7.5. РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ТУРБИН
Влажнопаровые турбины. Турбины, работающие на влажном паре, обладают определенной маневренностью [17]. Это создает благоприятные предпосылки использования их как
в сочетании с системами аккумулирования, так и в условиях прямой разгрузки реактора.
С целью еще большего повышения маневренности в ряде работ рекомендуется переход к прямоточным ПГ и турбинам слабоперегретого пара [17]. Важное значение, как отмечалось, при этом имеет также выбор программ регулирования ПГ, параметров системы сепарации и паро-парового перегрева турбины и вакуума в конденсаторе.
Рассмотрим некоторые реальные возможности улучшения переменных режимов таких турбин.
Скользящее давление пара на АЭС.
Этот вопрос уже давно привлекает внимание отечественных [55, 69, 73] и некоторых зарубежных специалистов. Так, в [73] высказывается мнение, что в условиях все большего распространения дроссельного парораспределения на влажнопаровых турбинах важным средством повышения экономичности при работе на пониженных нагрузках может стать скользящее давление свежего пара. В [73] проведен общий анализ преимуществ этого способа регулирования и сделаны следующие выводы. При снижении давления (и температуры насыщения) неизбежно снижаются температура вторично перегретого пара, его изоэнтропный теплоперепад и КПД отсеков, попадающих в зону повышенной влажности. Таким образом, при термодинамической неэффективности паро-парового перегрева в идеальных циклах снижение температуры перегрева в реальных влажнопаровых циклах в процессе разгрузки при ρ0 = νаг может снижать внутренний КПД цикла. Степень и направление влияния температуры промперегрева на КПД будет зависеть, как показано в [49], от совершенства влагоудаляющих устройств в проточной части и в некоторой мере от методики их учета.
Результаты проведенных в ПОАТ ХТЗ расчетов переменного режима турбины АЭС мощностью 500 МВт с сепарацией и однократным двухступенчатым промперегревом показали, что применение скользящего давления свежего пара без учета экономии энергии на подачу питательной воды незначительно повышает экономичность турбины. Напротив, эти выгоды ощутимы, если учесть экономию на питательном насосе, обусловленную снижением потребного напора при скользящем давлении пара. Так, при А=0,6 ч-0,7 выигрыш в удельных расходах тепла на выработку электроэнергии может составить 0,5 — 0,7%. По расчетам СПИ [55], для турбины К- 1000-60/1500 ПОАТ ХТЗ, работающей в указанном выше диапазоне давлений, выигрыш составил всего 0,35 — 0,5%.
В [55] обращено внимание на необходимость комплексного подхода к выбору оптимального способа регулирования мощности турбины и энергоблока в целом.
В условиях эксплуатации [73] скользящее давление пара позволяет (при давлениях до 3 МПа) уменьшить влажность пара в узлах парораспределения и паровпуска ЦВД, снизить напряжения в парогенерирующем оборудовании и паропроводах свежего пара, повысить долговечность и надежность этого оборудования. Вместе с тем в [73 ] отмечены недостатки такого регулирования: невозможность быстрой форсировки мощности энергоблока при аварийном снижении частоты в энергосистеме; рост влажности по проточной части ЦНД со снижением нагрузки (в отличие от снижения при постоянных параметрах пара перед турбиной).
Значительные расчетно-экспериментальные проработки по применению скользящего давления на двухконтурных энергоблоках АЭС выполнены в ЛПИ совместно с КолАЭС и НВАЭС [49, 69]. В этих исследованиях рассмотрены способы преодоления с помощью регулирования скользящим давлением ксенонового отравления реактора при его разгрузке в последней трети кампании (0,61,0).
Рис. 7.17. Способы регулирования нагрузки ПГ:
а — схема узла ПГ — ЦВД — сепаратор — СПП; 6 — h — s-диаграмма расширения пара
в турбине К-1000-60/1500;------------------------------------------------------------------------- номинальный режим нагрузки; — — режим
частичной нагрузки при рпг=const, . . . — то же при tср=const
Некоторые результаты экспериментальных исследований работы V блока НВАЭС при работе на скользящем начальном давлении пара приведены в [69]. Измерения показали повышение тепловой экономичности паротурбинных установок (дубль-блок мощностью 1000 МВт) в режиме нагрузки 856,7 МВт (в сравнении с дроссельным) за счет роста относительного внутреннего КПД и снижения мощности, потребляемой приводом питательного насоса.
По данным ряда исследований [17, 49, 50], применение режима скользящего давления целесообразно для расширения регулировочного диапазона реакторов типа ВВЭР, что связано с отрицательным температурным коэффициентом реактивности. Основной прирост маневренности от использования скользящего давления приходится на завершающую часть кампании 0,8<τ<1,0, когда борная кислота практически полностью выведена из контура.
Варианты дроссельного регулирования.
Широко используемое во влажнопаровых турбинах дроссельное регулирование мощности может приводить к различной экономичности режимов работы при разных программах регулирования.
Это объясняется различием в обеспечиваемых этими программами температурах пара, перегреваемого в промежуточной системе турбины (рис. 7.17).
Уменьшение тепловой мощности реактора Q = Qi/Q0 при постоянном расходе теплоносителя и снижении его подогрева может обеспечиваться двумя основными способами: поддержанием постоянной средней температуры tсp = (t' + t")/2 или обеспечением постоянного давления в ПГ. В первом случае при сниженных нагрузках в ПГ будет устанавливаться давление выше номинального, а температура пара за СПП превзойдет значения режимов во втором случае.
При небольшой разгрузке первая программа регулирования ПГ не приведет к значительному повышению рпг сверх номинального значения.
