ГЛАВА ТРЕТЬЯ
КОНДЕНСАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ
СПЕЦИФИКА
Наиболее характерная отличительная особенность конденсационных устройств паротурбинных установок АЭС — большая суммарная поверхность теплообмена конденсатора, которая обусловлена увеличенным по сравнению с ТЭС расходом пара на единицу мощности турбин [10].
При расчете конденсаторов удельная паровая нагрузка как для турбин АЭС, так и для турбин ТЭС принимается одинаковой, поэтому необходимо увеличение суммарной поверхности теплообмена конденсаторов турбин АЭС, а требуемая удельная (на единицу мощности турбин) поверхность теплообмена конденсаторов увеличивается примерно в 1,8 раза по сравнению с ТЭС.
В то же время значительный рост поверхности теплообмена при частоте вращения ротора 3000 об/мин не создает существенных трудностей при проектировании конденсатора. Объясняется это тем, что с увеличением мощности и расхода пара требуется увеличивать габаритные размеры выхлопных патрубков ЦНД и число выхлопов. Соответственно при увеличенных габаритах фундамента турбины возможно размещение конденсаторов с увеличенной поверхностью теплообмена. При этом конденсационные устройства располагаются обычно под турбиной («подвальное» расположение) поперек ее продольной оси.
Переход к тихоходным турбинам с. частотой вращения ротора 1500 об/мин и с более высокой мощностью одного ЦНД по сравнению с быстроходными турбинами значительно затрудняет создание конденсационных устройств с увеличенной поверхностью теплообмена при их «подвальном» расположении. Задача упрощается при условии бокового расположения конденсаторов, недостатком которого является несколько затрудненный доступ к ЦНД при вскрытии турбины [10].
С точки зрения процессов теплообмена и требований к конструкции условия работы конденсационных устройств турбин двухконтурных АЭС и турбин ТЭС практически ничем не отличаются, поэтому методика расчета конденсаторов для АЭС, конструкция, технологические требования, применяемые материалы обычно такие же, что и для ТЭС.
При конструировании конденсаторов турбин насыщенного пара одноконтурных АЭС должны учитываться такие факторы, как радиоактивность пара, конденсата, повышенное содержание в паре неконденсирующихся газов в виде гремучей смеси, которая образуется в реакторе в результате радиолиза воды.
Радиоактивность пара является одним из факторов, влияющих на выбор материалов для изготовления конденсаторов.
Радиоактивность конденсата выдвигает целый ряд специфических требований: быстрый и полный дренаж конденсата, предотвращение его застоя, соответствующая чистота обрабатываемых поверхностей и др.
Гремучая смесь, поступающая в конденсатор, как известно, является взрывоопасной только при определенной ее концентрации и при определенных параметрах (давление и температура). Поступая вместе с паром из реактора в турбину в «разбавленном» состоянии, гремучая смесь не является взрывоопасной, так как концентрация ее весьма мала и практически не меняется вдоль проточной части турбины. В конденсаторе же по мере движения от входа в трубный пучок до места отсоса воздуха концентрация гремучей смеси непрерывно растет из-за конденсации пара. Наиболее неблагоприятным местом в конденсаторе по условиям образования взрывоопасной концентрации гремучей смеси является зона воздухоохладителя.
Для конденсаторов турбин АЭС с боковым выхлопом пара компоновка трубного пучка имеет свои особенности, обусловленные изменением направления потока пара относительно трубного пучка и взаимным расположением ЦНД и конденсаторов. В расположенных по обе стороны ЦНД боковых конденсаторах при их относительно большой высоте трубный пучок выполнен в виде ленты, как и в «подвальных» конденсаторах, направлен навстречу потоку пара и собран из однотипных элементов, расположенных один над другим по высоте конденсатора. Компоновка трубных пучков в боковых конденсаторах симметрична относительно оси турбоагрегата.
Теория теплового процесса, конструкция, расчет элементов конденсатора на прочность, теория переменного режима рассматриваются в соответствующих курсах [2, 6, 10].
