Эксплуатация атомных энергоблоков

Паровая турбина.

В состав паротурбинной установки входят: паровая турбина с системами регулиро­вания и смазки, конденсаторы, система сепарации и перегрева пара, трубопроводы турбо­установки с опорами и подвесками и система регенерации.

Турбина паровая, конденсационная, одновальная с промежуточной сепарацией и двухступенчатым перегревом пара, с рабочей частотой вращения 3000 об/мин, предназначена для непосредственного привода генератора переменного тока типа, монтируемого на общем фундаменте с турбиной.

Паротурбинная установка предназначена для работы с водо-водяным реактором ВВЭР-1200 на насыщенном. Номинальная тепловая мощность реакторной установки МВт.

Компоновка

Турбоагрегат размещен в здании турбины (машинном зале) по оси реактора и обращен валоповоротным устройством в сторону реактора и генератором – от реактора.

Через блок стопорно-регулирующих клапанов свежий пар подается в среднюю часть двухпоточного цилиндра высокого давления, ЦВД.

 Из камер отбора за второй, третьей и пятой ступенями каждого из потоков ЦВД пар отбирается на регенеративный подогрев в, соответственно, ПВД-6, ПВД-5, деаэратор (совмещен с отбором на ПСВ –3). Из выхлопа ЦВД пар отбирается на ПНД-4 (совмещен с отбором на ПСВ-2). Основной расход пара после ЦВД направляется на сепарацию и промперегрев в СПП. После СПП пар через блоки клапанов низкого давления (последова­тельно установленные стопорные и регулирующие поворотные заслонки) поступает в ЦНД.

Промежуточный перегрев – двухступенчатый. Греющий пар в первую ступень СПП подается из отбора за второй ступенью ЦВД, перегрев во второй ступени осуще­ствляется свежим паром.

Отсепарированная вода откачивается из общего для четырех СПП сепаратосбор­ника сливными насосами в тракт основного конденсата совместно с конденсатом греюще­го пара ПНД-4. Конденсат греющего пара первой ступени СПП из двух конденсатосбор­ников сливается в ПВД-5, конденсат греющего пара второй ступени также из двух кон­денсатосборников закачивается в тракт питательной воды после ПВД-6.

Закачка конденсата греющего пара осуществляется высокотемпературным насо­сом с гидроприводом.

Рабочим телом для гидропривода служит питательная вода, отбираемая после питатель­ных насосов и сливаемая в деаэратор.

Структура системы регенерации: четыре подогревателя низкого давления первой ступени плюс подогреватель низкого давления второй ступени плюс подогреватель низко­го давления третьей ступени плюс подогреватель низкого давления четвертой ступени плюс два подогревателя высокого давления пятой ступени плюс два подогревателя высо­кого давления шестой ступени (4ПНД-1 + ПНД-2 + ПНД-3 + ПНД-4 + Д + 2ПВД-5+ 2ПВД-6).

Из ЦНД осуществлены отборы пара на регенеративные подогреватели низкого давления: после четвертой ступени каждого из потоков каждого из ЦНД – в четыре корпу­са ПНД-1, после третьей ступени каждого из потоков каждого из ЦНД - в один ПНД-2; по­сле второй ступени каждого из потоков каждого из ЦНД - в один ПНД-3 (совмещен с от­бором на ПСВ-1).

Отвод конденсата греющего пара из подогревателей оптимизирован, исходя из требований высокой экономичности блока. Конденсат греющего пара ПВД-6 после охла­дителя дренажа сливается в паровое пространство ПВД-5, и далее общий поток конденса­та через охладитель дренажа направляется в деаэратор.

Конденсат ПНД-4 вместе с сепаратом промперегрева насосами закачивается в тракт основного конденсата. Конденсат ПНД-3 каскадно сливается в ПНД-2. Конденсат из каждого корпуса ПНД-1 сливается в собственный конденсатор через гидрозатвор.

Система регенерации отвечает требованиям обеспечения максимальной надежно­сти, удобства эксплуатации и компактного размещения в машинном зале при одновремен­но высоких показателях тепловой экономичности.

Трубная система ПНД, трубопроводы и арматура по тракту основного конденсата рассчитаны на полное давление конденсатных насосов в безрасходном режиме.

Система ПВД имеет две ступени выполненные в две нитки. Подогреватели осна­щены быстродействующими защитными устройствами, отключающими аварийную нитку ПВД при повышении уровня воды в корпусах любого из них.

Допускается длительная работа турбины при отключении одной или двух ниток ПВД. Все подогреватели спроектированы с учетом ремонтопригодности и удобства в об­служивании.

На трубопроводах отбора пара к регенеративным подогревателям, где из-за влаж­ности пара имеется опасность эрозионного износа трубопроводов, устанавливаются ли­нейные сепараторы для снижения влагосодержания.

Предусматривается работа деаэратора на скользящих параметрах.

Турбина сверх отборов на регенерацию допускает отбор пара на собственные ну­жды блока: из паропровода третьего отбора (на деаэратор) и на теплофикаци­онную установку.

Конденсатные насосы для откачки основного конденсата устанавливаются в две ступени. Насосы первой ступени забирают конденсат из конденсатора и прокачивают его через КПУ, БОУ и ПНД-1 в ПНД-2; насосы второй ступени забирают конденсат из ПНД-2 и закачивают конденсат через ПНД-3, ПНД-4 в деаэратор. Устанавливается по три кон­денсатных насоса в каждой ступени подъема, два рабочих, один резервный.

Теплофикационная установка состоит из двух параллельных групп подогревателей сетевой воды (ПСВ), каждая из которых вклю­чает в себя три ступени подогревателей.

Конденсат греющего пара каскадно сливается из подогревателя третьей ступени в подогреватель второй ступени, из него в подогреватель первой ступени. ПСВ первой сту­пени выполнен со встроенным охладителем конденсата. Охлажденный конденсат направ­ляется в конденсатор турбины.

Для режима пуска и останова блока, а также для режима байпаса турбины при резком сбросе электрической нагрузки используются быстродействующая редукционая установка со сбросом пара в конденсатор – БРУ-К. Сброс пара по байпа­су турбины производится в каждый из четырех конденсаторов

Разработка теплообменного и насосного оборудования системы регенерации осуще­ствляется на основе конструкций соответствующих видов оборудования, примененного в турбоустановках К-1000-60/3000 на действующих энергоблоках АЭС с ВВЭР-1000.

Парораспределение: дроссельное

Гидротехнические системы. Техническое водоснабже­ние турбинной установки и других потребителей

Состав, назначение и производительность систем охлаждающей воды:

Состав систем охлаждающей воды:

- PA, основная, для отвода тепла от конденсаторов и другого оборудования паровой турбины.

- PC, вспомогательная, для отвода тепла от неответственных потребителей и холо­дильных машин.

- PE, для отвода тепла от ответственных потребителей во всех режимах, включая ава­рийные.

Принципиальная схема основной системы технической воды РА

Вода, имеющая температуру, близкую к температуре атмосферного воздуха, отбирается из бассейнов градирен циркуляционными насосами, и подается на в здание турбины на основные конденсаторы. Проходя в трубном пространстве конденсаторов, вода отбирает тепло от пара, сбрасываемого из цилиндров низкого давления. Сама вода при этом нагревается. Нагретая в конденсаторах вода из здания турбины, обладая запасом потенциальной энергии, подается на градирни, где происходит её подъем на высоту по трубной водораспределительной системе и сброс с высоты с в виде струй и капель. Падая с высоты, вода за счет контакта с окружающим воздухом и частичного испарения охлаждается и падает в водосборный бассейн, откуда вновь отбирается циркуляционными насосами.

Схема охлаждения ответственных потребителей РЕ

Вода, имеющая температуру, близкую к температуре атмосферного воздуха, отбирается из т. н. Брызгальных бассейнов циркуляционными насосами, и подается в здания ядерного острова к теплообменникам ответственных потребителей. Проходя через теплообменники, вода отбирает тепло от теплоносителя контуров ответственных потребителей. Сама техническая вода при этом нагревается. Нагретая в теплообменниках ответственных потребителей вода, обладая запасом потенциальной энергии, подается разбрызгивающие устройства по трубной водораспределительной системе и выбрасывается вверх виде струй. Двигаясь вверх и затем падая с высоты, вода за счет контакта с окружающим воздухом и частичного испарения охлаждается и падает в бассейн, откуда вновь отбирается циркуляционными насосами.

Условия и принципиальные решения

Все системы технической воды являются оборотными. Физическим Основанием для выбора обо­ротной схемы могут являться местные условия: дефицит пресной воды и расположение пло­щадки на отметках не позволяющих использовать воду по прямоточной схеме.

Системы РА и РС — оборотные с испарительными башенными градирнями

Система РЕ — оборотная с брызгальным бассейном.

Внешние источники водоснабжения

Внешнее водоснабжение восполняет потери охлаждающей воды, обусловленные в основ­ном испарением, капельный уносом. Величина потерь и восполняющей подпитки суще­ственно зависит от времени года.

Здания и сооружения систем водоснабжения

Предусмотрены следующие здания и сооружения системы технического водоснабжения:

Для систем РА и РС:

- насосная станция потребителей здания турбины

- градирни

- трубопроводы охлаждающей воды

- открытый подводящий канал от градирен до насосной станции

Башенная испарительная градирня.

На каждый энергоблок предусматривается две градирни.

Здания и сооружения системы охлаждения ответственных потребителей (РЕ).

Для системы РЕ предусмотрены следующие сооружения:

Для системы РЕ предусмотрены следующие здания и сооружения:

насосные станции ответственных потребителей

камеры переключения

брызгальные бассейны

резервная емкость (для опорожнения брызгальных бассейнов).

тоннели трубопроводов ответственных потребителей.

Электротехнические системы АЭС.

В рассматриваемом примере - проекте предусмотрены следующие электрические системы:

Система выработки и выдачи электроэнергии

Система электроснабжения собственных нужд АЭС

Система контроля, управления, защиты и автоматики

Система освещения

Система молниезащиты, заземления и защиты от перенапряжения

Система связи и сигнализации

Система выработки и выдачи электроэнергии

Преобразует механическую энергию турбины в электрическую и выдает электрическую энергию во внешнюю систему и для питания собственных нужд. Система выработки и вы­дачи электроэнергии условно разделяется на блочную и общестанционную части.

В состав блочной части входят:

- турбогенератор

- генераторные токопроводы

- блочный повышающий трансформатор (БПТ)

- токопроводы связи БПТ с распределительным устройством высокого напряжения (РУ ВН)

- рабочие трансформаторы собственных нужд (ТСН)

- измерительные трансформаторы тока и напряжения

- оборудование защиты от перенаряжени

В состав общестанционной части входят:

- распределительное устройство высокого напряжения (РУ ВН);

- трансформаторы резервного электроснабжения собственных нужд (РТСН);

- общестанционные трансформаторы собственных нужд (ОТСН).

Особенностью рассматриваемого примера являются специфические проектные реше­ния по общестанционной части системы выдачи мощности.

Система электроснабжения собственных нужд

Система электроснабжения собственных нужд предназначена для электропитания потре­бителей АЭС, обеспечивающих:

работу АЭС в нормальных условиях эксплуатации, включая плановый пуск и оста­нов энергоблоков;

расхолаживание и перевод реактора в безопасное подкритичное состояние и под­держание его в этом состоянии в условиях нормальной эксплуатации и авариях,

контроль за состоянием реакторной установки в течение 24 часов, а также управле­ние и контроль за выполнением основных функций безопасности в случае потери всех внешних источников электроснабжения и отказа дизель-генераторов,

сохранность основного оборудования при потере рабочих и резервных источников питания.

Система электроснабжения собственных нужд состоит из следующих систем:

1. Система электроснабжения нормальной эксплуатации энергоблока, в составе:

система электроснабжения нормальной эксплуатации, обеспечивающая потребителей нормальной эксплуатации, не требующих питания в режиме полного исчезновения напря­жения от рабочих и резервных источников внешнего электроснабжения.

система надежного электроснабжения нормальной эксплуатации, обеспечивающая по­требителей нормальной эксплуатации, важных для безопасности и сохранности основного оборудования, требующих наличия питания в режиме полного исчезновения напряжения от рабочих и резервных источников внешнего электроснабжения.

система аварийного электроснабжения, обеспечивающая потребителей систем безопас­ности.

2. Система резервного электроснабжения потребителей  собственных нужд энергоблоков.

Система электроснабжения общестанционных потребителей собственных нужд.

Источники электроснабжения собственных нужд подразделяются на внешние и внутрен­ние.

Внешним источником электроснабжения собственных нужд является сеть энергосистемы.

К внутренним источникам электроснабжения собственных нужд относятся турбогенераторы энергоблоков, дизель-генераторные установки и аккумуляторные батареи.

Атомная энергетика