- АППАРАТЫ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СЕПАРАЦИИ И ПЕРЕГРЕВА ПАРА
Сепараторы-пароперегреватели.
В отечественных турбинах АЭС для снижения влажности пара кроме сепарации влаги в проточной части турбины применяется также промежуточная внешняя сепарация пара либо сепарация с последующим паровым перегревом отсепарированного пара. Применение того или иного способа, а также выбор параметров, при которых осуществляется влагоудаление и перегрев, определяются тепловой схемой конкретной турбоустановки на основании технико-экономических расчетов [18].
В тепловых схемах турбин К-500-65/3000, К-220-44, К-500-60/1500 и К-1000-60/3000 предусмотрена промежуточная сепарация пара с последующим его перегревом в комбинированных аппаратах — сепараторах-пароперегревателях (СПП).
Во всех рассматриваемых типах турбин применены однотипные сепарационные устройства, у которых отделение влаги осуществляется на поверхности сепарирующих элементов, представляющих собой волнообразно изогнутые листы, набранные в пакеты. Применение сепараторов такого типа обусловлено простотой и высокой надежностью такой конструкции во всех режимах работы турбины. Технические характеристики сепараторов приведены в работах [10, 18].
Схема включения аппаратов СПП-220 в общую тепловую схему турбоустановки К-220-44 представлена на рис. 5.8. Сепаратор-пароперегреватель для турбины К-500-60/1500 конструктивно полностью повторяет СПП-220. Отличие некоторых теплотехнических характеристик [6, 10] позволило комплектовать турбину К-500-60/1500 четырьмя аппаратами, подобными. СПП-220.
Рис. 5.8. Схема включения СПП-200
Сепарато- и конденсатосборники.
Для обеспечения надежности турбин, в схеме которых предусмотрены сепараторы или сепараторы-пароперегреватели, а также для обеспечения нормальных условий эксплуатации этих аппаратов должны быть соблюдены следующие основные требования [6, 10]:
- Аппараты в процессе эксплуатации должны быть «сухими», т. е. сепарат влажного нагреваемого пара и конденсат греющего пара должны выводиться из них и накапливаться в промежуточных емкостях. Этим предотвращается заброс воды в турбину или разгон турбины выпаром сепарата или конденсата в режимах резкого снижения нагрузки.
- В промежуточных емкостях должен поддерживаться постоянный уровень сепарата или конденсата, чтобы избежать «проскоков» пара через работающий аппарат.
- Для поддержания процесса теплообмена в пароперегревателях, а также для предотвращения опасной концентрации гремучей смеси в установках, работающих на паре первого контура, должно быть обеспечено удаление из аппаратов неконденсирующихся газов, выделяющихся при конденсации греющего пара на поверхностях теплообмена.
- Аппараты должны быть защищены от недопустимого повышения давления в них при аварийных ситуациях.
Жидкая фаза, которая образуется в различных зонах СПП, отводится в самостоятельные, не связанные между собой емкости, именуемые соответственно сепаратосборниками (СС), конденсатосборниками первой (KCI) и второй (КСII) ступени, которые располагаются ниже соответствующей зоны с учетом возможного изменения давления в аппарате, куда отводится жидкая фаза.
На корпусе СС и КС (рис. 5.9) основные подводящие патрубки располагаются ниже нормального уровня в этих элементах схемы, патрубки отвода — в нижней части (в турбинах К-220-44 по условиям компоновки патрубки выведены из цилиндрической части корпуса, однако отводящая труба доведена до днища сборника), один из штуцеров для присоединения импульсной линии регулирования уровня — в нижней части корпуса, все остальные патрубки и штуцера — на верхнем днище.
Для предотвращения значительного колебания уровня в се- парато- и конденсатосборниках СПП-500 установлены горизонтальные сетки-успокоители, расположенные между основными подводящими патрубками и нормальным уровнем. Патрубки для уравнительных линий, соединяющих паровые пространства СС и КС с соответствующими полостями СПП, создают условия для нормального слива воды из полостей СПП в сборник. При этом СС соединен с пространством за сепарационным устройством, a KCI и КСИ — с пространством своих выходных камер.
Рис. 5.9. Схема включения сепарато- и конденсатосборников СПП-200 турбоустановки К-220-44: а — сепаратосборник; б — конденсатосборник первой ступени; в — конденсатосборник второй ступени
Для обеспечения нормальных условий работы СПП на трубопроводах за сепарато- и конденсатосборниками установлены регулирующие клапаны, поддерживающие постоянный уровень отводимой жидкости в указанных элементах схемы включения СПП. В турбинах К-220-44 применены регулирующие клапаны прямого действия, а в К-500-65/3000— клапаны с электронными регуляторами уровня.
Требование эффективного удаления неконденсирующихся газов со стороны теплообменной поверхности СПП выполняется благодаря постоянной продувке полостей конденсации греющим паром. Продувка не превышает 1 % общего расхода греющего пара на ступени СПП. Продувка трубной системы осуществляется в конденсатосборнике первой и второй ступени самостоятельно, откуда неконденсирующиеся газы через трубопроводы с дроссельными устройствами («трубопровод дроссельных сдувок») направляются в расширительный бак турбоустановки и далее в конденсатор турбины. В одноконтурных установках предусмотрена продувка и сепарационной части СПП на стороне нагреваемого пара с учетом наличия в паре гремучей «смеси и необходимости ее удаления. Эта. продувка осуществляется в сепаратосборник, а далее по такой же схеме — в конденсатор турбины.
Вероятность опасной концентрации гремучей смеси в перегревателях первой и второй ступени СПП одноконтурных турбоустановок исключена даже при учете всех неконденсирующихся газов [10J.
Для защиты корпуса СПП от недопустимого повышения давления пара в аварийных режимах, связанных с разрывом трубок перегревателя первой или второй ступени, на аппаратах устанавливаются предохранительные клапаны, сигнал на открытие которых подается импульсными клапанами, настроенными на соответствующее давление.
