Конструктивное выполнение конденсаторов
Конденсаторы современных АЭС, как правило, имеют прямоугольную форму и собираются из отдельных секций непосредственно на монтажных площадках. Расходы пара в конденсаторы на АЭС (см. гл. 3) в 1,8—2 раза выше по сравнению с ТЭС той же мощности. Это связано с более низкими начальными параметрами пара на АЭС с водным теплоносителем.
По ходу технической воды в конденсаторе последние подразделяются на одно-, двух- и трехходовые (рис. 7.7). В одноходовом конденсаторе техническая вода проходит через конденсатор однократно, в двух- и трехходовом делает два или три хода. Наиболее удобно компонуются двухходовые конденсаторы, так как подвод и отвод технической воды осуществляется с одной стороны.
При аварийных сбросах нагрузки на турбину и в пусковых режимах пар сбрасывается в конденсатор, минуя турбину. Для этих целей в переходных патрубках конденсатора расположены приемно-сбросные устройства.
В нижней части конденсаторов имеются конденсатосборники, оборудованные деаэрационными устройствами для удаления растворенных в воде газов, в основном, кислорода. Для улучшения теплоотвода и стока конденсата используется компоновка трубного пучка в виде многократно свернутой ленты (рис. 7.8). Работа конденсатора при давлениях ниже атмосферного приводит к присосам не только воздуха, но и технической воды. Наиболее вероятными узлами присоса технической воды являются места заделки труб в трубные доски. Для уменьшения присосов технической воды в местах заделки труб в трубные доски применяются различного рода обмазки.
Рис. 7.7. Схемы конденсаторов:
а — одноходовая; б — двухходовая; 1 — пар из ЦНД турбины; 2 — теплообменная поверхность; 3 — трубная доска; 4 — выход охлаждающей воды; 5 — отвод конденсата, 6 — вход охлаждающей воды
Рис. 7 8. Конденсаторы турбин типа К-220-44/3000 и К-500-65/3000:
1 — трубный пучок, 2 — сливные трубы, 3 —тупиковый канал для пара; 4 — боковой канал для пара, 5 — паровые щиты; 6 — воздухоохладитель; 7 — правый конденсатор, 8 — левый конденсатор, 9 — конденсатосборник; 10 — задняя водяная камера; 11 — пружинная опора; 12 — передняя водяная камера; 13 — переходной патрубок. 14 — приемо-сбросное устройство; 15 — перепускной патрубок, I — отработанный пар; II — сбрасываемый пар, III — паровоздушная смесь; IV, V — охлаждающая вода; VI — конденсат
Абсолютно бесприсосные конденсаторы сделать не удается, так как в процессе работы происходит нарушение плотности труб поверхности теплообмена за счет коррозионных и эрозионных процессов, а также «перетирание» труб в местах дистанционирования труб. Применявшиеся ранее для уменьшения присосов двойные трубные доски, «соленые» отсеки усложняли конструкцию и были малоэффективны, поэтому в настоящее время не используются. По мере увеличения времени работы конденсаторов присосы возрастают и составляют в среднем 0,002—0,005 % от расхода пара на турбину. Такие присосы практически не влияют на материальный баланс турбоустановки, но в значительной степени определяют солевой баланс цикла.
Для предотвращения вредного влияния присосов применяется обессоливание всего конденсата на ионообменной установке, которая является обязательной не только на одноконтурных, но и на лвухконтурных АЭС при использовании в качестве технической как морской, так и речной воды.
Конденсаторы, как правило, располагаются под турбинами в проеме фундамента (подвальное расположение). Для турбин К-500-60/1500 для V блока Нововоронежской АЭС (ВВЭР-1000) впервые в СССР были применены ЦНД с боковым расположением конденсаторов. Это позволяет в корпусах конденсатора располагать большие поверхности, так как не существует ограничений, связанных с размещением конденсаторов в проеме фундамента турбин.
Выбор конденсатных насосов
Конденсатные насосы преодолевают гидравлическое сопротивление всего конденсатного тракта от конденсатора до деаэратора, включая давление в деаэраторе (см. гл. 5).
Если применена блочная очистная установка, то конденсатные насосы устанавливаются в два подъема (рис. 7.9, б). Насосы первого подъема (КН1) преодолевают сопротивление БОУ, охладителей пара основных эжекторов и эжекторов уплотнений. Насосы второй ступени (КН2) преодолевают гидравлическое сопротивление оставшегося участка конденсатного тракта, включая давление в деаэраторе. При отсутствии БОУ применяется одноподъемная схема конденсатных насосов (рис. 7.9, а).
Если в тепловой схеме турбоустановки используются подогреватели смешивающего типа (как правило, первые два по ходу основного потока конденсата), то вторая ступень конденсатных насосов (рис. 7.9, в) располагается за вторым смешивающим подогревателем. Такое решение принято для турбин К-1000-60/3000.
Для повышения надежности работы конденсатных насосов их устанавливают с определенным подпором по отношению к конденсатору. Такой подпор легче осуществить при боковом расположении конденсаторов и сложнее при «подвальном». В последнем случае сопротивление всасывающего участка должно быть минимальным.
Рис. 7.9. Схемы включения конденсатных насосов:
а— одноподъемная без БОУ; 6 — двухподъемная с БОУ и смешивающими подогревателями низкого давления (в); 1— поверхностный конденсатор. 2—техническая вода; 3 — конденсатные насосы; 4 — охладители пара эжекторов; 5 — поверхностные подогреватели низкого давления; 6 — БОУ; 7 — смешивающие подогреватели низкого давления
В качестве конденсатных насосов применяют сальниковые центробежные насосы с электрическим приводом. Обычно на одну турбину устанавливают два рабочих насоса и один резервный, каждый по 50 % производительности.
Расход пара в конденсатор, а следовательно, и расход конденсата в течение года не постоянен и зависит от температуры технической воды. Как указывалось в § 7.1, температура охлаждающей воды в летний период выше, а значит, вакуум в конденсаторе ухудшается. Для выработки той же мощности необходимо увеличивать расход пара через турбину, и следовательно, при этом увеличивается расход пара в конденсатор. Производительность конденсатных насосов должна выбираться по летнему графику работы турбоустановки.
В настоящее время разрабатываются схемы турбоустановок без установки деаэратора на основном потоке конденсата (бездеаэраторные схемы). В этом случае конденсатные и питательные насосы должны выбираться совместно, так как в бездеаэраторной схеме конденсатный насос создает подпор для питательного насоса. В схеме с деаэратором работа конденсатных и питательных насосов не зависит друг от друга.
