Принцип работы конденсатора

Потребление воды на ТЭС

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, КОНДЕНСАТОРЫ, ЭЖЕКТОРЫ

Ñ	Ключевые понятия

§ Потребность тепловой электростанции в воде.

§ Принцип работы конденсатора.

§ Эжекторы.

§ Зависимость степени охлаждения отработавшего пара в конденсаторе от температуры охлаждающей воды и кратности охлаждения конденсатора.

§ Прямоточная и оборотная системы технического водоснабжения.

§ Водный баланс электростанций.

Тепловые и атомные электростанции потребляют значительное количество воды для конденсации пара в конденсаторах паровых турбин, обеспечиваемое техническим водоснабжением электростанции. Воду, направляемую в конденсаторы для охлаждения отработавшего в турбине пара называют как технической так и охлаждающей или циркуляционной водой. Кроме конденсаторов техническая вода расходуется для:

– охлаждения масла турбогенераторов;

– охлаждения воздуха и водорода электрогенератора;

– системы охлаждения подшипников вспомогательного оборудования;

– удаления золы и шлака на ТЭС, сжигающих твердое топливо;

– восполнения потерь конденсата;

– подпитки теплосети;

– хозяйственных и бытовых нужд (душ, сан. узел, питьевая вода).

Основные потребители технической воды – конденсаторы паровых турбин. Для крупных конденсационных станций (КЭС) абсолютный расход охлаждающей воды настолько значителен, что он становится одним из основных факторов, определяющих выбор места расположения КЭС и ее системы технического водоснабжения.

Из рассмотрения теплового цикла (см. Учебное пособие ч.1) следует, что КПД турбинной установки тем выше, чем ниже температура (и, следовательно, давление) пара за последней ступенью турбины (давление в конденсаторе).

Повышение экономичности при углублении вакуума получается прежде всего за счет увеличения теплоперепада турбины. Это дает большой выигрыш по экономичности.

Есть и еще одно требование, которое должно быть выполнено при создании теплового двигателя, работающего на водяном паре в замкнутой установке: отработавший пар должен быть обязательно сконденсирован. Затраты мощности для повышения давления в питательном насосе оказываются малыми по сравнению с мощностью турбины, работоспособность 1 кг пара – значительной, вследствие чего и можно получить столь компактный и мощный двигатель, как паровая турбина.

Таким образом, для создания высокоэкономичного двигателя на водяном паре необходимо обеспечивать конденсацию отработавшего водяного пара при низком давлении.

Для этой цели служит конденсатор,работа которого обеспечивается целым рядом дополнительных устройств. Совокупность конденсатора и обслуживающих его устройств называют конденсационной установкой. Конденсационное устройство состоит из конденсатора, устройств для поддержания вакуума (эжекторов), конденсатных и циркуляционных насосов.

При конденсации отработавшего пара объем образующегося конденсата в тысячи раз меньше объема пара в конденсаторе, в результате чего в конденсаторе создается вакуум, т.е. давление ниже атмосферного. Например, при абсолютном давлении в конденсаторе 0,0034 МПа (0,035 кгс/ (ата)) вакуум равен 1– 0,035 = 0,965 кгс/ , или 96,5 %.

Принцип работы конденсационной установки можно уяснить из рис. 11.1.

Пар превращается в воду потому, что от него отбирается теплота конденсации, равная теплоте парообразования r. Поэтому для конденсации пара, поступающего из турбины в конденсатор, обязательно необходима охлаждающая среда, в качестве которой используют холодную воду рек, озер, искусственных водоемов или других источников.

Рис. 11.1. Принцип работы конденсатора

Пар, поступающий в конденсатор из выходного патрубка турбины, к сожалению, всегда содержит воздух, попадающий в турбину через неплотности фланцевых соединений, через концевые уплотнения ЦНД и т.д. Поэтому конденсатор может работать только тогда, когда он будет снабжен специальным насосом, постоянно отсасывающим то количество воздуха, которое поступает вместе с конденсирующимся паром. Смесь пара и воздуха, поступающая в конденсатор, будет двигаться по направлению к отверстию отсоса так, как показано на рисунке стрелкой. В процессе движения из паровоздушной смеси будет выпадать конденсат и поэтому концентрация воздуха в ней будет увеличиваться. В результате воздушный насос (эжектор) будет отсасывать смесь с высоким содержанием воздуха.

Конденсатор в современных турбинах выполняет и другие функции. Например, при пусках или резких изменениях нагрузки, когда котел или паропроизводящая установка АЭС вырабатывает большее количество пара, чем требуется турбине, или когда параметры пара не соответствуют необходимым, пар направляют (после предварительного охлаждения) в конденсатор, не допуская потери дорогостоящего рабочего тела путем его выброса в атмосферу. Для возможности принятия такого «сбросного» пара конденсатор оборудуется специальным приемно-сбросным устройством. Кроме того, в конденсатор обычно направляют конденсат из коллекторов дренажей паропроводов, уплотнений, некоторых подогревателей и вводят добавку химически очищенной воды для восполнения потерь конденсата в цикле.

Применяемые на ТЭС конденсаторы одноходовые либо многоходовые. Число ходов воды доходит до четырех. Независимо от числа ходов используют двухпоточную схему движения воды от входной до выходной камер конденсатора, что позволяет отключить и осмотреть любой из двух потоков без останова турбины (на пониженной нагрузке). Современные конденсаторы выполняют регенеративного типа с нагревом переохлажденного конденсата до температуры насыщения отработавшего пара; их поверхность нагрева выполнена обычно из латунных прямых трубок диаметром d = 24–28 мм.

Рис. 11.2. Конденсаторы турбин ПТ-135/165-130/15:

А – подвод охлаждающей воды к основному пучку; Б – отвод охлаждающей воды от

основного пучка; В – подвод охлаждающей воды к встроенному пучку;

Г – отвод охлаждающей воды от встроенного пучка; Д – отвод паровоздушной смеси от основного пучка; Е – отвод паровоздушной смеси из встроенного пучка (на чертеже

не показан); Ж – отвод конденсата.

Для примера на рис. 11.2. представлена конструкция двухходового конденсатора турбины ПТ-135/165-130/15.

Дата добавления: 2014-11-29