- •I. Общие вопросы тэс и аэс
- •1. Каковы основные требования к работе тепловых и атомных электростанций?
- •2. Какие электрические и тепловые нагрузки могут покрываться тепловыми и атомными электростанциями? Какие существуют графики электрических и тепловых нагрузок?
- •3. Какие существуют показатели режимов производства и потребления электрической и тепловой энергии?
- •4. Каковы возможность и целесообразность аккумулирования электрической и тепловой энергии?
- •5. Какие существуют тепловые электростанции по виду используемой первичной природной энергии и по типу двигателя?
- •6. Как классифицируются тэс по виду опускаемой энергии и по установленной электрической мощности? Что такое грэс? к какому типу электростанций по виду отпускаемой энергии относятся аэс?
- •7. Как классифицируются электростанции по степени загрузки? к какому типу электростанций по этому признаку относятся грэс, тэц, аэс, гэс?
- •8. Как классифицируются тэс по начальным параметрам водяного пара? к какому типу электростанций по этому признаку могут относиться грэс, тэц, аэс?
- •9. Чем отличаются блочные и неблочные (с поперечными связями) тепловые схемы тэс? Каковы их достоинства и недостатки? Как выбирается структура тепловой схемы электростанции?
- •II. Технологическая схема электростанции
- •10. Что такое технологическая схема тэс? Что включает в себя технологическая схема пылеугольной тэс? Какое оборудование тэс и аэс считается основным, а какое вспомогательным?
- •11. Как происходит процесс преобразования энергии на тэс, работающей на органическом топливе?
- •12. Как осуществляется подготовка топлива на электростанциях, работающих на угле, мазуте, природном газе, и на аэс?
- •13. Каково назначение дутьевого вентилятора, регенеративного воздухоподогревателя, дымососа, золоуловителя, дымовой трубы? Как производится золошлакоудаление на пылеугольной тэс?
- •III. Показатели тепловой экономичности
- •14. Какие потери энергии учитывает термический кпд цикла рабочего тела? Каковы основные способы повышения термического кпд цикла?
- •16. Какие потери энергии учитывает кпд тепловой электростанции в целом? Чем отличаются кпд станции брутто и нетто?
- •17. Что такое условное топливо? Введите понятия: удельный расход пара на турбину, удельный расход теплоты на турбоустановку, удельный расход условного топлива электростанции.
- •IV. Выбор начальных и конечных параметров пара
- •19. Как выбираются начальные параметры пара на тэс, чем они ограничены? Что такое равнопрочные начальные параметры пара? Каковы начальные параметры пара в отечественной теплоэнергетике?
- •21. Какие факторы влияют на выбор конечных параметров пара? Что такое кратность охлаждения в конденсаторе? Каково конечное давление пара на тэс и аэс?
- •22. Какие существуют способы расширения действующих электростанций турбоустановками высоких параметров? Каковы достоинства и недостатки этих способов?
- •V. Промежуточный перегрев пара
- •23. Каково назначение промежуточного перегрева пара? Как он осуществляется на тэс и аэс? Сравните эффективность промперегрева на кэс и тэц.
- •24. Как выбирается количество ступеней и давление промперегрева? Почему давление промперегрева на тэц желательно иметь выше, чем на кэс?
- •VI. Регенеративный подогрев питательной воды
- •25. Каково назначение системы регенеративного подогрева питательной воды? Как выбирается количество ступеней подогрева?
- •26. Как распределяется суммарный подогрев между ступенями? Как определяется оптимальная температура питательной воды парогенератора?
- •27. Каковы достоинства и недостатки регенеративных подогревателей смешивающего и поверхностного типов? Как определяется расход отборного пара в них и оптимальная величина недогрева?
- •28. Что такое коэффициент недовыработки мощности паром отбора? Как определяется расход свежего пара на турбоустановку с регенеративным подогревом питательной воды?
- •29. Каково влияние регенеративного подогрева на конечную влажность пара? Как влияет промперегрев пара на эффективность регенерации? Сравните эффективность регенерации на кэс и тэц.
- •30. Какие бывают схемы вывода дренажей регенеративных подогревателей? Каково назначение охладителей дренажа и пароохладителей?
- •VII. Восполнение потерь пара и конденсата
- •32. Какие внутристанционные и внешние потери пара и конденсата имеют место на тэс и аэс? Сравните потери рабочего тела на кэс и тэц.
- •33. Какие существуют методы подготовки добавочной воды? Каковы назначение и принцип действия расширителей, испарителей и паропреобразователей?
- •VIII. Конденсационные установки
- •34. Каковы назначение и состав конденсационной установки? Как выбираются конденсатные насосы?
- •35. Каковы назначение и принцип действия эжектора? Почему на тэс и аэс предусматриваются пусковые эжекторы наряду с основными?
- •IX. Системы технического водоснабжения
- •36. Каковы назначение и структура системы технического водоснабжения? Для каких целей используется техническая вода на тэс и аэс?
- •X. Деаэрационно-питательные установки
- •38. Каково назначение деаэрации на тэс и аэс? Опишите пути поступления газов в пароводяной контур. Каково воздействие растворенных в воде газов на работоспособность оборудования?
- •39. Какие существуют способы деаэрации воды? Каков принцип действия деаэраторов тэс и аэс?
- •40. Приведите классификацию деаэраторов. Каковы условия применимости бездеаэраторных схем?
- •41. Каково назначение питательной установки? Зачем устанавливается бустерный насос? Каковы возможные схемы включения питательных насосов?
- •XI. Отпуск тепловой энергии внешним потребителям
- •43. Как определяется присоединенная тепловая нагрузка электростанции? Приведите классификацию систем теплоснабжения.
- •44. Каковы назначение и состав сетевой подогревательной установки? Какие параметры прямой и обратной сетевой воды могут иметь системы теплоснабжения?
- •XII. Трубопроводы и арматура
- •XIII. Энергетические характеристики оборудования
- •47. Что такое паровая и тепловая характеристика турбоустановки? Какими энергетическими потерями обусловлен расход пара на холостой ход турбины, что такое коэффициент холостого хода?
- •48. Введите следующие понятия: номинальная, нормальная, располагаемая, рабочая, максимальная мощность агрегата. Почему номинальная мощность, как правило, превосходит располагаемую и нормальную?
- •49. Для чего строятся диаграммы режимов турбоустановок? Как ими пользоваться? Что такое конденсационный хвост турбины, зачем нужен вентиляционный пропуск пара в конденсатор?
- •XIV. Выбор мощности электростанций и энергоблоков
- •50. Как выбирается мощность электростанции в целом и мощность отдельных турбоагрегатов? Чем ограничена максимальная мощность тэс и аэс?
- •51. Что представляют собой скрытый и явный резерв мощности? Что такое станционная, электросетевая, теплосетевая, системная авария? Как оценивается надежность оборудования?
- •XV. Выбор места строительства тэс и аэс
- •52. Каковы основные требования к месту строительства электростанции? Каковы особенности выбора места строительства аэс? Что такое роза ветров в районе размещения станции?
- •53. Какие изыскания проводятся при определении возможных площадок строительства тэс и аэс? Как принимается окончательное решение о выборе места строительства электростанции?
- •XVI. Генеральный план электростанции
- •54. Что такое генеральный план электростанции? Что показывается на генеральном плане?
- •55. Каков порядок составления генерального плана тэс и аэс? Каковы основные требования к генеральному плану?
- •56. Какие количественные показатели характеризуют совершенство генерального плана? Каковы особенности генерального плана тэц? Каковы особенности генерального плана аэс?
- •XVII. Компоновка главного здания тэс и аэс
- •58. Как решается вопрос о продольном или поперечном расположении турбин в машинном зале? Каковы достоинства и недостатки бокового и подвального расположения конденсаторов турбин?
- •XVIII. Тепловые схемы электростанций
- •59. Чем отличаются принципиальные и развернутые тепловые схемы, что на них показывается? Какова цель расчета принципиальной тепловой схемы турбоустановки?
- •60. Какие условные обозначения используются на тепловых схемах тэс и аэс?
- •Условные обозначения на тепловых схемах [7]
- •Перечень сокращений
- •Литература
44. Каковы назначение и состав сетевой подогревательной установки? Какие параметры прямой и обратной сетевой воды могут иметь системы теплоснабжения?
На рис. 29 приведена общая схема сетевой подогревательной установки, предназначенной для отпуска тепловой энергии в теплосеть.
Показанный на этом рисунке теплофикационный пучок конденсатора (ТК) предназначен для предварительного подогрева сетевой воды. Он может использоваться, когда температура в обратной магистрали не превышает
Рис. 29. Общая схема сетевой подогревательной установки (СН – сетевой насос)
60 оС, а это бывает значительную часть отопительного сезона. ТК имеет свою независимую водяную камеру и отсос паровоздушной смеси эжекторами. Работа теплофикационного пучка несколько ухудшает вакуум в конденсаторе, зато снижается доля теплоты конденсирующегося пара, теряемая в окружающую среду.
НС и ВС – это нижняя и верхняя ступени сетевого подогревателя (СП). Деление СП на несколько ступеней позволяет регулировать отпуск теплоты исходя из температуры наружного воздуха и потребности в тепловой энергии.
Сетевые подогреватели бывают вертикальными или горизонтальными в зависимости от компоновки машинного зала и других условий. Теплообменная поверхность СП изготавливается из латуни, имеющей высокую теплопроводность и сравнительно небольшую скорость общей коррозии.
В наиболее холодное время года включаются в работу пиковые водогрейные котлы (ПВК). Это делается с целью сохранения объема выработки электроэнергии теплофикационными турбинами.
Обычно теплосети имеют параметры 130/70 оС или 150/70 оС (в числителе температура прямой, а в знаменателе – обратной сетевой воды). Более высокая температура в прямой магистрали характерна для сетей, имеющих большую протяженность и/или обслуживающих крупных потребителей.
XII. Трубопроводы и арматура
45. Каковы назначение и классификация трубопроводов? Какие конструкционные материалы применяются для их изготовления? Как компенсируются температурные расширения трубопроводов, каковы правила их установки?
Трубопроводы соединяют основное и вспомогательное оборудование электростанции в соответствии с технологической схемой и обеспечивают транспортировку рабочего тела, топлива, масла, воздуха и др.
Трубопроводы делятся на главные и вспомогательные.
Главными считаются паропроводы от парогенерирующей установки к турбине (включая линии промперегрева пара), трубопроводы основного конденсата и питательной воды, а на двухконтурной АЭС еще и трубопроводы циркуляции теплоносителя первого контура.
К вспомогательным относятся остальные трубопроводы, например, дренажные, подпиточной воды и др.
Для изготовления трубопроводов могут применяться следующие конструкционные материалы:
- углеродистые стали (например, сталь 10) - при температурах рабочего тела до 450 оС и небольших диаметрах труб;
- перлитные стали, легированные хромом, молибденом, ванадием (например, 15Х1М1Ф) - при температурах от 450 до 570 оС (а при больших диаметрах – до 450 оС);
- аустенитные нержавеющие стали (например, 0Х18Н10Т) – для реакторного контура АЭС.
Для компенсации температурных расширений трубопроводов могут предусматриваться П-образные участки (фактически обеспечивающие самокомпенсацию), подвижные опоры. Разрабатываются специальные режимы прогрева труб большого диаметра.
Рассмотрим основные правила установки трубопроводов.
Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и уменьшения потерь теплоты в окружающую среду предусматривается тепловая изоляция труб, обеспечивающая температуру на поверхности изолирующего материала не более 45-48 оС.
Трубопроводы имеют окраску в соответствии со своим назначением, например, красного цвета для линий отборного пара.
Практически все трубы являются бесшовными и только при больших диаметрах сварными.
Соединения трубопроводов, как правило, выполняются сварными, за исключением мест присоединения к арматуре, где используются фланцевые соединения. Применение резьбовых соединений возможно при низких параметрах рабочего тела и малых диаметрах.
При установке трубопроводов нужно обеспечить их полную дренируемость во избежание стояночной коррозии. В верхних точках предусматриваются воздушники.
46. Каковы классификация по назначению и правила установки арматуры на ТЭС и АЭС? Каковы назначение и принцип действия РОУ, в каких случаях могут применяться БРОУ? Где обязательна установка обратных клапанов, как обеспечивается надежность срабатывания предохранительных клапанов?
Арматура трубопроводов предназначена для включения или отключения потоков, для регулирования расхода, давления или температуры потока.
В соответствии с этим арматура подразделяется на следующие основные виды:
- запорная (включение и отключение потока);
- регулирующая (изменение или поддержание необходимых значений давления, температуры или расхода);
- предохранительная (предотвращение чрезмерного повышения давления, недопущение изменения направления потока);
- контрольная (например, указатели уровня).
К арматуре относятся также конденсатоотводчики, предназначенные для автоматического отвода конденсата.
Арматура может быть самодействующей (например, обратные и предохранительные клапаны) или приводной (например, вентили и задвижки) - с электрическим, гидравлическим, пневматическим, ручным приводом.
Условные обозначения наиболее часто используемых видов арматуры приведены в Приложении 1.
К основным правилам установки арматуры можно отнести следующие:
- арматура вваривается в соответствующие участки трубопроводов до их монтажа;
- предусматривается съемная теплоизоляция арматуры для возможности регулярных осмотров, ремонтов, регулировки;
- не допускается использование арматуры не по прямому назначению; например, применение запорной арматуры в качестве регулирующей может привести к ее повышенному износу и невозможности впоследствии выполнения своих прямых функций.
Редукционно-охладительные установки (РОУ) предназначены для снижения давления и температуры рабочего тела. Уменьшение давления пара достигается его дросселированием, а снижение температуры – впрыском в пар небольшого количества воды.
Бывают также быстродействующие редукционно-охладительные установки (БРОУ), которые включаются значительно быстрее, чем РОУ. БРОУ необходимы, например, для сброса свежего пара в конденсатор при аварийном останове турбины.
Обратные клапаны обеспечивают недопущение изменения направления потока. Их установка обязательна на всех питательных магистралях (в частности, перед парогенератором, реактором), перед насосами, на линиях отборного пара из турбины.
Рассмотрим конкретный пример. Давление нагреваемого конденсата в трубках первых по ходу ПНД существенно выше давления отборного пара в межтрубном пространстве, поэтому повреждение теплообменной поверхности регенеративных подогревателей может привести к забросу воды в турбину. Для безусловного исключения такой опасной ситуации целесообразно устанавливать последовательно не менее двух обратных клапанов на линии отбора пара из турбины в подогреватель.
Предохранительные клапаны предотвращают чрезмерное повышение давления путем выпуска части рабочего тела из агрегата или контура. Надежность срабатывания при этом обеспечивается за счет параллельного включения не менее чем двух предохранительных клапанов.