Індивідуальні завдання : конгруэнтные генераторы Линейными конгруэнтными генераторами являются генераторы следующей формы: в которых это nый член последовательности а предыдущий член последовательности. Период такого генератора не больше чем m. Если a b и m подобраны правильно то генератор будет генератором с максимальным периодом и его период будет равен m. Например для линейного конгруэнтного генератора b должно быть взаимно простым с m.
20965. Використання алгоритмів шифрування з відкритими ключами 45.99 KB
  Постановка задачі Необхідно розробити і налагодити дві програми: Програма шифрування інформації з використанням визначених алгоритмів. Програма дешифрування інформації повернення початкового вигляду файла; а також оцінити правильність процедури €œшифрування – дешифрування€ відсутність зміни результату відносно початкового файлу.09 funkcja f dla kazdej rundy czynniki pierwsze klucz zakryty p1 4 = 0 q1 4 = 0 p = 19; q = 23; n = pq; M = random n; print Message = M; print Cryptogram = C; C = M^2 n; m1= C ^...
20966. Використання односпрямованих хеш-функцій 170.04 KB
  І КІТ39 Практична робота №26 €œВикористання односпрямованих хешфункцій€ за курсом €œЗахист інформації у комп’ютерних системах та мережах€ Ціль роботи : cтворення програм генерації дайджесту повідомлення за допомогою хешфункцій. Індивідуальні завдання: алгоритм HAVAL HAVAL однонаправленная хешфункция разработанная Yuliang Zheng англ. Для произвольного входного сообщения функция генерирует хешзначение называемое дайджестом сообщения которое может иметь длину 128 160 192 224 или 256 бит. Висновок: за час виконання практичноъ...