Расход конденсата через кольцевые зазоры в перегородках подогревателей системы регенерации паротурбинных установок АЭС

• Автор: Сайкова, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Системы регенеративного подогрева питательной воды паротурбинных установок АЭС России и Западной Европы
Выводы по главе:
2. Описание экспериментальной установки и методики измерений. Методика проведения опытов
2.1. Описание экспериментальной модели
2.2. Методика и погрешности измерений
2.3. Методика проведения опытов
Выводы по главе
3. Результаты испытаний по определению расхода конденсата через "чистые" зазоры
Выводы по главе
4. Методика теплового расчёта вертикального пароводяного подогревателя с учётом ограничения расхода конденсата при его проходе через зазоры между теплопередающими трубками и отверстиями в дистанционирующих перегородках
Выводы по главе
5. Результаты ресурсных испытаний
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

ВВЕДЕНИЕ
Преобладающие в мировой практике ядерные энергетические установки (ЯЭУ) с водо-водяными реакторами под давлением (ВВЭР или PWR по классификации МАГАТЭ) [1] при отсутствии перегрева пара и умеренном значении его давления на входе в турбину (6-7 МПа) имеют более низкий термический коэффициент полезного действия (КПД) цикла по сравнению с тепловыми электростанциями (ТЭС), работающими на высоких параметрах перегретого пара. Для ЯЭУ с реактором типа ВВЭР перспективным в плане увеличения КПД является эволюционный переход с третьего поколения на четвёртое, то есть к сверхкритическим параметрам теплоносителя первого контура при расположении в пределах активной зоны области псевдофазового перехода от воды к перегретому пару [2; 3]. Исследования для разработки и создания референтного блока ВВЭР четвёртого поколения уже не первое десятилетие ведутся отдельными странами [6-10], а с 2001 года совместными усилиями под игидой международной организации «Generation IV International Forum» [4; 5]. Однако, учёные и конструкторы всё ещё сталкиваются со множеством сложностей, не позволяющих представить коммерческий ввод в эксплуатацию реактора четвёртого поколения ранее 2030-2040 гг. Поэтому на сегодняшний день с целью повышения значения термического КПД АЭС (КПД нетто для действующих блоков около 28 - 32%) и удержания их на конкурентоспособном по сравнению с ТЭС (для крупной установки КПД нетто составляет около 38 - 40%) уровне повышается роль максимально эффективного устройства регенеративного подогрева питательной воды на пути от конденсатора к парогенератору - системы регенерации паротурбинной установки.
В мировой практике проектирования и строительства АЭС известно множество разнообразных схем исполнения систем регенерации [11-23]. В основном они включают в себя пять-девять подогревателей, осуществляющих
ступенчатый подогрев питательной воды до 165 - 240 °С [24; 25], что позволяет увеличить экономичность установки на 14 - 16 %.
По принципу работы подогреватели системы регенерации разделяются на смешивающие и поверхностные. В подогревателях смешивающего типа греющий пар непосредственно контактирует с питательной водой, нагревая её практически до температуры насыщения греющего пара. В поверхностном подогревателе, из-за реально меньшей поверхности теплообмена и более высокого термического сопротивления передачи тепла от греющей среды к нагреваемой, температура подогретой воды ниже температуры насыщения греющего пара на 1,5 - 3 °С, согласно ГОСТу [26], что обуславливает энергетическую потерю в установке. Таким образом, регенеративная схема со смешивающими подогревателями в термодинамическом отношении является наиболее совершенной. Однако, через цепочку смешивающих подогревателей сложнее организовать ступенчатый подогрев питательной воды с соответствующим ступенчатым повышением давления. Кроме того, существует вероятность заброса воды в турбину при снижении давления в данном отборе, например, при аварийном прекращении подачи пара на турбину.
Наибольшее распространение в настоящее время получили схемы с поверхностными подогревателями, причем, единственный подогреватель смешивающего типа — деаэратор — используется, в основном, для дегазации питательной воды.
Для совершенства схемы с поверхностными подогревателями в тепловом отношении в современных установках находят широкое распространение пароохладители и охладители конденсата греющего пара. В последнем случае, конденсат греющего пара прогоняется через охладитель конденсата перед направлением его в подогреватель с более низким давлением греющего пара. Для дальнейшего повышения эффективности системы регенерации в охладителе конденсата организуется противоточное движение теплообменивающих сред.

Таблица 2.1. Результаты измерений диаметров отверстий.
Перегородка №1 изготовлена по технологии ЛМЗ; высота 16 мм.
Диаметр отверстий, мм.
Номера отверстий 1 2 3 4 5 6
Со стороны штампа 11, мм 16,55 16,6 16,5 16,5 16,6 16,6 16,
12, мм 16,55 16,6 16,5 16,55 16,6 16,55 16,
С обратной стороны штампа 11, мм 16,5 16,5 16,5 16,6 16,5 16,6 16,
12, мм 16,55 16,5 16,55 16,6 16,6 16,55 16,
бср, ММ 16,54 16,55 15,51 16,56 16,58 16,58 16,
Ибер, ММ 16,54±0,
Перегородка №2 высотой 16 мм.
Диаметр отверстий, мм.
Номера отверстий 1 2 3 4 5 6
Со стороны штампа 61, мм 16,1 16,15 16,1 16,15 16,1 16,1 16,
62, мм 16,15 16,15 16,15 16,15 16,1 16,15 16,
С обратной стороны штампа 61, мм 16,1 16,1 16,25 16,1 16,1 16,2 16,
62, мм 16,1 16,1 16,1 16,1 16,15 16,1 16,
бср, ММ 16,11 16,12 16,15 16,12 16,11 16,14 16,
£ бср, мм 16,13±0,