В питательный тракт входят конденсаторы турбин, регенеративные подогреватели, деаэраторы, конденсатные, бустерные и питательные насосы, конденсаточистка.
Регулирование основного параметра тракта — расхода питательной воды — определяется нуждами парогенераторов и рассмотрено в § 8.4 и 8.5. В этом параграфе мы рассмотрим регулирование других параметров тракта.
Регулирование уровня в конденсаторах турбин. Насосы, откачивающие конденсат из конденсаторов турбины, работают на воде, температура которой близка к температуре насыщения. Поэтому во избежание кавитации расход конденсата через насосы во всех режимах должен быть постоянным и равным номинальному независимо от расхода пара в конденсатор. Кроме того, постоянство расхода конденсата необходимо для обеспечения нормальной работы холодильников пара пароструйных эжекторов, охлаждаемых потоком конденсата. В то же время уровень в конденсаторе должен поддерживаться в жестких пределах, так как его снижение может вызвать уменьшение давления на всосе насосов и возникновение кавитации, а повышение — затопление части теплообменной поверхности конденсатора, ухудшение теплообмена и экономичности блока. Для выполнения этих требований регулирование уровня в конденсаторе 1 (рис. 8.22, а) производится с помощью линии рециркуляции 2 и регулирующего трехходового клапана 3 Сигнал по уровню в конденсатосборнике 4 от уровнемера 5 поступает на регулятор 5, который управляет клапаном 3. Характеристики клапана подобраны таким образом, что при любом его положении расход через насос (или насосы) 7 и холодильники эжекторов 8 постоянен, а меняется соотношение расходов через линию рециркуляции 2 и основную магистраль 9. Таким образом, расход конденсата в линии 9 устанавливается равным сумме расходов пара Dn и. химически очищенной воды DX0B.
Регулирование давления в деаэраторах. Оно необходимо для обеспечения нормальной деаэрации питательной воды и правильного режима питательных насосов и осуществляется путем подачи пара в головку деаэратора через дроссельный регулирующий клапан (схема «(После себя»). При этом вода нагревается до температуры насыщения и растворенные в ней газы переходят в пар, удаляемый в выпар деаэратора (деаэрация).
Рис. 8.22. Регулирование параметров установок питательного тракта:
а — регулирование уровня в конденсаторах турбины; б — регулирование давления и уровня в деаэраторах, в — регулирование уровня в регенеративных подогревателях; г — схема поплавкового конденсатоотводчика
Пар на деаэратор подается из отбора турбины, давление в котором при номинальной мощности превышает давление в деаэраторе не менее чем на 40—50% (т. е. при давлении в деаэраторе 0,6 МПа номинальное давление в отборе должно быть не менее 0,8 МПа). Так как давление в отборах турбины пропорционально ее мощности, при снижении мощности до 50—70% номинальной давление в отборе становится недостаточным для питания деаэратора и пар начинает подаваться из другого источника. В качестве такого источника может быть использована магистраль собственных нужд 0,9 или 1,2 МПа. Система регулирования давления, обеспечивающая плавный переход с одного источника на другой как при снижении, так и при увеличении мощности турбины, показана на рис. 8.22,б. Нормально магистраль питания деаэраторов 1 снабжается паром из отбора турбины.
Давление в магистрали поддерживается регулятором 3, получающим импульс от манометра 4 и воздействующим на дроссельный клапан 5. Кроме регулятора 3 имеется регулятор 7, получающий импульс от манометра 6 и воздействующий на дроссельный клапан 8. Клапан 8 регулирует подачу пара от магистрали собственных нужд 9. Уставка регулятора 7 выбирается несколько ниже, чем у регулятора 3, поэтому при подаче пара от отбора 2 через клапан 5 давление в магистрали 1 выше уставки регулятора 7 и клапан 8 полностью закрыт. При снижении давления в отборе 2 приблизительно до уставки регулятора 7 он вступает в работу и открывает клапан 8, после чего поддерживает давление на заданном уровне (несколько менее номинала). Во избежание обратного перетока пара из магистрали 1 в отбор турбины устанавливается обратный клапан 10. При повышении мощности турбины давление в отборе 2 поднимается, обратный клапан 10 открывается, пар из отбора начинает поступать в магистраль 1 и давление в ней поднимается выше уставки регулятора 7. Регулятор 7 закрывает клапан 8, и система переходит на снабжение паром из отбора.
Регулирование уровня в деаэраторах. Компенсация потерь рабочего тела в пароводяном контуре производится подпиткой химически очищенной водой (ХОВ), которая обычно осуществляется в конденсатор турбины. Сигналом уменьшения массы воды в контуре является снижение уровня в деаэраторе, так как масса рабочего тела в других агрегатах контура поддерживается практически постоянной. Регулятор уровня в деаэраторе 11 (рис. 8.22,б) получает сигнал от уровнемера 12 и воздействует на клапан 13, регулирующий подачу ХОВ в конденсатор турбины. При этом регулирующее воздействие задерживается, так как увеличение расхода ХОВ сначала приводит к увеличению уровня в конденсаторе, что воспринимается регулятором 6 (рис. 8.22,а), и только в результате его работы увеличивается подача в питательную линию 9. Однако жестких технологических требований к динамическим отклонениям уровня в деаэраторе не предъявляются. Изменение уровня з допустимых пределах происходит за длительное время (даже при полном прекращении подачи питательной воды в деаэратор падение уровня продолжается не менее 5 мин). Поэтому описанная схема регулирования, несмотря на ее невысокое быстродействие, получила всеобщее распространение.
Регулирование уровня воды в регенеративных-подогревателях. В регенеративных подогревателях происходит нагрев конденсата и питательной воды паром, поступающим из нерегулируемых отборов турбины. В подогреватели, расположенные дальше по ходу питательной воды, пар поступает от отборов турбины c более высоким давлением, что и обеспечивает постепенный подогрев воды по мере ее продвижения от конденсатора к парогенератору. Дренаж (конденсат) греющего пара либо отводится самотеком в паровое пространство предыдущего по ходу воды подогревателя, либо подается насосом в питательную линию (см. рис. 8.22,в, где показано включение подогревателей низкого давления блока ВВЭР-1000).
Снижение уровня конденсата в подогревателях недопустимо, так как при оголении дренажных патрубков в них может появиться пар («проскок» пара). Если дренаж подается самотеком в другой подогреватель, проскок снижает термодинамический КПД цикла, так как увеличивается расход пара из отборов более высокого давления. При отводе дренажа насосом появление проскока может вывести насос, из строя. При повышении уровня конденсат закрывает часть трубчатки подогревателя, что ухудшает теплообмен. Кроме того, большой запас воды в корпусе подогревателя может вызвать ее вскипание и аварийный заброс пароводяной смеси в паровую турбину в случае, если при резком снижении нагрузки турбины недостаточно быстро закроют обратные клапаны на паропроводе отбора.
Уровень во всех подогревателях поддерживается регуляторами 1 (рис. 8.22,в), получающими импульс от уровнемеров 2 и воздействующими на регулирующие дроссельные клапаны 3. Динамика этого контура достаточно проста и обычно не вызывает трудностей в настройке.
Для регулирования уровня в подогревателях у турбин малой мощности при сливе дренажа самотеком иногда применяются регуляторы прямого действия—поплавковые конденсатоотводчики (рис. 8.22,г). Конденсатоотводчик устанавливается в нижней части подогревателя. При повышении уровня конденсата поплавок 1 всплывает, увлекая за собой шток клапана 2 и увеличивая расход конденсата из подогревателя. При снижении уровня поплавок опускается и уменьшает расход.
