Выбор оптимального варианта повышения мощности турбообводом в составе энергоблока ВВЭР-640
DNЦВД = -0,015;
DNЦHД = 0,083;
DNT = 0,046;
NT = 627,6 МВт.
hБР = 35,9 %
DhБР = 0,9 %
В этом случае экономичность и мощность ПТУ значительно возросли: снизились потери в ЦВД за счет более глубокого расширения пара в обводной турбине, возросла её мощность, повысилась мощность установки в целом и КПД брутто установки. При этом прирост КПД брутто установки относительно начального значения вырос на 0,9 %, что позволяет сэкономить значительное количество средств в ходе кампании.
Расчет схемы включения дополнительной турбины на обводе ЧВД
Расчетная тепловая схема представлена на рис.3. Расчет проводится по аналогичному алгоритму, что и для схемы включения вспомогательной турбины на обводе ЦВД. Процесс расширения пара в основной и обводной турбине представлен на рис. 4.
Для данной схемы включения используется одновенечная ступень скорости. Выбор одновенечной ступени обусловлен следующими условиями: конструкция турбины должна иметь меньшие габариты для размещения на обводе ЧВД. Этот вариант ступени скорости имеет больший относительный окружной КПД по сравнению с предыдущим вариантом [3, с.239]. В то же время одновенечные ступени скорости имеют максимальные значения hu при U/C0 около 0,5.
Полученная в результате расчета мощность турбины составляет 4,5 МВт, что меньше мощности двухвенечной ступени. Однако одновенечная турбина дешевле в изготовлении и эксплуатации.
Рисунок 3. Расчетная тепловая схема ПТУ ВВЭР-640 с дополнительной турбиной на обводе ЧВД.
В результате расчетов получены следующие показатели работы ПТУ на номинальном режиме:
DNЦВД = 0,019;
DNЦHД = 0,076;
DNT = 0,057;
NT = 634,4 МВт.
hБР = 35,9 %
DhБР = 0,9 %
Рисунок 4. Процесс расширения пара в основной и обводной турбине в hs-диаграмме.
При данной схеме включения видно, что суммарная мощность ЦВД увеличилась на 1,9 %, а прирост мощности ЦНД составил только 7,6 %, что меньше предыдущего варианта схемы на 0,7 %. Эти изменения являются следствием следующих причин:
1. При включении доп. турбины на обводе ЦВД в точке включения повышается давление пара, что приводит к увеличению перепада энтальпий на ЦНД, и понижению перепада на ЦВД. Как следствие понижается мощность, вырабатываема в ЦВЦ и повышается мощность ЦНД.
2. При включении доп. турбины на обводе ЧВД точка включения находится между ЧВД и ЧСД. Следовательно, повышение давления уменьшает перепад энтальпий на ЧВД и повышает перепад на ЧСД. Суммарное изменение мощности ЧВД и ЧСД дает прирост мощности ЦВД на 1,9 %. В то же время из-за переноса точки включения перепад на ЦНД уменьшается, что уменьшает прирост мощности в этой части турбины, а изменение мощности происходит исключительно за счет увеличения расхода пара.
Анализ вариантов включения обводной турбины
Полученные в результате расчетов значения запишем в сводную таблицу:
Величина |
Турбина на обводе | |
ЦВД |
ЧВД | |
NДОП, МВт | 5,8 | 4,5 |
NЦВД, МВт | 292,6 | 302,8 |
NЦНД, МВт | 329,2 | 327,1 |
NТ, МВт | 627,6 | 634,4 |
D NЦВД, % | -1,5 | 1,9 |
D NЦНД, % | 8,3 | 7,6 |
D NТ, % | 4,6 | 5,7 |
hБР, % | 35,9 | 35,9 |
DhБР, % | 0,9 | 0,9 |