double arrow

Со скользящими параметрами

Необходимого снижения давления пара перед сопловым аппаратом турбины при снижении мощности по зависимости (4.12) можно достичь и иным способом.

 

pс / pсном» Gт / Gтном; (4.12)

 

Для этого регулирующий клапан турбины удерживают в полностью открытом положении на всех уровнях мощности. Снижения мощности турбины достигают снижением мощности ЯР (при соответствующем уменьшении подачи питательной воды на парогенератор). При этом уменьшается количество генерируемого пара и поэтому уменьшается расход пара на турбину. Давление пара перед соплами турбины (а также в паропроводе) устанавливается самопроизвольно в соответствии с принципом действия турбины. Это означает, что при снижении мощности энергоустановки давление пара в паропроводе и перед сопловым аппаратом первой ступени снижается ("скользит" вниз) в соответствии с законом, определяемым проточной частью турбины, т.е. в соответствии с зависимостью (4.12). Такой метод регулирования турбоагрегата называют регулированием при скользящем давлении пара в паропроводе. На рисунке 4.9 сопоставлены процессы расширения пара в турбине на сниженной мощности при скользящем и постоянном давлении пара в паропроводе.

Рисунок 4.9 – Процесс расширения пара в турбине при постоянном и скользящем давлении пара в паропроводе

При работе паротурбинной установки насыщенного пара на полной мощности расширение пара в турбине начинается в точке А (сухой насыщенный пар). На сниженной мощности процесс расширения пара сдвигается вправо. Точка начала расширения пара в турбине в соответствии с зависимостью (4.12) определяется сниженным давлением перед соплами первой ступени рс, величина которого зависит только от заданного расхода пара на турбину, т.е. от заданного уровня мощности. Если в паропроводе поддерживается постоянное давление пара, то к начальному давлению расширения пара в турбине рс приходят за счет дросселирования пара на регулирующем клапане (процесс А-Б). Процесс расширения пара в турбине на сниженной мощности начинается в точке Б (влажный пар). Если же в паропроводе давление "скользит" в соответствии с потребностями турбины, то начальная точка расширения пара в турбине - точка В (сухой насыщенный пар). Замена точки Б на точку В несколько увеличивает теплоперепад, срабатываемый в турбине. Это объясняется тем, что в области влажного пара кривые постоянного давления (изобары) представляют собой несколько расходящийся пучок. В результате КПД цикла возрастает.

Исследования показывают, что для энергоустановок с более высоким номинальным давлением свежего пара применение скользящего давления на частичных нагрузках дает более заметный экономический эффект.

Этим объясняется тот факт, что на ТЭС, где давление свежего пара значительно выше (порядка 15…25 МПа), регулирование ПТУ при скользящем давлении пара нашло достаточно широкое распространение. В то же время на АЭС, где давление пара сравнительно небольшое, скользящее давление пара не применяется. Хотя и в этом случае переход на скользящее давление может дать выигрыш в экономичности частичных режимов, правда менее значительный.

Из рассмотрения рисунка 4.9 следует, что применение скользящего давления экономически целесообразно до уровня точки Г, в которой параметры пара перед сопловым аппаратом в режиме скользящего давления и в режиме постоянного давления в паропроводе одинаковы. Для влажнопаровых турбин АЭС с номинальным давлением свежего пара 4…7 МПа давление пара методом скольжения может быть доведено до величины порядка 3 МПа. С увеличением номинального давления пара растет диапазон целесообразного снижения давления за счет его скольжения, т.е. отрезок А-Г увеличивается. Снижение давления пара в паропроводе ниже давления в точке Г с точки зрения экономичности ПТУ нецелесообразно. Начиная с этой точки, следует переходить на дроссельное регулирование ПТУ.

Так как снижение напора питательного насоса вносит дополнительный вклад в экономичность установки, то снижение давления пара методом скольжения можно доводить до значения несколько ниже давления в точке Г (см. рисунок 4.9).

Отметим также некоторые недостатки режима скользящего давления пара.

В отличие от ТЭС, работающих на перегретом паре, снижение давления на турбинах АЭС сопровождается снижением температуры пара. Поэтому для влажнопаровых турбин АЭС переход на скользящее давление пара не приводит к улучшению маневренных свойств энергоустановки. В режимах скользящего давления пара невозможно форсирование энергоблока в режиме "подхвата" мощности при аварийном снижении частоты тока в энергосистеме.

В процессе регулирования мощности энергоустановки при скользящем давлении пара меняется также температурный режим активной зоны ядерного реактора. Так как ЯР водо-водяного типа обладает весьма большим отрицательным температурным коэффициентом реактивности, то с изменением мощности энергоустановки значительно изменяется реактивность реактора. Это усложняет работу системы управления и защиты реактора (СУЗ), ухудшает маневренные свойства ППУ и ЯЭУ в целом.

В этой связи некоторые исследователи предлагают компромиссное решение вопросов. Его суть сводится к тому, что при незначительном снижении мощности используют дроссельное регулирование турбоагрегата с поддержанием постоянного давления пара в паропроводе. При необходимости значительного снижения мощности и при длительной работе в этом режиме снижают уставку давления пара, обеспечивая при этом все требования к переходному режиму. В дальнейшем продолжают работать в режиме дроссельного регулирования турбоагрегата с поддержанием постоянного, но сниженного давления пара, при котором можно использовать некоторые из отмеченных выше достоинств режима скользящего изменения давления пара, нейтрализуя в известной степени его недостатки по колебанию реактивности ЯР.

 

Вопрос внедрения скользящего давления пара в практику управления ЯЭУ весьма актуален.

По мере расширения атомной энергетики, когда АЭС должны будут шире привлекаться к регулированию нагрузки сети, важность его возрастает. Интерес к нему достаточно высок как в отечественной, так и в зарубежной атомной энергетике.

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: