3 Показатели тепловой экономичности

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 4

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

3.1 Показатели тепловой экономичности турбоустановки

3.1.1 Общий расход пара на турбину D_ту, [кг/с]

D_ту = D_o + D_упл+D_ппп=722,6+0,01*722,6+0,323*722,6=963,25[кг/с] ; (2.11)

где D_o- общий расход пара через ЦВД;

D_эж - расход свежего пара на эжекторы;

D_упл - расход свежего пара на уплотнения вала турбины;

D_ппп- расход свежего пара на пароперегреватель.

d= D_ту /N =963,25/1000000=0,00096[кг/кДж](2.12)

где D_ту- общий расход пара на турбину[кг/с]

N-электрическая мощность турбоагрегата, [кВт];

3.1.2 Паровая нагрузка парогенерирующей установки D_пг , [кг/с]

– для моноблока

D_пг =D_ту + D_ут=963,25+7,2=970,45 [кг/с](2.13)

где D_ут- общий расход пара на утечки[кг/с].

3.1.3 Расход теплоты турбоустановкой на производство электроэнергии

Q_тз(турбинный или машинный зал), [кВт], с учетом потерь пара и восполнением их добавочной водой:

Q_тз=D_пг(i₀-i_пв)-D_дв(i_пв-i_дв) (2.14)

Q_тз=Q_Э=970,45 (3430-1037,6)-7,2(1037,6-154)=2328165

гдеi_дв ,D_дв - энтальпия и расход добавочной химобессоленной воды на восполнение утечек пара и конденсата в цикле рабочего тела,[кДж /кг],[кг/с];

D_пг- общий расход пара на турбину,[кг/с];

i₀ ,i_пв- энтальпия свежего пара и питательной воды[кДж /кг].

3.1.4 Электрический КПД (брутто)турбоустановки, η_э^бр

η_э^бр = N / Q_Э = 1000000/2328165=0,43 (43%); (2.15)

3.1.5 Удельный расход тепла (брутто),q_э^бр

q_э^бр = Q_Э/ W=2328165/1000000=2,33=8576 [кДж/кВт*ч](2.16)

КПД нетто может быть рассчитан в том случае, если известны расход электроэнергии на каждый электропотребитель турбинного (машинного) зала.

3.1.6 Расход электроэнергии на привод насосов турбины

Расход электроэнергии на привод питательных насосов,W_пн[кВт]

; (2.17)

Расход электроэнергии на привод конденсатных насосов,W_кн[кВт]

N_КНI= (2.18)

N_КНI =(159-150,7)*(1,025-0,033-0,051-0,046-0,0022-0,038-0,014-0,033-0,022)*722,6/0,88=5162,12[кВт]

(2.19)

5807,39 ;

где η_пр=(0.85 – 0.9) – КПД насоса;

Принимаем η_пр =0.88,

- расход перекачиваемой воды питательных и конденсатных насосов;

, - повышение энтальпии воды в питательных и конденсатных насосов.

Расход электроэнергии на дренажные насосы. Принимаем напор дренажного насоса приблизительно равным величине давления в точке конденсатного трубопровода, к которой подключена напорная линия этого дренажного насоса. Принимаем что повышение энтальпии в дренажном насосе:

Δi_дн = ΔРдн*V*10³ = 0,7[кДж/кг]; (2.19)

где V=0.001 – удельный расход перекачиваемой воды, м³/кг;

ΔРдн =( Р_вых -Р_вх)=0,7

Р_вх- давление на всасе дренажного насоса, МПа;

Р_вых-давление на напоре дренажного насоса, МПа;

Расход электроэнергии на привод дренажного насоса,N_ДН

N_ДН=ΔP_днD_дн/η_нас(2.20)

N_ДН=0,7*(0,035+0,04)*722,6/0,77=49,27[кВт];

где КПД насосов η_нас =(0.75 – 0.8);

Принимаем η_нас =0.77

Ориентировочно суммарный расход электроэнергии на собственные нужды турбоустановки составит, N_ту^сн

N_ту^сн = N_пн+N_кнI+N_кнII+N_дн = +5162,12+5807,39+49,27=17587,78[кВт]; (2.21)

Доля энергии на собственные нужды турбоустановки, N_ту^сн

N_ту^сн = N_ту^сн / N_э (2.22)

N_ту^сн=17587,78/1000000=0,017

3.1.7 Электрический КПД нетто турбоустановки

η_э^нт = η_э^бр (1 - N_ту^сн )=0.43*(1-0,017)= 0,423=42,3% (2.23)

3.2 Показатели тепловой экономичности АЭС

Для этого необходимо учесть потери тепла при транспортировке его от активной зоны до турбоагрегата и расход электроэнергии на собственные нужды станции.

КПД брутто энергоблока, η_эн.бл.^б

η_эн.бл.^б=η_э^бη_Iη_IIη_режη_эксплη_пг; (2.24)

где η_I = 0,99 – 0,998 – коэффициент, учитывающий потери тепла в реакторной установке, включая тепло отводимое в системе очистки теплоносителя I контура (определяется типом реакторной установки);

принимаем η_I= 0,99;

η_II = 0,99 – 0,998 - коэффициент, учитывающий потери тепла во II контуре;

принимаем η_II= 0,99;

η_реж = 0,85 – 0,995 - коэффициент, учитывающий снижение КПД установки за счет переменных режимов и уменьшение КПД при работе на пониженных уровнях мощности (определяется режимами работы энергоблока);

принимаем η_реж = 0,99;

η_экспл = 0,95 – 0,995 - коэффициент, учитывающий отклонения в состоянии оборудования (снижение вакуума в конденсаторе за счет отложения на теплопередающих поверхностях или за счет присосов воздуха и др.);

принимаем η_экспл = 0,99;

η_пг= [1-(q_пг.ох + q_пг.пр)]/100)]= 0.989; (2.25)

η_пг - коэффициент, учитывающий потери тепла от парогенерирующей установки, включая потери с продувочной водой

q_пг.ох = 0.05 – 0.2 % - величина тепловых потерь в окружающую среду через теплоизоляцию о опоры;

q_пг.пр = 0.995 – 0.998 – потери тепла, связанные с продувкой ПГ

η_эн.бл.^б=0.423*0.99*0.99*0.99*0.99*0.989=0.4=40%

Необходимая тепловая мощность реактораN_р:

N_р=n*(N- N_ту^сн)/ η_э^бр (2.26)

N_р=1*(1000000- 17587)/ 0,4=2456032 [кВт];

Где n=1-число энергоблоков станции

Выводы

В результате работы, была изучена тепловая схема установки типа ВТГР.

Были рассчитаны необходимые элементы схемы:

1. Количество ПНД=5 и ПВД=3.

2. Рассчитали напор насосов конденсатно-питательных трактов: ∆Р_ПН=16,58[Мпа],∆Р_КНI=0,7 [Мпа], ∆Р_КНII=1,3[Мпа];

3. Определили параметры греющей и нагреваемой сред;

4. Построен процесс расширения пара в турбине и показан графиком на I-S диаграмме;

5. Определили расход свежего пара на турбоустановку D₀=722,6 кг/с;

6. Определили необходимую тепловую мощность реактора (N_р =2456032[МВт]), при заданной электрической мощности N_эл =1000[МВт].

7. Провели сравнение суммарной мощности потоков пара с заданной:

Заданная мощность: N_э = 1000000 [кВт].

Полная мощность турбоагрегата: N^* = 971329,4 [кВт].

Рассчитали показатели тепловой экономичности турбоустановки:

-Электрический КПД брутто турбоустановки: η_э^б = 0,43 (43%)

-Ориентировочно суммарный расход электроэнергии на собственные нужды турбоустановки: N_ту^сн =17587 [кВт];

- КПД брутто энергоблока h=0,40(40%).

Список литературы

1 Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: учебник для вузов/ Т.Х. Маргулова. - М.: Высшая школа, 1978.-360 с.: ил.

2 Каратушина И.В. Курс лекций «Тепловые схемы АЭС и ТЭС»

3 Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и параМ.: Энергия, 1980. - 424 с.: ил.

4 Безносов А.В. Расчёт тепловой схемы паротурбинной установки ТЭС и АЭС: указания к выполнению курсовой работы по курсу “Тепловые и атомные электростанции” для студентов 3 – го курса спец. 140404.65, 1404400.65/ НГТУ/ А.В. Безносов, И.В. Каратушина.- Н. Новгород: Нижегородский государственный технический университет, 2008.-35 с.

5 Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электричесике станции: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. – М. Издательство МЭИ, 2004. – 424с., ил.

Приложение С

Решение системы уравнений в MathCad