4.3. Составление материальных и тепловых балансов для части нд (линия ок)

После получения данных для расхода пара в конденсаторы турбины, можно легко определить расходы греющего пара и расходы ОК в линии ЧНД. Это удобно сделать с помощью ручного счета.

ПНД-4 (П4)

h_П4= 2824,24 кДж/кг

t_S,П4= 149,1 °С

h_{сл п4}=h'=f(pп4)= 628,50 кДж/кг

D_IV(h_П4–h_{сл п4})=G'_okΔh_ok4

D_IV=G'_okΔh_ok4/(h_П4–h_{сл п4})

D_IV= 44,3кг/с

ПНД-3 (П3)

h_П3= 2735,91 кДж/кг

t_S,П3= 126,9561203 °С

h_{сл п3}=h'=f(p_п3) = 533,40 кДж/кг

D_V.h_П4+D_{IVhсл п4}–(D_V+D_IV)h_{сл п3}=(G'_ok-D_V-D_IV)Δh_ok3 D_V=G'_okΔh_ok3–D_IV(h_{сл п4}–h_{сл п3}+Δh_ok3)/(h_п3–h_{сл п3}+Δh_ok3)

D_V= 71,5 кг/с

ПНД-2 (П2)

h_П2= 2569,6 кДж/кг

t_S,П2 = 87,0 °С

h_{сл п2} =h' =f(p_п2) = 364,31кДж/кг

D_VI(h_П2 –h_{сл п2})=(G'_ok-D_V-D_IV)Δh_ok2

D_VI=(G'_ok–D_V–D_IV)Δh_ok2/(h_П2–h_{сл п2})

D_VI= 54,7 кг/с

ПНД-1 (П1)

h_П1= 2420,32 кДж/кг

t_S,П1= 55,7 °С

h_{сл п1} = h'= f(p_п1) = 233,06 кДж/кг

D_VIIh_П1+D_VIh_{сл п2}–(D_VI+D_VII)h_{сл п1}=(G'_ok–D_V–D_IV–D_VI–D_VII)Δh_ok1

D_VII=(G'_ok–D_V–D_IV)Δh_ok1–D_VI(h_{сл п2}–h_{сл п1}+Δh_ok1)/(h_п1–h_{сл п1}+Δh_ok1)

D_VII = 32,4 кг/с

Из полученных данных можно определить расход ОК на входе в П1, D_тп, D_0ЦНД.

G_ok=G'_ok–D_VII–D_VI–D_V–D_IV

G_ok= 872,7 кг/с

D_тп= 17,7 кг/с

D_0ЦНД=(D_пс–G_c)–D_ТП= 978,3 кг/с

Сводная таблица параметров пара в отборах турбины с расходами пара в отборах приведена в табл. 4.

Таблица 4.

Сводная таблица параметров пара в отборах турбины и расходы пара в отборах в режиме чн

5. Определение основных показателей блока аэс и ту в режиме чн (внутренняя мощность турбины, мощность ту (нетто), кпд ту, кпд блока, удельный расход теплоты на выработку 1 кВтч).

Определим расходы рабочего тела через элементы тепловой схемы с учетом потерь пара, используя данные табл.4:

Расход пара перед СРК составляет D = 1438,9 кг/c

Протечки пара через уплотнения штоков клапанов турбины

D_прКл= 1,8 кг/c.

Расход пара через СПП: D_ПП2 = 58,1 кг/c

D_ПП1 = 55,6 кг/c

G_с = 116,3 кг/c

Расход пара на выходе из ЦВД: D_пс = 1112,3 кг/c

Расход пара на деаэратор: D_пд = 33,4 кг/c

Протечки пара через уплотнения ЦНД : D_{уплКл-ЦНД} = 2,4 кг/c

Расход пара на входе в ЦНД: D_0ЦНД = 978,3 кг/c

Определим расходы пара через отсеки турбины:

D_отс1 = D–D_ПП2–D_прКл = 1379,0 кг/c

D_отс2 = D_отс1–D_ПП1–D_I= 1246,9 кг/c

D_отс3 = D_отс2–D_II= 1189,5 кг/c

D_отс4 = D_отс3–D_III–G_с–D_тп–D_пд–D_{уплКлЦНД}= 974,1кг/c

D_отс5 = D_отс4–D_IV = 929,8 кг/c

D_отс6 = D_отс5–D_V = 858,3 кг/c

D_отс7 = D_отс6–D_VI = 803,6 кг/c

D_отс8 = D_отс7–D_VII = 771,2 кг/c

Определим теплоперепады в отсеках турбины:

Δh_отс1 = h₀–h_I = 103,4 кДж/кг

Δh_отс2 = h_I–h_I = 66,8 кДж/кг

Δh_отс3 = h_II-h_III = 58,3 кДж/кг

Δh_отс4 = h_ПП2–h_IV = 109,3 кДж/кг

Δh_отс5 = h_IV–h_V = 91,4 кДж/кг

Δh_отс6 = h_V–h_VI = 174,5 кДж/кг

Δh_отс7 = h_VI-h_VII = 146,8 кДж/кг

Δh_отс8 = h_VII–h_k = 148,6 кДж/кг

здесь: h₀ = 2778,0 кДж/кг

h_0-ЦНД = 2944,9 кДж/кг

h_k = 2274,2 кДж/кг

Внутренняя мощность отсека турбины определяется, как D_отсjΔh_отсj.

Внутренняя мощность отсеков равна (в кВт):

1 142592,4473

2 83238,3589

3 69289,52411

4 106507,5787

5 85026,04068

6 149808,6889

7 118001,8133

8 114591,5906

Внутренняя мощность турбины составит:

W_i =Σ(D_отсjΔh_отсj) = 869,1 МВт

Расчетная электрическая мощность турбины (брутто, нетто) составит:

N_э.расч = W_iη_мехη_г= 850,04 МВт

η_мех= 0,99; η_г= 0,988

N_{э нетто} = N_{э бр} – N_сн

N_сн для ТУ с турбоприводом питательных насосов оценивается величиной 3÷4 % от N_{э бр}. Для ТУ с электроприводом питательных насосов к этой величине следует добавить суммарную мощность электроприводов.

N_{э нетто} = 850,040,97 = 824,54 МВт

Полученный результат отличается от задания на величину

δ=|(N_зад–N_э.н)|/N_зад 100 = |(850–824,54)|/850100 = 2,995 %

Допускаемое расхождение составляет величину  0,1 %.

Это означает, что следует выполнить перерасчет тепловой схемы, изменив отношение D₀/D₀₀, в данном случае, в сторону увеличения.

При выполнении расчетов с помощью ЭТ Excel это сделать совершенно не сложно.

Полученное значение величины расхождения копируем в начало расчетов, где записано начальное приближение D₀/D₀₀ . В ячейке, где была запись «начальное приближение значения D₀/D₀₀» , вносим соответствующее изменение. При этом тут же получаем новое расхождение. Таким образом, несколькими изменениями D₀/D₀₀ корректируем результат с целью получения величины расхождения  0,1 %.

Показатели тепловой экономичности ТУ и блока АЭС:

Расход теплоты на производство электроэнергии:

Q_Э=(D₀+D_ПП2)(h₀–h_ПВ)= (1380,8+58,13)(2778,0–941,7) = 2642,31 МВт = 2642,313600 = 9512305,2 МДж/ч

КПД ТУ (брутто)

η_{э_бр}=N_{э_бр} /Q_э= 850,04/2642,31 = 0,3217 = 32,17 % ^*)

КПД ТУ (нетто)

η_{э_нетто}= N_{э_нетто}/ Q_э = 824,54/2642,31 = 0,3121 = 31,21 %^*)

КПД блока АЭС (нетто)

_{АЭС нт}= η_{э_нетто}_р_{тр 1к}_{тр 2к}_пг ,

η_{э_нетто} – КПД ТУ (нетто);

_р – КПД реактора (характеризует потери теплоты реактором в ОС) ;

_{тр 1к}– КПД трубопроводов 1-го контура (характеризует потери теплоты трубопроводом в ОС);

_{тр 2к}– КПД трубопроводов 2-го контура (характеризует потери теплоты трубопроводом 2-го контура в ОС);

_пг– КПД ПГ (характеризует потери теплоты парогенератором в ОС).

_{АЭС нт}= 0,31210,990,9880,9850,985 = 0,29618=29,62 %

Электрическая мощность, отдаваемая в сеть блоком АЭС:

N_{э_бл} = Q_э_{АЭС нт} = 2642,310,29618 = 782 МВт ^*)

^*) – с этой мощностью надо сравнивать заданную мощность (нагрузку), и по ней корректировать расход пара на ТУ и другие показатели.

Например, заданная нагрузка составляет 75 % от номинальной. Тогда по заданию мощность блока должна составлять 750 МВт. Расхождение с заданием составляет

= |N_зад – N_р| / N_зад = (782 – 750)/750 = 0,043= 4,3 %

Допустимое расхождение составляет 0,1 %.

Требуется корректировка D₀ !!!

Удельный расход теплоты на производство 1 кВтч:

q_Э = Q_Э/N_{Э_бл} = 9512305,2 /782 = 12,164 МДж/ кВтч

Вывод

Номинальная электрическая мощность блока АЭС с турбоустановкой ____________составляет ______ МВт.

Заданная величина частичной нагрузки N/N_ном= ____ %.

Для обеспечения заданной мощности при температуре охлаждающей воды на входе в конденсатор ____ С и минимальном температурном напоре между дренажом греющего пара в ПВД и питательной водой на входе в ПВД ___ С, необходимо обеспечить расход пара на входе в ЦВД ______ кг/с, что составляет по отношению к номинальному расходу пара на турбину ____ %.

Сопоставляя полученный результат с заданием, имеем расхождение в значениях ____ %, что меньше допускаемого (0,1 %) .

_{э нт} составляет ___________

_{АЭС нт} составляет ___________

q _{АЭЕ нт} составляет ___________