Энергоблок 1200 МВт состоит из котла ТГМП-1202 и турбины тина К-1200-240 ПО ЛМЗ [35, 36, 119, 197]. Котел подвесной, однокорпусный, газомазутный, с промежуточным перегревом пара, производительностью 1097 кг/с, оборудован 56 мазутными горелками производительностью 1,43 кг/с каждая, 3 регенеративными воздухоподогревателями, 2 дымососами рециркуляции газов и 3 дымососами ДОД-43.
Подача воздуха осуществляется 3 воздуходувками с турбоприводом мощностью 7 МВт каждая. Пароводяной тракт котла имеет 2 потока с раздельным регулированием расхода воды.
Турбина К-1200-240 ПО ЛМЗ представляет собой одновальный пятицилиндровый агрегат, состоящий из ЦВД, ЦСД и 3 ЦНД с дроссельным парораспределением [119]. На энергоблоке установлено 3 питательных турбонасоса, состоящих из приводной турбины ОК-18ПУ-1200, предвключенного насоса ПД- 160-180 и питательного насоса производительностью 417 кг/с.
Основными условиями внедрения режимов скользящего давления являлось обеспечение достаточной надежности работы радиационных поверхностей нагрева, при этом был выбран вариант работы турбины и энергоблока в целом при полностью открытых регулирующих клапанах турбины [120, 121]. Работа энергоблока 800 МВт на частичных нагрузках с полностью открытыми регулирующими клапанами турбины является наиболее экономичной, хотя имеет ряд недостатков, таких, как снижение приемистости энергоблока, отсутствие запаса по регулированию мощности и др.
Работа котла и энергоблока на скользящем давлении проверялась в диапазоне нагрузок 550—1200 МВт. В указанном диапазоне нагрузок проверялась также надежность работы энергоблока в целом при нанесении различного рода возмущений. Изменение температур и давлений по тракту котла в зависимости от нагрузки энергоблока приведено на рис. 3.26 [121]. Как видно из рисунка, наблюдается закономерное снижение давления и температур по тракту котла при снижении нагрузки энергоблока. Примерно с нагрузки энергоблока 1000 МВт давление среды в поверхностях нагрева котла становится ниже критического значения и при нагрузке 800 МВт давление среды до ВЗ равно 17,5—18 МПа, при этом поверхности нагрева хода НРЧ, СРЧ и частично ВРЧ попадают в испарительную зону, а в экранах перед ВЗ перегрев пара равен 15 -20° С. Паросодержание на выходе II хода НРЧ составляет 11 —15%, на выходе СРЧ 80—90% [120].
Установлено, что при нагрузке энергоблока 800 МВт и скользящем давлении межзмеевиковые и межпанельные разверки температур несколько уменьшаются по сравнению с работой при постоянном давлении. Температура металла труб по фронтовому и заднему экранам НРЧ снижается примерно на 30° С, а разность температур металла сопряженных панелей не превышает 10° С. Межзмеев и ков а я и межпанельная разверки в СРЧ при переходе на докритическое давление также практически отсутствуют, а в ВРЧ межзмеевиковая разверка несколько увеличивается, однако температура металла наиболее обогреваемых труб находится на 20° С ниже, чем при работе на номинальном давлении. Нанесение возмущений режимного характера приводит к некоторому росту температуры среды по тракту котла в радиационных поверхностях нагрева, однако уровень температур невысок. После снятия возмущений температура снижается до первоначального значения.
В режимах с отключенными ПВД на скользящем давлении поверхности нагрева НРЧ попадают в экономайзерную зону, а испарительная зона начинается в СРЧ и заканчивается в области ВЗ.
Рис. 3.26. Статические характеристики котла ТГМП-1202 энергоблока 1200 МВт по температуре (а) и давлению (6) среды в режиме скользящего давления в зависимости от электрической нагрузки:
а: I — металла труб НРЧ-П, 2 — металла труб СРЧ; 3 — металла труб ВРЧ, 4 среди до ВЗ: 5 среды за ВРЧ; 6 — среды за НРЧ-П; 7 среды за НРЧ-1. 8 — среды за подвесными трубами; 9 питательной воды; б: 1 — за регулирующим питательным клапаном; 2 до ВЗ; 3- за котлом; 4 - перед стопорным клапаном; 5 — до регулирующих клапанов турбины, 6- за регулирующими клапанами турбины
Рис. 3.27 Температурная характеристика котла ТГМП-1202 энергоблока 1200 МВт при отключении ПВД-А и снижении нагрузки энергоблока на скользящем давлении до 600 МВт. Регулирующие клапаны турбины открыты полностью: а — температура металла панелей НРЧ-П по вставкам: 1 — фронтовая панель № 4, труба № 56; 2 — фронтовая панель № 9, труба № 4; 3 — тыльная панель № 2, труба № 54, б — температура среды на выходе из панелей НРЧ-I и НРЧ 11: 1 область, ограниченная максимальными и минимальными значениями температур на выходе из панелей НРЧ-П; 2 НРЧ II, тыльная панель № 9, труба № 4; 3 — НРЧ-I, после смешения; в давление среды перед встроенной задвижкой; г - электрическая нагрузка
Все змеевики СРЧ находятся на насыщении, ряд змеевиков ВРЧ выходят на перегрев, однако уровень температур не превышает предельно допустимых значений по условиям окалинообразования. При нагрузках энергоблока 750—800 МВт в режиме скользящего давления как с включенными, так и с отключенными ПВД по результатам измерений скоростей среды в змеевиках НРЧ-П межзмеевиковая пульсация среды отсутствует [120].
Установлено, что критерием ограничений нагрузки энергоблока является возникновение кризиса ухудшения теплообмена второго рода при снижении нагрузки котла, а следовательно, и давления среды в радиационных поверхностях нагрева. Поддержание давления среды до ВЗ на уровне 17 МПа обеспечивает надежную работу поверхностей нагрева котла до нагрузки 600 МВт [121]. Однако в случае возникновения аварийных ситуаций в энергосистемах или по другим возможным причинам регулирующие клапаны турбины могут открыться полностью, а экранные поверхности попадут в недопустимый режим работы.
Пример работы котла с отключением ПВД-А показан на рис. 3.27 [121]. При снижении нагрузки до 600 МВт (давление среды перед ВЗ 12,5 МПа) возникает температурная разверка: по отдельным трубам тыловой панели НРЧ-П происходит повышение температуры среды на 45° С, а в трубах фронтовых панелей НРЧ-П резко повышается температура металла до 590° С. При повышении нагрузки энергоблока до 650 —660 МВт нарушения температурного и гидравлического режимов прекращаются. Предполагается, что температурные разверки в змеевиках НРЧ появляются при попадании в разверенные трубы пароводяной смеси с массовым паросодержанием х = 0,7=0,75 и являются следствием неравномерной раздачи по трубам пароводяной смеси.
Режим работы котла ТГМП-1202 в диапазоне нагрузок энергоблока 650—700 МВт при нанесении возмущений надежен. Следовательно, нагрузку энергоблока 700 МВт в режиме скользящего давления следует считать как минимальную по условиям надежности работы поверхностей нагрева котла при полностью открытых регулирующих клапанах турбины. При этом регулировочный диапазон нагрузок энергоблока на скользящем давлении составил 500 МВт (1200—700 МВт) [120—122].
