МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО ЭАЭС

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Эксплуатация атомных электрических станций»

1.Задание. Исходные данные.

Взадании на курсовой проект предлагается выполнить расчет тепловой схемы блока АЭС с реактором ВВЭР и с ТУ заданного типа при заданной нагрузке.

Взадании в качестве исходных данных указаны:

Тип ТУ;

Величина частичной нагрузки (N/Nном);

Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор tов1, в °С; Минимальный температурный напор между питательной водой на входе

ПВД и дренажом конденсата греющего пара – dtдр пвд.

Недостающие для расчетов исходные данные студенты подбирают из Справочников, в которых приводятся заводские данные для ТУ при номинальных нагрузках.

Кафедра рекомендует использовать при выполнении КП по АЭС литературу, список которой приведен в конце Методического указания.

Пример исходных данных по оборудованию, подготовленных для ТУ К-1000-60/1500-2 представлен в табличной форме в Табл. 1 [2, c.307]

1

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

Таблица 1

2

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

3

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

4

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

*) Следует иметь ввиду, что в соответствии с ГОСТ параметры пара, представленные в Справочных данных как острый пар, относятся к состоянию пара перед СРК ТУ.

Для расчета параметров пара в проточной части Т на частичной нагрузке потребуются данные по параметрам пара при номинальной нагрузке.

Эти данные определяют на этапе подготовки исходных данных для расчетов. В справочной литературе [2, табл. 3.6, с.202; 4, табл. П.1, с.173], приведены параметры пара для различных типов, Тв том числе и для влажнопаровых турбин. Вот как это выглядит для турбины-1000К -60/1500-2, например.

5

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

Таблица 2.

Расчет выполняется по упрощенной методике, изложенной в [1, 3, 4]. Об этом подробнее, ниже. Предполагается, что параметры пара перед орга-

нами регулирования турбины не изменяются при изменении нагрузки(регулирование блока осуществляется по законуPII=const), а также неизменными остаются все относительные гидравлические потери в трактах ТУ.

Расход пара на турбину и отборы пара в системе регенерации изменяются по сравнению с номинальным режимом пропорционально нагрузке.

Для расчета тепловой схемы турбоустановки заданного типа необходимо знать параметры в отборах турбины.

6

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

В Справочниках приведены заводские данные, которые в учебных заданиях (КП, КР, задачах, решаемых на практических занятиях и т..)пмогут быть изменены. Они изменяются при работе турбины на частичных нагрузках. Поэтому надо уметь определить все необходимые параметры в узловых точках, которые будут в дальнейшем использованы для построенияh-s диаграммы процесса расширения пара в турбине и для расчета системы регенеративного подогрева основного конденсата (ОК) и питательной воды (ПВ), а также для определения технико-экономических показателей работы турбоустановки и блока.

Один из способов расчета параметров в узловых точках на линии процесса расширения пара в турбине– использование h-s диаграммы воды и водяного пара. Кроме этого способа могут быть использованы Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара[ 5 ], и Программа МЭИWater Steam Pro для расчета термодинамических параметров воды и водяного пара.

На современном этапе обучения h-s диаграммы для воды и водяного пара, несмотря на простоту и наглядность работы с ними, спользуются весьма редко из-за дефицита самих диаграмм и сравнительно не высокой точности определения с их помощью параметров. Хотя в интернете сегодня можно найти эти диаграммы в электронном виде, которые могут быть распечатаны на листе бумаги А1, и быть использованы при выполнении учебных заданий, что придает графическим иллюстрациям наглядность и более высокую точность, чем построение процессов расширения на листе бумаги.

Программа МЭИ Water Steam Pro может быть с успехом использована студентами в процессе обучения при выполнении всех видов заданий. Следует отметить, что этот путь наиболее прост, легок и точен для быстрого получения результата. Но для этого необходимо иметь в личном распоряжении мобильную вычислительную технику, которая может быть использована как в аудитории при решении задач и выполнении различных контрольных заданий, а также и в домашних условиях.

Использование ВТ компьютерных классов, компьютерных клубов и ВТ знакомых менее удобно, хотя и возможно, и дает навык работы с программой и экономию времени.

Сегодня наиболее часто используется для определения термодинамических свойств воды и водяного пара Таблицы[ 5 ]. Это наиболее демократичный способ получения данных, т.к. таблиц достаточно в библиотеке и на кафедре.

7

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

2. Расчет параметров пара в узловых точках тепловой схемы ТУ в режиме частичной нагрузки

Для тех, кто умеет работать с электронными таблицамиEXCEL расчеты Тепловой схемы могут быть выполнены наиболее качественным образом и в более короткий срок.

Перед расчетом тепловой схемы ТУ на частичной нагрузке(после раздела 1) в электронных таблицах Excel в расчетном листе необходимо оставить примерно 12–15 строк для размещения в них данных для окончательной коррекции расчетов.

Эти строки при первом круге расчетов заполняют таким текстом:

«Первое приближение для отношений D0/D00= «сюда вставляете зна-

чение (N/Nном) из задания. В дальнейшем все ссылки на заданную нагрузку

ТУ в процессе расчетов адресуйте на эту ячейку(это важно!)».

Сопоставляя полученный результат с заданием, расхождение в мощностях составляет «в этой ячейке будет ссылка на результат, полученный в конце расчетов, в %».

Если расхождение в мощностях более 0,1 % по сравнению с заданием, то необходимо изменить значение D0/D00 таким образом, чтобы получилась заданная точность определения конечной мощности блока(заданной загрузки).»

В этих же оставленных строчках листа Excel пишется такой текст:

«Общий расход пара на ТУ(D) равен сумме расхода пара на турбину (D0) и пароперегреватель (ПП для двухступенчатых СПП и ПП2 – для трехступенчатых СПП) – Dпп.

Расход пара на пароперегреватель нам будет известен после расчета СПП. Поэтому на предварительном этапе, при определении Gпв можно увеличить D0 на 5–10 % с последующим уточнением после расчета СПП. Первое приближение Dпп2= 0,1*D0. После решения системы уравнений и определения всех расходов пара и ПВ в узловых точках схемы эти коэффициенты изменятся, и станут такими, какими они должны быть для данной конкретной Тепловой схемы с конкретными значениями гидравлических потерь в схеме и температурных напоров в теплообменниках.

8

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

Сопоставляя первоначальное значение Dпп2 со значением, полученным из расчета расходов при частичной нагрузке, расхождение составляет, – (здесь будет значение расхождения в%%, рассчитанное в конце расчетов)»

2.1.Расчет параметров пара в камерах отборов ЦВД

Давление пара перед первой ступенью турбины, с учетом потерь давления в паровпускных устройствах турбины определяются по соотношению:

P00 = Pск × (1 - DPпву ),

(1)

где РСК, DРПВУ – давление пара после регулирующего клапана(РК), либо перед стопорным клапаном (СК) турбины, потери давления в подводящих паропроводах и паровпускных устройствах, соответственно, в относительных единицах (2 ¸ 4 %).

Давление пара перед первой ступенью ЦВД при частичной нагрузке определяется по формуле [ 1 ]:

P

= P

×

D0

×

x0

(pv")0

» P

×

D0

,

(2)

(pv")00

0

00

D00 x00

00

D00

Здесь Р0 – давление пара перед первой ступенью турбины при частичной нагрузке; D0/D00 » N0/N00 – отношение расходов пара на входе в турбину, это первое приближение, которое будет уточнено в конце расчета; х00 и х0 – влажность пара перед первой ступенью турбины(Т) при номинальной и частичной нагрузках, соответственно.

Параметры пара Р определяются по (1), если известно давление перед

00

СК, в противном случае – по давлению пара на выходе из ПГ с учетом потерь давления на тракте от ПГ до Т (см. Табл.1).

Недостающие для расчетов параметры пара здесь и далее определяются по Таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара или с помощью калькулятора Water Steam Pro по паре известных параметров (аргументов). Для сходимости результатов расчетов, выполненных Вами, с расчетами на других ПК, рекомендуем использовать Water Steam Pro 6.0.

9

Методические указания к выполнению расчетной части КП по ЭАЭС (редакция 2013)

В исходной точке (перед первой ступенью Т) при номинальной нагрузке

аргументами являются Р00	и х00. По ним определяют S00, v00, h00. При этом
следует иметь ввиду, что	h00= h0 (процесс дросселирования). Параметры с

индексом «0», входящие в (2) нам пока не известны.

По формуле (2) определяем первое приближение Р0 (P0» P00×D0/D00). По Р0

и h – определяются недостающие параметры х, S , и v . С их помощью по

0 0 0 0

(2) определяем второе приближение Р0.

На втором шаге определяются параметры 0х, S0, и v0 по h0 и Р0 второго приюдижения

После этого проверяют, насколько первое приближение совпадает с расчетом по более точному выражению (2).

Степень расхождения второго и первого приближения (двух рассматриваемых приближений) определяют по формуле (3).

d =| (Р0 пр - Р0 ут ) | / Р0 пр

(3)

Если d ≤ 0,001, то пересчет можно не проводить, а в дальнейших расчетах принимать Р0=Р0 ут (уточненное значение). Если d > 0,001, то расчет следует повторить с более точными значениями параметров 0х, S0, и v0 по формуле (2), до тех пор, пока не будет выполняться требование d ≤ 0,001. В некоторых случаях для достижения требуемой точности следует выполнить от3 до 5 итераций.

При расчетах в Excel для ускорения расчетов по длинным и сложным зависимостям, а также по формулам, которые требуют итеративные расчеты, кафедра подготовила набор макросов, заметно облегчающих эти расчеты. Но ими могут продуктивно пользоваться только студенты, владеющие расчетами с помощью ЭТ Excel. Для остальных студентов остается только путь

последовательных приближений к заданной точности по формуле (3).

Так, например, для уточнения давления перед первой ступенью ЦВД(Р0) можно воспользоваться таким макросом, построенном на основе (2):

p0(p00, N/Nном, h00,δ)

(4)

Здесь:

10