Выбор оптимального варианта повышения мощности турбообводом в составе энергоблока ВВЭР-640
Расчет схемы включения дополнительной турбины на обводе ЦВД
В данном разделе приводится расчет тепловой схемы второго контура с учетом вспомогательной турбины на обводе ЦВД. Результаты расчетов для различных схем включения сводятся в таблицы и зависимости, представленные в последующих разделах.
Методика расчета тепловой схемы основана на методе тепловых балансов для основных элементов технологической схемы. Для определения термодинамических характеристик используются уравнения Юзы для воды и водяного пара, реализованные в пакете Mathcad 2000 Pro.
Алгоритм расчета
Используя результаты расчета вспомогательной турбины и данные проекта АЭС с ВВЭР-640 [2] составляется расчетная технологическая схема второго контура энергоблока с учетом подключенной вспомогательной турбины. Схема представлена на рис.1. и записываются исходные данные для расчета.
Рисунок 1. Расчетная тепловая схема ПТУ ВВЭР-640 с дополнительной турбиной на обводе ЦВД.
Давление перед РК основной турбины и в отборе на турбообвод:
Р0 = 6,87 МПа,
Р00 = 6,87 МПа.
Расход пара через голову основной турбины на номинальной мощности:
D0 = 980 кг/с.
Расход пара через обводную турбину:
Dдоп = 25 кг/с.
Давление пара в конденсаторе:
РК = 4,9 кПа.
Температура пара за промперегревателем:
tПП = 250 oC.
Давления в камерах отбора турбины представлены в табл.1.
Таблица 1.Давления в камерах отбора основной турбины.
|
Точка отбора |
Обозначение |
Давление, МПа |
|
За РК основной турбины |
Р0’0 |
6,52 |
|
На ПВД-6 |
Р10 |
3,07 |
|
За первой ступенью С |
Рс10 |
3,01 |
|
На ПВД-5 |
Р20 |
2,08 |
|
К деаэратору |
Р30 |
1,44 |
|
На ПНД-4 |
Р40 |
0,44 |
|
За второй ступенью С |
Рс20 |
0,42 |
|
За ПП на входе в ЦНД |
РПП0 |
0,41 |
|
На ПНД-3 |
Р50 |
0,20 |
|
На ПНД-2 |
Р60 |
0,099 |
|
На ПНД-1 |
Р70 |
0,05 |
|
На выходе ЦНД |
РК0 |
0,0045 |
КПД для ЦВД и ЦНД основной турбины без учета влажности пара:
hЦВД сух. = 0,81;
hЦНД сух. = 0,83.
КПД обводной двухвенечной турбины Кёртиса по данным расчета:
hДОП. = 0,501.
Зная термодинамические параметры в точках технологической схемы необходимо построить процесс расширения пара в основной и обводной турбине. Для этого используются записанные выше исходные данные и hs-диаграмма. Процесс расширения в hs-диаграмме представлен на рис.2.
Далее рассчитываем расход пара через элементы технологической схемы, для чего используется метод последовательных итераций. Суть метода заключается в последовательном вычислении по заданному алгоритму с последующим повторным вычислением с уточненными значениями исходных значений. Обычно пяти-шаговая итерация обеспечивает достаточную степень точности. 
Рисунок 2. Процесс расширения пара в основной и обводной турбине в hs-диаграмме.
Для расчета зададимся начальными значениями искомых величин – доли расходы для номинального режима до (с индексом “0”) и после установки вспомогательной турбины:
|
Элемент схемы |
Без доп. турбины |
С доп. турбиной |
|
Конденсат из ПП (aПП /aПП0 ) |
0,098 |
0,096 |
|
На ПВД-6 (a6 /a60 ) |
0,052 |
0,052 |
|
Конденсат из С1(aС1 /aС10 ) |
0,065 |
0,065 |
|
На ПВД-5 (a5 / a50 ) |
0,027 |
0,028 |
|
К деаэратору (aД /aД0 ) |
0,070 |
0,073 |
|
На ПНД-4 (a4 / a40 ) |
0,029 |
0,028 |
|
Конденсат из С2 (aС2 / aС20 ) |
0,037 |
0,067 |
|
На ПНД-3 (a3 / a30 ) |
0,026 |
0,024 |
|
На ПНД-2 (a2 / a20 ) |
0,017 |
0,016 |
|
На ПНД-1 (a1 / a10 ) |
0,042 |
0,039 |