Сепаратор пароперегреватель

В турбинах АЭС, работающих на насыщенном паре, одной из наиболее важных является проблема уменьшения влагосодержания пара в проточной части турбины. Поступающий в турбину пар уже содержит около 0,3 % влажности и если турбоустановка не будет иметь влагоотделителей, то влажность в последних ступенях турбины может достигнуть 24 %, что приводит к значительному снижению внутреннего к.п.д. турбины и недопустимой эрозии лопаток турбины.

Для снижения конечной влажности пара в тепловой схеме турбины К-500-65/3000 предусмотрена промежуточная сепарация пара с последующим двухступенчатым паровым перегревом отсепарированного пара, осуществляемая вне корпуса турбины в комбинированных аппаратах - сепараторах-пароперегревателях (СПП). Применение промежуточной сепарации и двухступенчатого перегрева пара повышает тепловую экономичность турбины мощностью 500 МВт примерно на 2,3 %.

Для обеспечения надежности работы турбины, в схеме которых предусмотрены сепараторы-пароперегреватели, а также для обеспечения нормальных условий эксплуатации этих аппаратов, должны быть соблюдены следующие условия:

• аппараты в процессе эксплуатации должны быть «сухие», т.е. сепарат влажного пара и конденсат греющего пара должны выводиться из них и накапливаться в промежуточных емкостях. Этим предотвращается возможность заброса воды в турбины или разгона её выпаром сепарата или конденсата в режимах резкого снижения нагрузки, с отключением генератора.

• в промежуточных емкостях должен поддерживаться постоянный уровень сепарата или конденсата, чтобы избежать проскоков пара через работающий аппарат.

• для поддержания процесса теплообмена в пароперегревателях, а также для предотвращения опасной концентрации гремучей смеси должно быть обеспечено удаление из аппарата неконденсирующихся газов, выделяющихся при конденсации греющего пара.

• аппараты должны быть защищены от недопустимого повышения давления в них при аварийных ситуациях.

С турбиной К-500-65/3000 устанавливается четыре СПП (в соответствии с числом выхлопов ЦВД) типа СПП-500-2, которые включены параллельно по перегреваемому и греющему пару. Греющим паром 1-й ступени перегрева служит пар 1-го отбора из ЦВД турбины, а греющим паром 2-й ступени перегрева – острый пар, отбираемый перед стопорными клапанами турбины.

Слив сепарата из всех СПП осуществляется под уровень в общий сепаратосборник (СС). Конденсат греющего пара отводится под уровень в соответствующие конденсатосборники (КС-1, КС-2).

С турбиной К-500-65/3000 устанавливаются СПП двух модификаций, отличающихся друг от друга только расположением внешних присоединением, обусловленных требованиями компоновки турбоустановки.

Назначение и устройство спп.

Промежуточный сепаратор-перегреватель предназначен для осушки (сепарации) и перегрева пара ЦВД турбины.

СПП-500-2 выполнен в виде однокорпусного вертикального аппарата и состоит из сепаратора, расположенного в верхней части, и пароперегревателя, расположенного в нижней части аппарата.

Схема СПП показана на рис.

Сепаратор представляет цилиндрический сварной сосуд высотой 4367мм с наружным диаметром 4170мм.

Основными узлами сепаратора являются:

• корпус, состоящий из обечайки и приваренного к ней верхнего днища. В верхнее днище вварены два патрубка Ду-700, один для отбора пара (4отбор), другой для присоединения предохранительных клапанов. Предохранительные клапаны присоединены к СПП, расположенными в боксе турбоустановки со стороны циркводоводов. Патрубки отбора пара из этих СПП заглушены заглушками с лазом Ду-400. К СПП, расположенным с другой стороны турбоустановки, присоединены трубопроводы отбора пара, а патрубки для присоединения ПК заглушены такими же заглушками с лазом Ду-400. На обечайке корпуса расположены два патрубка Ду-200 для слива сепарата и один патрубок Ду-1200 для подвода влажного пара. Обечайка и верхнее днище изготовлены из стали 12Х18Н9Т

• центральная труба Ду-1200, переходящая в верхней части в выходной патрубок верхнего днища, по которой перегретый пар отводится из СПП.

• Сепарационное устройство, состоящее из 20 унифицированных блоков, расположенных радиально в кольцевом пространстве между обечайкой корпуса и центральной трубой. В сепарационном устройстве отделение влаги осуществляется на поверхности сепарирующих элементов – жалюзи, представляющие собой волнообразные изогнутые листы, расположенные вертикально и набранные в пакеты. Пакеты жалюзи прикрепляются к вертикальным стойкам каркаса. Каждый пакет в нижней своей части имеет корыто, по которому сливающийся в него сепарат отводится к центру аппарата. Каждый унифицированный блок состоит из трех вертикально расположенных пакетов. Для равномерного распределения потока пара по каждому пакету перед ними установлены направляющие лопатки, а за пакетами установлены дырчатые листы. Соседние блоки отделены друг от друга радиально расположенным изогнутым листом, образующим вместе с передним блоком клиновидный сужающийся к низу канал для распределения пара по пакетам, а с задним – такой же канал, но расширяющийся к низу для выхода отсепарированного пара. Все детали сепарационного устройства изготовлены из стали 12Х18Н9Т.

• Цилиндрическая проставка с линзовым компенсатором. Проставка помещается между сепарационным устройством и центральной трубой.