Система охлаждения конденсатора

1.

2.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ
КОНДЕНСАТОРОВ
Система охлаждения конденсаторов
предназначена для обеспечения охлаждающей водой конденсаторов турбоагрегата, конденсаторов турбины
питательных насосов и теплообменников машинного зала блока, таких как
воздухоохладитель трансформатора,
теплообменники контура охлаждения
водорода, маслоохладители турбин,
маслоохладители уплотнения вала

3.

генератора. Кроме того, система
охлаждения конденсаторов предназначена для подачи рабочей воды на водоструйные эжекторы конденсаторов,
циркуляционной системы и уплотнений
турбины. В технической литературе,
некоторых технических описаниях
оборудования энергоблоков система
охлаждения конденсаторов называется
циркуляционной системой. Система
охлаждения конденсаторов входит в
единую систему технического

4.

водоснабжения блока.
Техническое водоснабжение блока
состоит из следующих систем:
•охлаждения конденсаторов;
•технического водоснабжения
неответственных потребителей;
•технического водоснабжения
ответственных потребителей
(потребители реакторного отделения);
•охлаждения технической воды в
градирнях и брызгальных бассейнах;
•пожаротушения энергоблока.

5.

Система технического водоснабжения
неответственных потребителей
предназначена для подачи охлаждающей воды к следующим потребителям:
•циркуляционным насосам системы
охлаждения конденсаторов (охлаждение
электродвигателей насосов, смазка
подшипников, промывка вращающихся
сеток на всасывающих трубопроводах
насосов);
•маслоохладителям системы
регулирования турбогенератора;

6.

•конденсаторам пароэжекторных
холодильных машин;
•технологическому конденсатору;
•маслоохладителям трансформаторов;
•насосам слива сепарата (охлаждение
маслованн подшипников);
•конденсатным электронасосам I ступени
(охлаждение маслованн подшипников);
•конденсатным электронасосам II
ступени (охлаждение маслованн
подшипников);

7.

•вспомогательным питательным
электронасосам (уплотнения валов и
охлаждение электродвигателей);
•конденсатным насосам ПТН 1, 2
(охлаждение маслованн подшипников);
•конденсатным насосам подогревателей сетевой воды (охлаждение
маслованн подшипников);
•насосам сетевой воды (охлаждение
маслованн подшипников);
•насосам пароэжекторных машин (охлаждения маслованн подшипников);

8.

•насосам охлаждающей воды двигателей
ГЦН;
•теплообменникам промконтура системы
отбора проб.
В состав системы входят:
•два циркуляционных насоса типа
600В-1,6/100-0-1, оперативное
обозначение VB20D01 и VB20D02;
•два фильтра (VB51N01 и VB52N02);
•трубопроводы, арматура;
система защиты, блокировок и КИП.

9.

Основные технические характеристики
насоса типа 600В-1,6/100-0-1
представлены в таблице
№ Наименование технического
п/п параметра
1 Подача насоса
Размер Величи
ность на
2
Напор, создаваемый насосом
м3/ч
м3/с
м
3
Потребляемая мощность
кВт
800
4
Коэффициент полезного
действия
%
87
3600...4680
1,0...1,3
62...54

10.

5
Частота вращения
насоса
6
Количество ступеней
7
Потребляемый ток
приводного
электродвигателя
Напряжение,
подаваемое на
электродвигатель
8
об/мин
600
шт.
1,0
А
100
кВ
6,0

11.

При прочих равных условиях величины
экономичности конденсационной
установки и переохлаждения конденсата
во многом зависят от температуры и
количества охлаждаемой воды, подаваемой на конденсаторы турбоагрегата.
Температура охлаждающей воды конден
саторов на входе в конденсаторы находи
тся в широких пределах: tох.в = 2...15 °С
зимой и tох.в= 15...33°С — летом. Как
правило, двухходовые конденсаторы
АЭС проектируются на температуру

12.

охлаждающей воды tох.в = 22°С, а
одноходовые конденсаторы — на
tох.в =15°С для номинальной мощности
блока. Следовательно, если уменьшается температура охлаждающей воды конденсаторов и если при этом не снижается ее количество, то это неизбежно не
только уменьшает КПД установки, но и
ведет к переохлаждению конденсата и,
как следствие, к увеличению растворимости коррозионно-агресивных газов в
конденсате.

13.

Количество тепла Q, передаваемое от
конденсирующего пара охлаждающей
воды, можно определить из выражения
Q Gп (iп - iк) кДж/кг
Где Gп – количество конденсирующегося
пара,кг/ч;
iп — энтальпия пара, поступающего в
конденсатор, кДж/кг;
iк — энтальпия конденсата, кДж/кг.

14.

Количество тепла, передаваемого
охлаждающей воде в конденсаторе в
связи с охлаждением воздуха, составляет:
QB =CP.BGB (tB-tпвс) кДж/кг,
(3.22)
где
Ср.в — теплоемкость воздуха, кДж/(кг . град);
GB — количество воздуха, поступающего в
конденсатор, кг/ч;
tпвс , tB — начальная температура воздуха,
поступающего с паром в конденсатор, и температура
удаляемой из конденсатора паровоздушной смеси, °С.

15.

мало по сравнению с количеством тепла
Q, передаваемого воде от конденсирующегося пара.
Количество охлаждающей воды
определяется из выражения:
Q
Gох.в
C p tох.в 2 tох.в1
где Ср — теплоемкость охлаждающей
воды, кДж/кг . град);
р — плотность воды, кг/м3;
tох.в1 , tох.в 2
— начальная и

16.

конечная температуры охлаждающей
воды, °С.
Количество охлаждающей воды, а следовательно и необходимая производительность циркуляционного насоса, обратно
пропорционально нагреву воды в
конденсаторе:
tв tох.в 2 tох.в1
(3.24)
Для обеспечения теплообмена в конденсаторе между температурой насыщения
tн, соответствующей давлению в конден-

17.

саторе рк , и конечной температурой охлаждающей воды должна быть положительная разность , которую в теории
конденсанционных установок принято
называть температурным напором:
t t н tох.в 2
оС.
(3.25)
Из выражений (3.24) и (3.25) можно
получить следующую зависимость:

18.

t н tох.в 2 tв t
оС.
(3.26)
Как правило, для конденсационных установок АЭС величина нагрева воды в конденсаторе ∆tв = 6...10°С, а величина
температурного напора = 3...5 °С.
С учетом предыдущих рассуждений необходимость в переменной производительности циркуляционных насосов охлаждения конденсаторов вполне очевидна.

19.

Производительность, а следовательно и
напор, циркуляционного насоса можно
изменять тремя способами:
•дросселированием охлаждающей воды
на напорной или сливной магистралях
насоса;
•применением турбопривода для насоса;
•установкой на насос приводного электро
двигателя с двумя-тремя обмотками
скорости и устройства для поворота
лопастей насоса.

20.

С точки зрения технико-экономического
решения по изменению расхода охлажда
ющей воды конденсаторов на АЭС устанавливаются двухскоростные электродви
гатели с устройством поворота лопастей
осевого насоса от +2° до —9°.
Производительность и напор циркуляционного осевого насоса зависят от его частоты вращения.
Для охлаждения основных конденсаторов ПТУ АЭС разработана и используется прямоточная схема циркуляционной

21.

воды с сифоном.
Принципиальная
схема сифона представлена на
рис. а. Сифон (от греческого siphon —
трубка, насос) представляет собой изогнутую трубку с коленами разной длины,
по которой перекачивается вода (жидкость) из сосуда с более высоким уровнем
в сосуд с более низким уровнем воды.
Чтобы сифон начал работать, его необхо
димо предварительно заполнить водой.
Действие сифона объясняется тем, что
на объем воды, заполняющей верхнюю

22.

часть сифона (заштриховано), давление
со стороны, где расположен верхний
резервуар, т. е. слева, больше, чем со
стороны, где находится нижний (т. е.
справа). Так, в начальный момент
течения воды давление слева равно,
p0 h1
p
h
0
2
а давление справа
(где γ — удельный вес воды, р0 —
давление на свободную поверхность
воды и h2>h1). Таким образом при течении воды по сифону в верхней его части

23.

устанавливается давление, пониженное
по сравнения с р0. Уменьшение давления
здесь тем больше, чем больше разно-сть
высот h2 — h1 и потеря энергии воды на
преодоление сопротивления трубки. Это
обстоятельство ограничивает разность
высот воды, а следовательно, и действие сифона. При давлении в потоке ниже
некоторого предельного значения
возникает кавитация и происходит разрыв сплошности столба воды.

24.

При перекачивании с помощью сифона
холодной воды, находящейся при атмосферном давлении, предельная разность
высот обычно не превосходит 6...7 м.
На рис. 3.71,б представлена принципиальная схема системы охлаждения конден
сатора с использованием сифона и эпюр
давлений циркуляционной воды в ней.
Напор осевого циркуляционного насоса
р1 полностью расходуется на участке А—
Б на преодоление сопротивлений трубопровода и геометрической высоты 0

25.

В точке Б напор насоса р2 = 0 (т. е. давление р2 в сечении потока равно атмосферному). Выше точки Б начинается зона
разрежения; на выходе из конденса-тора
(точка В) давление воды равно р3,
т. е. ниже атмосферного (для конденсато
ров турбин АЭС р3 = 0,4...0,5 кгс/см2(абс).
Вес столба воды в сливном трубопроводе уравновешивается давлением атмосферы на ее поверхность, в сливном
колодце. Движущей силой в сифонном
участке системы является разность

26.

давлений (разность высот ), действующих на объем воды в трубках конденсатора со стороны напорной камеры и со
стороны сливного трубопровода, и за
счет меньшей плотности воды в сливном
трубопроводе.
При вводе циркуляционной системы конденсатора в работу, когда сифон еще не
действует, напор циркуляционного насоса (выбранный с учетом использования
сифона) может оказаться недостаточным
и потребуется заполнение камер, трубок,

27.

конденсатора и сливного трубопровода
водой путём создания разрежения в
сливном трубопроводе водоструйным
эжектором.
В процессе работы ПТУ в верхней точке
сливного трубопровода (точка В) может
собираться воздух. Для поддержания
нормальной работы сифонного устройства необходимо периодически включать
водоструйный эжектор циркуляционной
системы в работу для удаления этого
воздуха.

28.

В состав системы охлаждения конденсаторов входят следующие элементы (см.
рис. 3.28):
•четыре циркуляционных насоса типа
ОПВ-2-185 ЭГ или
170ДПВ-12/22, оперативное обозначение
VC10D01—VC10D04;
•три центробежных насоса типа
Д 3200-75, оперативное
обозначение VC81D01—VC83D01.
Насосы предназначены для подачи рабочей воды на водоструйные эжекторы;

29.

•система очистки трубок конденсаторов
резиновыми шариками;
•система управления, блокировок,
защиты и КИП;
•трубопроводы и арматура.
Циркуляционный насос ОПВ-2-185ЭГ
предназначен для подачи охлажденной
воды в конденсаторы турбин и другие
теплообменники машзала.
Конструкция насоса в разделе «Насосы»

30.

Система очистки внутренней поверхности охлаждающих трубок резиновыми
шариками предназначена для механической очистки внутренних поверхностей
трубок конденсаторов от загрязнений
взвесями органического и неорганического происхождения, имеющимися в охлаждающей воде.Система работает постоянно с момента ввода циркуляционных
насосов в работу.

31.

В состав системы входят следующие
элементы:
•насос типа Д 320-50, который предназначен для подачи технической воды на
водоструйные эжекторы;
•четыре водоструйных эжектора, которые
предназначены для подачи шариков от
шарикоулавливающего устройства
(конуса), установленного на сливном
трубопроводе конденсатора, в
напорный трубопровод конденсатора;

32.

•четыре конуса для улавливания
шариков и подачи их к эжекторам.
Конусы (в виде штампованной сетки)
устанавливаются на сливных
трубопроводах конденсаторов;
•четыре смотровые трубы;
•трубопроводы и арматура.
Система очистки трубок конденсаторов
резиновыми шариками работает следующим образом. Насос типа Д 320-50
(напор 3,9 кгс/см2, производительность
360 м3/ч) подает техническую воду на

33.

водоструйные эжекторы. Струя рабочей
воды, вытекающей из сопла эжектора,
создает разрежение в его приемной каме
ре и захватывает резиновые шарики,
поступающие во всасывающую камеру
эжектора по подводящему трубопроводу
от шарикоулавливающего конуса и
подает их в напорные трубопроводы
системы охлаждения конденсаторов.
Шарики с потоком охлаждающей воды
проходят по трубкам конденсаторов и,

34.

соприкасаясь с внутренней поверхностью трубок, производят их очистку. Ввод
шариков в цикл осуществляется при отключенной системе, через загрузочную
емкость, находящуюся на трубопроводе
после эжектора шарикоочистки.

35.

36.

Схема циркуляционного водоснабжения АЭС

37.

Схема технического водоснабжения АЭС