Энергетическая установка

Союз СоветскикСощиалистическинРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АйТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 96115(51)М. Кл. Г 01 К 3/14 3 ЬеударетеошыЯ квинтет СССР ао данам нзабрвтеннЯ н отнрцтнйА.С. Созаев, А.Е. Власов, Г.И. Кузьмин, А.Я. Левин,Н.Г, Лукьянова, В.Н. Рузанков и В.Я. ШнеерВсесоюзный дважды ордена Трудового Красного наменитеплотехнический научно-исследовательский инстмдутим. Ф.Э. Дэержинского и Рижское отделение Всесоюзнойт.государственного ордена Ленина и ордена ОктябрьскойРеволюции проектного института "Теплоэлектропроект"(54) ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1Изобретение относится к теплоэнергетике, преимущественно, к ядерным энергетическим установкам электрических станций с тепловыми аккумуляторами.Сооружение таких установок необхо-димо для обеспечения маневренности электрической станции путем создания в период минимума электрической нагрузки, например, во время ночного провала графика, запаса питательной воды в тепловом аккумуляторе, Неравномерность графика электрической нагрузки требует снижения электрической мощности особенно в часы ночного провала нагрузки. Атомные электростанции (АЭС) имеют сравнительно низкую топливную составляющую стоимости отпускаемой электроэнергии и отличаются большими капитальными затратами в 2 о расчете на 1 кВт установленной мощности, Поэтому использование аккумулирования энергии на АЭС представляется особенно экономически эффективным. С 2другой стороны, если стоимость аккумулирующей установки в расчете накВт получаемой мощности меньше стоимости установленного кВт собственноАЭС, строительство аккумуляторов наАЭС является экономически эффективным способом увеличения мощностейэлектростанций,В этих условиях увеличение энергоемкости установок с аккумуляторами иснижение их стоимости приобретает особенно важное значение.Известны энергетические установки,содержащие, по меньшей мере, один паротурбинный контур с регенеративнымиподогревателями и аккумулятором питательной воды, подключенными по линииподачи холодного конденсата через насос к конденсатному баку, а аккумулятор соединен с парогенератором трактом подачи питательной воды е включенным в него питательным насосом.Принцип такой маневренной энергетической установки заключается в сл3 9761 дующем. Во время зарядки увеличивается расход пара иэ регенеративных отборов турбины, тепло которого используют для подогрева конденсата, закачиваемого в аккумулятор. В этот период снижается электрическая мощность турбины. Конденсат, эакачиваемый в аккумулятор, отбирается, например, иэ бака холодного конденсата, прокачивается через регенеративные теплообмен ники и при температуре питательной воды в парогенераторе запасается в аккумуляторе. При разрядке горячую воду из аккумулятора питательным насосом подают в парогенератор. Зто при- д водит к снижению расхода пара через отборы турбины и к увеличению ее электрической мощности 1 Х К недостаткам таких установок относятся сравнительно низкая энергоемкость аккумулятора, так как вода внем запасается при температуре, меньшей, чем температура насыщения в парогенераторе-, и, следовательно, имеетменьшее теплосодержание. Кроме того,питательный насос для подачи питательной воды иэ аккумулятора в парогенератор работает в тяжелых условиях. Делов том, что запасенная в верхней частиаккумулятора вода находится в состоянии насыщения и при недостаточной высоте подпора перед всасывающим патрубком насоса возникают кавитационные явления, которые препятствуют нормальной работе и могут привести к разрушению его проточной части. Сальникинасоса работают при высоких температурах и давлениях, что также снижаетнадежность эксплуатации энергетичес- .кой установки, Сравнительно низкая40энергоемкость требует заполнения аккумулятора большим объемом конденсата,что связано с увеличением габаритовустановки,Целью изобретения является повыше 4ние энергоемкости и надежности.Для достижения цели установка снабжена смесителем, установленным в тракте питательной воды перед питательнымнасосом и соединенным дополнительнымтрубопроводом с напорным участком линии подачи холодного конденсата.Установка может быть снабжена поверхностным теплообменником, включенным по нагреваемой среде в тракт по- Идачи питательной воды за питательнымнасосом, а по греющей среде - междуаккумулятором и смесителем. 15 4Теплообменник может быть размещен внутри аккумулятора.Питательный насос при этом может быть выполнен водоструйным, активное сопло которого подключено к линии холодного конденсата.На фиг. 1 изображена общая схема энергетической установки; на фиг, 2 вариант схемы с включением поверхностного теплообменника; на фиг. 3 - то же, с водоструйным питательным насосом; на фиг. 4 - то же, с поверхностным теплообменником, размещенным внут"ри аккумулятора.Энергетическая установка содержит паротурбинный контур, включающий последовательно соединенные по рабочемутеплоносителю парогенератор 1, паропровод 2 острого пара, паровую турбину 3, конденсатор 4, конденсатный насос 5 и регенеративные подогреватели 6, подключенные трубопроводом 7 к парогенератору и трубопроводом 8 к аккумулятору 9 питательной воды, подключенному так же, как и подогреватели 6 линии 10 подачи холодного конденсата через насос 11 к конденсатному баку 12, а с парогенератором 1 аккумулятор 9 соединен трактом 13 подачи питательной воды, в который включен питательный насос 14.Перед питательным насосом 14 в тракт 13 подачи питательной воды включен смеситель 15, соединенный дополнительным трубопроводом 16 с напорнымучастком 17 линии подачи холодного конденсата после насоса 11. Трубопровод 18 соединяет конденсатор 4 и бак 12 холодного конденсата, минуя насос 11, В дополнительный трубопровод 16 включен регулирующий орган 19. Аккумулятор 9 сообщен линией 20 с паропроводом 2 острого пара.Установка может быть снабжена поверхностным теплообменником 21, включенным по нагреваемой среде в тракт 13 подачи питательной воды за питательным насосом 14, а по греющей - между аккумулятором 9 и смесителем 15.Теплообменник 21 может быть размещен внутри аккумулятора 9. Питательный насос 14 может быть выполнен водоструйным (фиг. 3) Тракт 3 питательной воды снабжен запорной арматурой 22 и 23, включенной соответственно во всасывающем (до смесителя 15) и напорном участках, Последний трубопроводом 24 с арматурой 25 сообщен с аккумулятором 9Изобретение позволяет снизить температуру питательной воды, поступающей в насос, что снижает стоимость и повышает надежность работы энергетической установки и ее маневренность. формула изобретения 1. Энергетическая установка, содержащая по меньшей мере один паротурбин" ный контур с регенеративными подогреВ 9761Работа установки осуществляется следующим образом,В режиме зарядки аккумулятора 9 холодный конденсат из конденсатного бака 12 насосом 11 по линии 10 поступа- ф ет к регенеративным подогревателям 6. Увеличение расхода конденсата в подогревателях 6 приводит к увеличенному расходу пара вотборы и снижению мощности турбины. В парогенератор 1 при 1 ф этом поступает номинальный расход конденсата, а избыточная часть конденсата по трубопроводу 8 сливается в аккумулятор 9. Тракт 13 подачи питатель)ной воды в этом режиме перекрыт арма Зтурой 22 и 23. Для увеличения степени разгрузки установки часть холодного конденсата из бака 12 можно подавать по трубопроводу 24 в аккумулятор 9. При перекрытом трубопроводе 10 весь 20 холодный конденсат, минуя систему регенеративных подогревателей 6, подают в аккумулятор 9. В этом случае достигается максимальная степень разгрузки паровой турбины 3. Нагрев конденсата,ЛЗ поступающего в аккумулятор 9 после ре:генеративных подогревателей 6 или непосредственно из бака. 12 холодного конденсата, производится паром, подаваемым от парогенератора 1 йо линии ЭО 20. Аналогично производится зарядка в случае выполнения установки с другими вариантами включения и выполнения питательного насоса 14В режиме разрядки трубопровод 8 отключен от парогенератора 1 и от аккумулятора 9. Конденсат из конденсатора 4 поступает по трубопроводу 18 в бак 12 холодного конденсата. Линия 20 при разрядке остается открытой. На- сос 11 подает холодный конденсат к смесителю 15, который смешивается с горячей питательной. водой, поступающей из аккумулятора 9, и смесь при номинальной температуре питательной. воды поступает к питательному насосу 14, который подает ее в парогенератор 1. Так как на этом режиме регенеративные отборы на подогреватели 6 отключены, расход пара через турбину 3 повышен и ее мощность увеличена. Во время разрядки трубопровод 24 отключен арматурой 25. В соответствии с вариантом (фиг. 2), когда в тракт 13 питательной воды включен теплообменник 21, греющая среда - горячая питательная вода из аккумулятора 9 сначала проходит через теплообменник 21, охлаждается, а затем поступает в смеси 5тель 15 и на всас насоса 14, которыйв этом случае работает при температуре,меньшей,чем номинальная температура пи-тательной воды. Температура воды во всасывающем патрубке ниже температуры насыщения и поэтому надежность безава"рийной работы насоса 14 существенноповышаетсяВ случае выполнения питательногонасоса 14 водоструйным при разрядкенасос 11 часть потока холодного конденсата подает в смеситель 15, гдепроисходит смешение с горячей пита-тельной водой из аккумулятора 9, ипри более низкой температуре, чем ваккумуляторе 9, поток поступает навсас водоструйного насоса 14 (фиг. 3).Другую часть потока холодного конденсата подают к активному соплу этогоже насоса 14.Предварительное охлаждение питате"льной воды в смесителе 15 исключаетвозникновение кавитационных явлений.в водоструйном насосе и также способствует увеличению надежности системыпитания парогенератора 1 в режиме разрядки. Распределение потоков холодного конденсата, поступающих к водоструйному насосу 14 и смесителю 15, приразрядке необходимо регулировать спомощью регулирующего органа 19.Использование предлагаемой схемыпозволяет повысить энергоемкость аккумулятора благодаря возможности повышения температуры запасенного конденсата выше температуры питательнойводы, необходимой для парогенератораили реактора в случае использованияизобретения в одноконтурной ядернойэнергетической установке. В этом случае повышается аварийная безопасность,так как при отключении турбины парнекоторое время может поступать в объ"ем аккумулятора, что увеличивает возможность ликвидации последствий аварии.97 б 1вателями и аккумулятором питательной воды, подключенными по линии подачи холодного конденсата через насос к конденсатному баку, причем аккумулятор соединен с парогенератором трак том подачи питательной воды с включенным в него питательным насосом, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыщения энергоемкости и надежности, она снабжена смесителем, установлен ф ным в тракте питательной воды перед питательным насосом и соединенным дополнительным трубопроводом с напорным участком линии подачи холодного конденсата. 152. Установка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена поверхностным теплообменником, включенным по нагреваемой среде в тракт по 15 8дачи питательной воды за питательнымнасосом, а по греющей среде - междуаккумулятором и смесителем.3. Установка по и, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что питательный на"сос выполнен водоструйным, активноесопло которого подключено к линии подачи холодного конденсата за ее насосом.4. Установка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что теплообмен"ник размещен внутри аккумулятора питательной воды.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Воронков М. Е., Саргсян Р. М,и Чаховский В, М, Аккумуляторы теплав энергетике.-"Атомная техника за ру-.бежом", М., Атомиздат, 1980, 1" 9, с. Ф.9761 15 Составитель А, БулынкоТехред И,Надь Корректор И Аем Редактор Тираж 539 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д. Заказ 89 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,