- •Пояснительная записка
- •«Расчёт тепловой схемы паротурбинной установки аэс с реактором бн-1150» .
- •Семёнова е.И.
- •Введение
- •1 Выбор элементов и расчёт тепловой схемы
- •1.1 Выбор конструктивной схемы турбины
- •1.2 Описание принципиальной схемы системы конденсата
- •1.2.1 Конденсационная установка
- •1.2.2 Конденсатные насосы
- •1.2.3 Система конденсатоочистки
- •1.2.4 Эжекторы уплотнения
- •1.2.5 Системы дренажных насосов и охладителей дренажей
- •1.2.6 Регенеративные подогреватели низкого давления
- •1.2.7 Определение количества пнд Средний подогрев в одном пнд составляет . В деаэраторе вода подогревается на .
- •1.2.8 Подогреватели высокого давления
- •1.2.9 Определение количества пвд
- •1.2.10 Требования к конструкции поверхностных регенеративных
- •1.3 Описание деаэратора
- •1.4 Смеситель
- •1.5 Питательная система
- •1.5.1 Питательные насосы
- •1.5.2 Определение напоров конденсатного и питательного насосов
- •1.6 Определение параметров нагреваемой среды
- •1.7 Редукционно-охладительные установки
- •Для атомных станций роу используются, например, для сброса пара из парогенератора в основной конденсатор, минуя турбину, когда:
- •1.8 Параметры греющей среды
- •2 Определение потоков пара и воды в элементах тепловой схемы
- •2.1 Уравнения материального баланса
- •2.2 Уравнения теплового баланса
- •3 Определение расхода пара на турбину
- •3.1 Коэффициенты недовыработки электроэнергии паром отборов
- •3.2 Сравнение суммарной мощности потоков пара с заданной
- •4 Показатели тепловой экономичности
- •4.1 Показатели тепловой экономичности турбоустановки
- •4.2 Расход электроэнергии на привод насосов турбоустановки
- •4.3 Показатели тепловой экономичности аэс
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
|
|
П ОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе Семёнова Елена Игоревна |
|
(фамилия, имя, отчество)
|
|
Факультет ИЯЭиТФ . |
|
Кафедра АТС и МИ .
|
|
Группа 09-АЭ-1 .
|
|
Дата защиты " " 2012 г.
|
|
|
|
|
Индекс 140404.62 |
Ф едеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Р.Е Алексеева
Кафедра «Атомные, тепловые станции и медицинская инженерия»
Заведующий кафедрой
Дмитриев С. М.
__________________ _______________________
(подпись) (фамилия, и. о.)
_______________________
(дата)
Пояснительная записка
К курсовой работе .
(вид документа – проект дипломный, курсовой, исследовательская работа или часть и т.п)
«Расчёт тепловой схемы паротурбинной установки аэс с реактором бн-1150» .
(наименование темы или проекта)
Семёнова е.И.
СТУДЕНТ
____________ ___________________
09-АЭ-1
____________________________________________
(группа или шифр)
Каратушина И.В.
____________ ___________________
(подпись) (фамилия, и.о.)
Работа защищена «___» ______________ 2012 г.
с оценкой _____________________________
г. Н.Новгород, 2012 г.
Задание на курсовую работу
Тип реактора АЭС |
БН |
Мощность Nэл, МВт |
1150 |
Давление в I контуре, Р1 МПа |
0.4 |
Температура выхода из а.з., Т 0С |
580 |
Давление в конденсаторе, Рк МПа |
0.007 |
Давление в деаэраторе, Рд МПа |
0.6 |
Температура пара передтурбиной, Т0 С |
500 |
Давление пара перед турбиной, Р0 МПа |
12 |
Тип турбины |
конденсационная |
у
Кафедра
АТС
и МИ
Введение
Основной особенностью АЭС с реакторами-размножителями, охлаждаемыми жидким металлом, является исключение возможности контакта жидкометаллического теплоносителя с водой, для чего выполняют схему трехконтурной (с жидкометаллическим промежуточным контуром ).
Первый контур предназначается для снятия тепла с реактора и передачи его теплоносителю второго контура. В качестве теплоносителя в первом и втором контурах используется натрий. Все оборудование первого контура размещается в едином прочном корпусе – интегральная компановка.
В активной зоне 370 ТВС и 27 стержней СУЗ ( система управления и защиты реактора ).
Большая химическая активность натрия по отношению к кислороду воздуха обусловила применение инертного газа, исключающего непосредственный контакт расплавленного натрия с воздухом. Все натриевые системы выполняются герметичными, а газовые полости над теплоносителем заполняются осушенным и очищенным от кислорода газом, не взаимодействующим с натрием при рабочих температурах ( аргон, гелий ). Аргон нашел наибольшее применение в реакторах.
Для трехконтурной установки характерно низкое давление в I контуре ( 0,1 МПа), что снижает требования к оборудованию в I контуре. Недостатком трехконтурной установки является большое количество единиц оборудования.
Особенность БН: не имеет съемной герметизирующей крышки. Перегрузка ядерного топлива осуществляется без вскрытия корпуса реактора под защитой инертного газа с помощью дистанционно-управляемых перегрузочных механизмов, установленных на крышке реактора.
Реактор заключен в герметичный стальной корпус, затем в страховочный корпус.
Теплообменник Na-Na устанавливается за радиационной защитой, поэтому Na второго контура практически не радиоактивен.
БН – высокотемпературный источник тепла. КПД АЭС с БН составляет порядка 40-45%. Для сравнения АЭС с РБМК, ВВЭР имеют КПД не более 30%.
К достоинствам установки БН относится способность самопроизвольно ограничивать рост тепловыделений в топливе при нарушении рабочего режима. Любое случайное увеличение мощности реактора или температуры приводит естественным образом к увеличению непроизводительной потери нейтронов, уменьшению интенсивности цепной
реакции деления, а значит к снижению мощности реактора.
В качестве прототипа выбран реактор на быстрых нейтронах БН-600.На рисунке 1. показана принципиальная схема ЯЭУ с реактором БН-600.
1 – реактор; 2 – промежуточный теплообменник натрий-натрий;
3 – ГЦН второго контура;
4 – буферная ёмкость;
5 – промежуточный пароперегреватель;
6 – испаритель;
7 – пароперегреватель;
8 – паротурбинная установка;
9 – конденсатный насос;
10 – конденсатоочистка;
11 – пар из отборов турбины;
12 – регенеративные подогреватели низкого давления;
13 – деаэратор;
14 – питательный насос;
15 – регенеративные подогреватели высокого давления;
16 – пар из отборов трубы;
17 – насос системы расхолаживания;
18 – конденсатный насос;
19 – охладитель;
20 – редукционно-охладительная установка.
Рисунок 1- Принципиальная схема ЯЭУ с реактором БН-600
Расчетная тепловая схема установки представлена в приложении А.
Установка выполнена по трехконтурной схеме. В первом и втором контурах теплоносителем является натрий, а в третьем - вода - пар. Особенность рассматриваемой схемы - интегральная компоновка первого контура, когда все основное оборудование размещено в общем баке под уровнем жидкого натрия. Пространство над уровнем заполнено инертным газом (аргоном) с давлением 0,3-0,4 МПа. Таким образом, бак реактора одновременно является и компенсатором давления.
Нагретый в активной зоне (АЗ) натрий направляется в верхнюю часть промежуточного теплообменника и после охлаждения поступает в нижнюю часть бака. Далее натрий забирается циркуляционным насосом первого контура и подается в активную зону. Насос размещен под уровнем натрия, а электрический привод, как и органы управления реактором, вынесен за крышку бака. В составе первого контура параллельно включены три циркуляционных насоса и шесть промежуточных теплообменников. На выходе каждого насоса установлен обратный клапан. В состав первого контура входят также быстродействующее сбросное устройство, бак с натрием, подпиточный насос, арматура - задвижка и система очищенного инертного газа. Одна из особенностей натрия как теплоносителя - его высокая температура кипения при атмосферном давлении (ТS = 1256 К), поэтому для получения высоких температур в контуре не требуется повышения давления. Температура натрия на входе в активную зону 653 К, а на выходе 823 К. Расход натрия в первом контуре 6700 кг/с. Оборудование первого контура работает в условиях облучения ионизирующими излучениями высокой интенсивности как со стороны активной зоны, так и со стороны теплоносителя.
Второй контур имеет три параллельные петли, каждая из которых включает в себя два промежуточных теплообменника, парогенератор, циркуляционный насос, компенсаторы давления, запорные задвижки, обратные клапаны, сбросные устройства, подпиточный насос, баки натрия , фильтры натрия промежуточного контура. Расход натрия в одной петле второго контура 1920 кг/с. Давление натрия во втором контуре выбрано несколько выше, чем в первом, и составляет в газовой полости компенсаторов давления, заполненной аргоном, ~ 1 МПа, благодаря чему исключается попадание в промежуточный контур радиоактивного натрия при разуплотнении промежуточного теплообменника.
Парогенератор включает в себя испаритель, пароперегреватель и промежуточный пароперегреватель. Причем первичный и промежуточный пароперегреватели по греющей среде включены параллельно и обогреваются натрием второго контура. Температура натрия на входе в ПГ равна 793 К, а на выходе 593 К. Промежуточный перегрев горячим теплоносителем приводит не только к снижению конечной влажности, как при перегреве
острым паром в ранее рассмотренных схемах, но и к существенному повышению КПД цикла. Оборудование второго контура, за исключением парогенератора, работает на нерадиоактивных средах.
Каждая петля второго контура через парогенератор связана с петлей третьего контура. Параметры пара на выходе из парогенератора: 500ºС, давление 12МПа. Благодаря высоким параметрам пара в установке оказалось возможным применить стандартные турбины: одну K-165-130 электрической мощностью 165МВт и две К-500-166-1(2) электрической мощностью 500 МВт каждая.
Перегретый пар из парогенератора поступает в ЦВД турбины, вращающей электрогенератор, расширяется и направляется в промежуточный пароперегреватель, где перегревается до температуры 500ºС. Далее пар поступает в ЦСД и ЦНД, а затем в конденсаторы.
Турбина имеет два отбора в ЦВД, три отбора в ЦСД и три в ЦНД. В схему включены четыре ПНД, и три ПВД , два последовательных конденсатных насоса подают конденсат в деаэратор. Между конденсатными насосами включена конденсатоочистка. Кроме того, в тракт ПНД включены обратные клапаны, запорные задвижки, эжекторы, отсасывающие паровоздушную смесь из конденсаторов, деаэратора и уплотнений. Дренаж из первого эжектора сливается через гидрозатвор, отключаемый задвижкой. Параллельно с главным питательным насосом и ПВД включен питательный насос системы расхолаживания. Помимо турбины пар может быть сброшен через быстродействующую редукционно-охладительную установку РОУ-К в конденсатор или через редукционно-охладительную установку РОУ-Д в отдельный конденсатор. Далее конденсат насосом направляется в деаэратор и бак питательной воды. На трубопроводах установлены обратные клапаны, запорные задвижки и предохранительные клапаны. Рассмотренная схема третьего контура типична для паротурбинных установок, работающих чистым перегретым паром. Особенность парогенератора состоит в том, что в отличие от установок с ВВЭР давление нагреваемой среды значительно превышает давление греющей среды (жидкого натрия).