Перегрев пара на АЭС

Назначение промперегрева (ПП)– тепловой и общей экономичности установки. На АЭС применяется только однократный ПП. На одноконтурных АЭС с турбинами на перегретом паре ПП не применяется. На 2-х и 3-х контурных АЭС поверхности пром. перегревателя располагаются в отдельном теплообменнке, обогреваемом теплоносителем (рис. 3.6), или в корпусе парогенератора. Осуществление ПП в реакторе представляет определенные трудности. Наличие каналов 3-х типов (парообразование, перегрев и ПП) усложняет конструкцию и условия эксплуатации. Затрудняются процессы пуска и останова. ПП понижает конечную влажность пара. Однократный ПП повышает показатели тепловой экономичности цикла на 6-8%.

Цикл насыщенного пара применяется только в атомной энергетике. При насыщенном паре предельно допустимая влажность на выходе из турбины ω_к достигается уже при начальном давлении 0.3-0.4 МПа. (Проектировать такие АЭС нецелесообразно из-за низкого КПД). Поэтому когда влажность пара в турбине достигнет максимально допустимых значений, его осушают по одной из схем:

а) в сепараторе (в ЧНД турбины поступает сухой насыщенный пар)

б) в теплообменнике, обогреваемом паром (в ЧНД турбины подается пар с небольшим перегревом)

в) в теплообменнике, обогреваемом теплоносителем (в ЧНД турбины подается пар с небольшим перегревом)

Схемы а) и в) – в тепловом отношении равноэкономичны и более экономичны, чем б).

При работе по схемам б) и в) поступающая с потоком влага испаряется и полученный при этом пар перегревается. Затраченную на это теплоту можно использовать с большим КПД: после ЧВД устанавливается сепаратор, отсепарированная влага направляется в регенеративную систему турбинной установки, а пар до поступления в ЧНД перегревается. Схемы с одно- (а) и двухступенчатым (б) паровым промежуточным перегревом:

В схеме а) ПП осуществляется свежим паром, в схеме б) сначала паром, отбираемым из отбора ЧВД турбины, а затем (так же как на схеме а) частью пара, отбираемого из потока, поступающего в турбину.

При увеличении абсолютного давления в сепараторе влажность пара, поступающего в него, уменьшается, а влажность пара на выходе из ЧНД турбины увеличивается. Зависимость влажности пара ω на выходе из ЧНД (линия 1) и ЧВД (линия 2) от выбранного давления в сепараторе показаны на рисунке (а). ω_доп – предельно допустимое значение влажности в турбине. Давление в сепараторе (по рис. а) может быть выбрано в интервале от Р_с1 до Р_с2. Если же кривые 1 и 2 пересекаются при ω>ω_доп, то допустимая влажность не может быть обеспечена и устанавливают две ступени сепарации. На рисунке (б) зависимость η_э от давления в сепараторе, отнесенного к начальному. Оптимальное давление в сепараторе (при котором наибольший КПД): .