План лекции
Понятие парогенератора
Размещение парогенератора
Основные характеристики ПГ
Основные характеристики ПГ
Требования к ПГ
Классификация ПГ
прямоточные ПГ
ПГ с многократно-принудительной циркуляцией
ПГ с естественной циркуляцией
Классификация ПГ по конструктивному исполнению
Классификация ПГ по конфигурации трубного пучка
Решения по предотвращению температурных напряжений
Теплотехническая схема обобщенного ПГ
Параметры пара, вырабатываемого ПГ АЭС
Влияние параметров пара на экономичность
Влияние параметров пара на экономичность
553.00K
Category: physicsphysics

Парогенераторы АЭС. Характеристики и типы ПГ АЭС. (Тема 2)

1. План лекции

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
План лекции
Понятие парогенератора
Требования к ПГ
Общие характеристики и типы ПГ АЭС
Общие требования к параметрам пара,
вырабатываемого ПГ АЭС

2. Понятие парогенератора

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Понятие парогенератора
ПГ – теплообменное устройство, предназначенное для
получения пара заданных начальных параметров и в заданном
количестве при соблюдении след. требований:
необходимое качество пара,
надежность и безопасность во всех эксплуатационных
режимах,
минимизация затрат (конструкционных и эксплуатационных),
барьер для перехода радиоактивности в пар.
ПГ относится к основному оборудованию АЭС (вместе с
реактором и турбиной)
в ПГ всегда две среды: теплоноситель (греющая среда) и
рабочее тело (нагреваемый поток, изменяет свое агрегатное
состояние)

3. Размещение парогенератора

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Размещение парогенератора

4. Основные характеристики ПГ

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Основные характеристики ПГ
тепловая мощность (МВт),
паропроизводительность (кг/с), (т/ч),
параметры генерируемого пара: давление (МПа) и
температура (°С),
температура питательной воды,
влажность пара (%)
расход теплоносителя (кг/с),
параметры теплоносителя: давление (МПа) и
температура на входе и выходе (°С),
чистота пара (содержание примесей) [мкг-экв/л] ,
КПД (98 – 99%)

5. Основные характеристики ПГ

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Основные характеристики ПГ
Показатель
тепловая мощность, МВт
ПГ ВВЭР
750
ПГ БН-600
490
паропроизводительность, кг/с 408
181
давление пара, МПа
6,28
14,2
температура пара, °С
278,5
505
расход теплоносителя, кг/с
3980
1767
давление теплоносителя, МПа 15,7
0,38
температура
теплоносителя 321/289
вход/выход, °С
520/322
Стоимость 1 ПГ для ВВЭР-1000 – 20 млн. $ (для АЭС «Белене»)
– конец 2012 года

6. Требования к ПГ

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Требования к ПГ
Схема ПГ и его конструкция должны обеспечить необходимую
производительность и заданные параметры пара при любых
режимах работы АЭС
Единичная мощность ПГ должна быть максимально возможной
при заданных условиях
Все элементы ПГ должны обладать безусловной надежностью и
абсолютной безопасностью.
Соединения элементов и деталей ПГ должны обеспечивать
плотность, исключающую возможность перетечек из одного
контура в другой
Конструкция ПГ должна быть простой и компактной, должна
обеспечивать удобство монтажа и эксплуатации, возможность
обнаружения и ликвидации повреждений, возможность полного
опорожнения (дренирования)
Долговечность (до 60 лет)

7. Классификация ПГ

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Классификация ПГ
по виду теплоносителя:
жидкий,
газообразный,
по составу элементов ПГ:
экономайзер,
испаритель,
пароперегреватель,
по способу организации движения рабочего тела в
испарителе:
с естественной циркуляцией,
с многократно-принудительной циркуляцией,
прямоточные
по конструктивному исполнению (тип поверхности ТО)

8. прямоточные ПГ

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
прямоточные ПГ
Однократное
прохождение
рабочего тела
через
поверхность
нагрева
+ простота схемы,
+ небольшая металлоемкость,
- повышенные требования к качеству воды,

9. ПГ с многократно-принудительной циркуляцией

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
ПГ с многократно-принудительной циркуляцией
многократное
прохождение
рабочего тела
через
испарительную
поверхность
нагрева
+ удобство эксплуатации,
+ пониженные требования к качеству воды,
- сложность схемы
- наличие насоса в трудных условиях

10. ПГ с естественной циркуляцией

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
ПГ с естественной циркуляцией
многократное
прохождение
рабочего тела
через
испарительную
поверхность
нагрева
+ удобство эксплуатации,
+ пониженные требования к качеству воды,
- необходимость обеспечения движущего напора,
- сложность схемы

11. Классификация ПГ по конструктивному исполнению

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Классификация ПГ по конструктивному исполнению
по способу омывания теплообменной поверхности
по схеме взаимного движения теплоносителя и рабочего тела:
корпусные,
секционно-модульные;
по способу осуществления сепарации пара:
горизонтальные,
вертикальные;
по компоновке отдельных элементов ПГ:
противоток,
прямоток,
по расположению корпуса:
прямая схема: теплоноситель – в трубках, рабочее тело – в МТП - (ПГ с ВВЭР),
обратная схема: теплоноситель – в МТП, рабочее тело – в трубках – (ПГ с БН);
внутренняя,
внешняя;
по конфигурации трубного пучка
(трубы прямые, U-, V- и S-образные, спиральные, змеевиковые, с прогибом …)

12. Классификация ПГ по конфигурации трубного пучка

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Классификация ПГ по конфигурации трубного пучка
Принципы:
достижение наибольшей компактности,
предотвращение температурных напряжений.
Решения по предотвращению температурных
напряжений:
самокомпенсация трубок (U-образные трубки,
прямые трубки с компенсационным гибом, плоские
и спиральные змеевики),
компенсаторы корпуса (линзовые компенсаторы),
трубки Фильда (обратные элементы),
двойные и плавающие трубные доски

13. Решения по предотвращению температурных напряжений

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Решения по предотвращению температурных напряжений
трубка Фильда (наружные и
внутренние трубки закреплены
только одним концом в разных
трубных решетках и могут
свободно удлиняться)
линзовый компенсатор

14. Теплотехническая схема обобщенного ПГ

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Теплотехническая схема обобщенного ПГ
Эко
t"1
tпв
Исп
ПП
t"1исп
t'1исп
вода
t2s
пар
t2s
t'1
t0
T
t'1
t'1исп
t1
t"1исп
t0
dtмах
d tмин
t2
t"1
tпв
Q
Эко
Исп
ПП

15. Параметры пара, вырабатываемого ПГ АЭС

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Параметры пара, вырабатываемого ПГ АЭС
Параметры пара, генерируемого ПГ АЭС определяются:
параметрами теплоносителя на входе в ПГ,
величиной минимальных температурных напоров между теплоносителем и и
рабочим телом,
теплотехнической схемой ПГ.
При выборе параметров нужно:
стремиться к увеличению начальных параметров пара;
снизить давление и температуру в первом контуре.

16. Влияние параметров пара на экономичность

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Влияние параметров пара на экономичность
С ростом Т0 и Р0 экономичность цикла растет: КПД = (То-Тк)/То
Для перегретого пара рост Т возможен при постоянном Р. И всегда ведет
к росту КПД
Но рост Т ограничивается жаропрочностью материалов (545-555°С)
Для насыщенного пара рост Т связан с ростом Р, но влияние давления на
КПД неоднозначно: (рост до 165 бар)

17. Влияние параметров пара на экономичность

Парогенераторы АЭС
Характеристики и типы ПГ АЭС
Влияние параметров пара на экономичность
Влияние начального давления неоднозначно даже
для перегретого пара. При одной и той же То с
ростом Ро полезный теплоперепад сначала растет,
потом снижается. КПД=На/Q1
С ростом Ро увеличивается конечная влажность
пара и снижается внутренний относительный КПД
yкр =14%
Необходим ввод в схему промежуточной
сепарации и перегрева пара
English     Русский Rules