Аналіз роботи системи регенерації високого тиску з метою підвищення ефективності роботи турбіни К-1000-60/3000
Автор: Шульга Дмитро Юліанович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплові електричні станції
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: АНОТАЦІЯ Шульга Д.Ю., Матіко Г.Ф. (керівник). Аналіз роботи системи регенерації високого тиску з метою підвищення ефективності роботи турбіни К-1000-60/3000. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. У магістерській кваліфікаційній роботі розглянуто питання підвищення ефективності роботи турбіни К-1000-60/3000 шляхом удосконалення системи регенерації високого тиску. Зокрема, запропоновано спосіб підвищення економічності роботи підігрівника високого тиску ПВ-2500-97-28А, який входить до складу системи регенерації, за рахунок удосконалення його конструктивних елементів [1]. Робота виконана на базі принципової схеми енергоблоку АЕС потужністю 1000 МВт з турбіною К-1000-60/3000 [2]. Об’єкт дослідження – теплові та газодинамічні процеси в турбоустановці К-1000-60/3000. Предмет дослідження – система регенерації високого тиску турбіни К-1000-60/3000. Мета дослідження – підвищити ефективність роботи турбоустановки К-1000-60/3000 шляхом удосконалення конструкції підігрівника ПВ-2500-97-28А у системі регенерації високого тиску. У першому розділі детально описано паротурбінну установку К-1000-60/3000, яка призначена для приводу турбогенератора змінного струму ТВВ-1000-2УЗ потужністю 1000 МВт. До складу турбіни К-1000-60/3000 входять один циліндр високого тиску та чотири циліндри низького тиску, які призначені для перетворення теплової енергії пари в механічну енергію обертання ротора турбіни [3]. Розглянуто роботу системи регенерації високого тиску турбіни та її основних складових. Зокрема, детально описано суть процесу регенерації пари, яка полягає в тому, що частина пари, відпрацювавши в декількох ступенях турбіни, відбирається з неї і використовується для нагрівання живильної води (конденсату), що подається в парогенератори [4]. За наявності регенерації живильна вода буде мати вищу температуру, і при тій же потужності реактора можна виробити більше пари, оскільки доведеться затратити менше тепла на підігрів води до температури кипіння. У роботі показано, що застосування регенерації в тепловій схемі паротурбінних установок підвищує ККД циклу за рахунок зменшення тепла, що втрачається з циркуляційною водою, адже при цьому зменшується кількість пари, що надходить в конденсатори [5]. У роботі також детально проаналізовано роботу підігрівників високого тиску (ПВТ), які входять до складу системи регенерації та призначені для підігріву живильної води, що подається живильними помпами в парогенератори [5]. У роботі виконано тепловий та гідравлічний розрахунок підігрівника високого тиску ПВ-2500-97-28А. Досліджено вплив способу розташування теплообмінних поверхонь, а саме зміни кута нахилу, на ефективність роботи підігрівника. На основі виконаного аналізу запропоновано удосконалену конструкцію теплообмінника високого тиску із демонтажем частини спіральних теплообмінних трубок та зміни їх кута нахилу до 25о [6]. Таким чином, визначено можливу економію за рахунок зменшення металоємкості теплообмінника без зменшення коефіцієнта теплопередачі. Удосконалення конструкції теплообмінників високого тиску поліпшує ефективність роботи системи регенерації, а це в свою чергу підвищує коефіцієнт корисної дії всієї турбоустановки К-1000-60/3000. Розроблено автоматизовану систему керування процесом підігріву живильної води у підігрівнику високого тиску із застосуванням сучасних засобів автоматизації (мікропроцесорний регулятор Vision V570) , яка також сприяє підвищенню ефективності роботи системи регенерації турбоустановки К-1000-60/3000. Зокрема, системою передбачено регулювання температури та тиску живильної води. За результатами роботи проаналізовано економічний ефект від запропонованих заходів щодо вдосконалення системи регенерації високого тиску. Зокрема, зроблено висновки про технологічну доцільність модернізації підігрівників у системі регенерації високого тиску та економічний ефект від її впровадження. За рахунок виконання запропонованої реконструкції підігрівника високого тиску у системі регенерації можна досягнути економії капіталовкладень без зменшення ефективності роботи підігрівника, а отже отримати економічний ефект від запропонованих заходів для енергоблоку в цілому. Ключові слова – паросиловий цикл, турбіна К-1000-60/3000, система регенерації, підігрівники високого тиску, підвищення коефіцієнту корисної дії. Перелік використаних літературних джерел. 1. Ганачівський, О.П. (1980). Підігрівник високого тиску. Технічна документація. Паспорт. М.: Издательский дом МЭИ. 2. Вышневский, В.Н., Николаев, О.Б. (2007). Технология производства электрической энергии на атомной электростанции. Тема «Паротурбинная установка»: Пособие для обучаемого / ОП «Хмельницкая АЭС». – Хмельницкий, Л.: Энергоатомиздат. 3. Аронсон, К.Э. и др. (2002). Теплообменники энергетических установок: учебник для вузов. Екатеринбург : Изд-во «Сократ». 4. Берсенев, Г.М., Боровков, В.М. (1986). Эксплуатация паротурбинных установок АЭС. Л.: Энергоатомиздат. 5. Бродов, Ю.М. и др. (2008). Справочник по теплообменным аппаратам паротурбинных установок. М.: Издательский дом МЭИ. 6. Назмеев, Ю.Г., Лавыгин, В.М. (1998). Теплообменные аппараты ТЭС и АЭС. М.:Энергоатомиздат.