ГЛАВА V
МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ЭРОЗИОННОГО ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ ТУРБИН
Применяемые в настоящее время мероприятия по уменьшению эрозионного износа деталей влажнопаровых турбин можно разбить на три основные группы: активные (схема V.1), пассивные (схема V.2) и активно-пассивные (схема V.3).
К активным отнесем любые способы уменьшения степени влажности в проточной части. Пассивные мероприятия включают способы ослабления эрозионного воздействия влаги без ее отвода. Активно-пассивные способы — мероприятия смешанного вида.
А. Активные способы
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛА ПТУ И АПТУ
Отечественные и зарубежные турбостроители применяют несколько способов уменьшения влажности в проточной части турбины.
Одним из весьма действенных способов является выбор параметров цикла, обеспечивающих приемлемую величину влажности в ступенях ЧНД, наиболее чувствительным к эрозии.
Для обычных конденсационных турбин обеспечение допустимой влажности в последних ступенях ЧНД осуществляется введением промежуточного перегрева пара (однократного или двукратного).
Промперегрев наряду с увеличением экономичности цикла позволяет существенно снизить влажность пара в конце процесса расширения.
Для влажнопаровых турбин АЭС применяется [2, 33] цикл с одно- и двухступенчатым промперегревом. Применение паропарового промперегрева при слегка влажном или сухом насыщенном паре начальных параметров повышает экономичность турбоустановки по сравнению с установкой без промперегрева примерно на 1,5% [2].
В турбинах АЭС с однократным промперегревом могут быть использованы два источника греющего пара, в частности, к первой ступени промперегрева подводится греющий пар из отбора
ЦВД, а ко второй ступени — острый пар, отбираемый перед стопорными клапанами.
Использование двух источников перегрева повышает выигрыш в экономичности и электрической мощности установки на 0,3— 0,5% [2].
В результате применения однократного двухступенчатого промперегрева за промперегревателем перед ЦНД может быть получен перегретый пар. Однако на вторую ступень требуется отвод пара около 3% от общего расхода свежего пара. На некоторых АПТУ фирмы «Вестингауз» это количество составляло около половины расхода греющего пара, расходуемого в одноступенчатой схеме промперегрева.
Стремление к дальнейшему увеличению экономичности теплового цикла ПТУ обусловило применение двукратного промперегрева. Однако в процессе эксплуатации выгода от применения двукратного промперегрева снижается. Снижение выгоды объясняется большим количеством неплановых остановок, работой ПТУ со сниженными параметрами после первого промперегревателя, повышением сопротивления паропроводов из-за отложений в проточной части турбины и др. Применение двукратного промперегрева может быть оправдано только снижением конечной степени влажности за последней ступенью ЦНД в обычной ПТУ до уровня 4,5—5% против 10—12% в ПТУ с однократным промперегревом [33].
Снижение конечной влажности за ЦНД достигается также повышением давления в конденсаторе. В зависимости от техникоэкономических расчетов турбоагрегат одного и того же типа изготовляется с различными значениями давления отработавшего пара и соответственно разными выходными частями и конденсаторами.
На конечную влажность за ЧНД влияет также величина разделительного давления — давления пара на входе в ЦНД. В настоящее время для отечественных АПТУ в качестве ЦНД выбраны части низкого давления обычных ПТУ [43]. Разделительное давление находится на уровне 140—350 кПа. При таком давлении и наибольшей достижимой температуре перегрева свежим паром влажность за ЦНД составляет от 8 до 14%, что считается предельным для ЦНД этого типа.
Увеличение разделительного давления для указанных ЦНД возможно только при условии реконструкции их систем влагоулавливания внутри проточной части.
Как показано в [33], по технико-экономическим оценкам оптимальная величина разделительного давления при одноступенчатом перегреве равна 20% от начального, при двухступенчатом — 15%.
Следовательно, для турбин с начальным давлением пара 6 МПа разделительное давление должно быть равно 1,2—0,9 МПа, что и наблюдается в американских АПТУ [2].
СХЕМА V.1
АКТИВНЫЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ЭРОЗИОННОГО ИЗНОСА
СХЕМА V.2
ПАССИВНЫЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ЭРОЗИОННОГО ИЗНОСА
СХЕМА V.3
АКТИВНО-ПАССИВНЫЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ЭРОЗИОННОГО ИЗНОСА
