1 — реактор; 2 — циркуляционный насос среднего давления; 3 — барабан-сепаратор среднего давления; 4 — парогенератор; 5 — вторичный пароперегреватель; 6 — пароперегреватель среднего давления; 7 — пароперегреватель высо
Рис. 17.4. Упрощенная тепловая схема АЭС "Данджнесс А":
По типу атомной электростанции "Колдер-Холл" в Великобритании было построено еще шесть других. Они характеризовались усовершенствованием активной зоны и некоторым повышением давления и выходной температуры углекислоты (см. рис. 17.1). В связи с этим удалось несколько улучшить параметры пара и снизить расход электроэнергии на газодувку до 12%. Кроме того, температура перегрева пара для обеих ступеней давления была принята одинаковой, что повысило тепловую экономичность этих станций по
В процессе работы возможно проникновение в теплоноситель графитовой пыли и оксидов железа, поэтому около 2% расхода теплоносителя отводится из напорной линии газодувки в фильтрационную установку с возвратом к всасу газодувки. Всего в контуре содержится 25 т СO2. Для заполнения реактора и всего первого контура газом, а также для восполнения потерь имеется хранилище теплоносителя. Углекислоту в жидком виде привозят на станцию в автоцистернах и хранят при давлении 2,46 МПа в жидком состоянии (с помощью фреонового охлаждения) в четырех резервуарах емкостью 4 т каждый. Перед поступлением в систему теплоноситель переводят в газообразное состояние и затем подают в контур под давлением 1,05 МПа. Компоновка атомной электростанции "Колдер-Холл" разомкнутая. Она принята полуоткрытой — каждый реактор расположен в отдельном помещении, а снаружи, по сторонам реакторного здания, под открытым небом установлены парогенераторы, покрытые тепловой изоляцией и водонепроницаемым составом. Турбогенераторы расположены в отдельном помещении.
частоты вращения ее ротора. Расход электроэнергии на собственные нужды только на привод газодувки составляет 17%.
a — без водяного экономайзера и без пароперегревателя; б — с водяным экономайзером и без пароперегревателя; в — с водяным экономайзером и с пароперегревателем при выработке пара двух давлений; 1 — водяной экономайзер общий; 2 — парообразование низкого давления; 3 — перегрев пара низкого давления; 4 — вторая ступень водяного экономайзера; 5 — парообразование повышенного давления; 6 — перегрев пара повышенного давления
Рис. 17.3. t, Q — диаграмма для АЭС с газовым теплоносителем:
Один из недостатков реакторов с газовым теплоносителем — большой расход электроэнергии на перекачку газа. Для уменьшения этих затрат теплоноситель (углекислота) прокачивается через реактор газодувкой, установленной на "холодной" стороне. Температура газа на выходе из газодувки поддерживается постоянной — 135℃, давление СО2 — 0,7 МПа. Производительность газодувки регулируется изменением
а питательный насос (15 на рис. 17.1) — общий для обеих частей, так же как и водяной экономайзер 9. После него питательный трубопровод раздваивается на линии низкого и повышенного давлений, с установкой отдельных регулирующих клапанов питания. Общее взаимное направление потоков теплоносителя и рабочей среды принято противоточным. Стремление к компактности всей установки предопределило использование многократной принудительной циркуляции, осуществляемой насосами 13 и 12. На АЭС общей мощностью 46 МВт установлены четыре парогенератора и две турбины. Все парогенераторы работают на общие паровые коллекторы повышенного 16 и низкого давления 18, расположенные в машинном зале. Малая коррозионная агрессивность СО2 позволила поверхности нагрева парогенераторов и паропроводов выполнить из простой углеродистой стали. Поэтому для добавочной воды не требуется обессоливания — достаточно только умягчения. Пар повышенного давления подводится к головной части турбины, а низкого — к одной из ее промежуточных ступеней.
1 — реактор; 2 — парогенератор; 3 — пароперегреватель повышенного давления; 4 — водяной экономайзер второй ступени повышенного давления; 5 — парообразующая поверхность повышенного давления; 6 — пароперегреватель низкого давления; 7 — парообразующая поверхность низкого давления; 8 — регулирующий клапан питания повышенного давления; 9 — водяной экономайзер повышенного давления (общий); 10 — газодувка; 11 — барабан-сепаратор повышенного давления; 12 — циркуляционный насос повышенного давления; 13 — циркуляционный насос низкого давления; 14 — регулирующий клапан питания низкого давления; 15 — питательный насос повышенного давления; 16 — паровой коллектор повышенного давления; 17 — паровая турбина; 18 — паровой коллектор низкого давления; 19 — конденсатор; 20 — конденсатный насос; 21 — подогреватель на сбросе пара эжекторов; 22 — вакуумный деаэратор
Рис. 17.2. Упрощенная тепловая схема АЭС "Колдер-Холл":
Из рис. 17.3в видна необходимость низкой температуры питательной воды (40 ℃) на входе в парогенератор, что потребовало установки вакуумного деаэратора и ограничения регенеративного подогрева одним ПНД (см. рис. 17.2). В эксплуатации параметры части парогенератора повышенного давления поддерживаются постоянными, а остальная часть парогенератора работает при переменном давлении, причем при минимальной нагрузке давление становится почти таким же, как и в части повышенного давления. Поэтому вся парогенераторная установка рассчитана на повышенное давление,
АЭС, явилась невысокая температура СO2 после реактора и соответственно низкие параметры пара после парогенератора. В результате КПД брутто АЭС "Колдер-Холл" составил всего 25,6%, а КПД-нетто (с учетом всех собственных нужд и прежде всего расхода на привод газодувки) — 18,5%. Для достижения даже этих невысоких показателей тепловой экономичности на станции пришлось применить пароводяной цикл двух давлений, причем для каждого из них использованы не только парообразующие, но и экономайзерные и перегревательные поверхности нагрева. Причины этого видны из рис. 17.3. В сравнении с водным теплоносителем (30 ℃ для ВВЭР) перепад температуры СО2 в реакторе существенно выше (200 ℃), поэтому применение насыщенного пара одного давления как при отсутствии (рис. 17.3а), так и при наличии водяного экономайзера (рис. 17.3б) привело бы к низкому давлению пара перед турбиной. Для достижения указанной выше тепловой экономичности АЭС "Колдер-Холл" на ней применен цикл с перегретым паром двух давлений, преимущества которого видны из рис. 17.3в. Соответствующее расположение отдельных поверхностей нагрева в парогенераторе показано на рис. 17.2. Параметры пара перед турбиной для части повышенного давления — 1,4 МПа, 310℃, для низкого давления — 0,37 МПа, 170℃.
Рис. 17.1. Основные показатели английских АЭС с теплоносителем CO$sub$2$/sub$ и магноксовыми оболочками твэлов
Основные характеристики АЭС "Колдер-Холл" приведены на рис. 17.1, а упрощенная ее тепловая схема — на рис. 17.2. Применение магниевого сплава ("магнокс"), благоприятного по своим ядерно-физическим характеристикам, ограничивает температуру оболочек твэлов (400 ℃). В связи с этим температура СO2 после реактора АЭС "Колдер-Холл" составляла всего 336 ℃. Так как расход СO2 через реактор тем меньше, чем больше перепад температуры газа на выходе и входе реактора, то температура СO2 после парогенератора, то есть при входе в реактор, принята равной 140 ℃. Это предопределило отказ от регенеративного подогрева после деаэратора, что снизило тепловую экономичность АЭС. Вторым обстоятельством, также способствовавшим низкой экономичности
В качестве теплоносителя двуокись углерода СО2 была применена прежде всего на первой АЭС Великобритании ("Колдер-Холл"), что объяснялось назначением этой станции — получением плутония при использовании в активной зоне природного урана. Положительный опыт работы этой станции побудил сохранить этот тип и на последующих АЭС. Несколько АЭС с углекислотным теплоносителем действовали также во Франции и по одной АЭС в Японии, Италии и Испании.
17.2. АЭС с углекислотным теплоносителем
:: :: :: :: :: :: ::
» Глава 17. Атомные станции с газовым теплоносителем
Атомные электростанции (АЭС) России. АЭС с углекислотным теплоносителем.
Комментариев нет:
Отправить комментарий