Каковы назначение и состав конденсационной установки? Как выбираются конденсатные насосы?
Конденсационная установка (рис. 26) обеспечивает создание и поддержание разрежения (вакуума) в выхлопном патрубке турбины для
Рис. 26. Общая схема конденсационной установки
повышения мощности турбоустановки за счет увеличения разности между начальным и конечным давлением пара, а, значит, и теплоперепада на турбину.
На рис. 26 показана общая схема конденсационной установки. В ее состав входят конденсаторы, конденсатные насосы и эжекторы.
В конденсаторе происходит конденсация отработавшего в турбине пара при его соприкосновении с трубками, в которых течет охлаждающая вода, поступающая из системы технического водоснабжения электростанции. При конденсации объем рабочего тела значительно уменьшается, что и обеспечивает понижение давления.
Кроме того, превращение пара в воду позволяет существенно снизить расход электроэнергии на собственные нужды ТЭС и АЭС, поскольку затраты энергии на транспортировку рабочего тела определяются прежде всего объемным расходом рабочего тела через перекачивающие агрегаты (насосы, компрессоры).
Конденсатор обеспечивает в определенной мере и деаэрацию конденсата, так как процесс конденсации идет при параметрах насыщения.
Трубки теплообменной поверхности конденсатора изготавливаются из латуни. Она обладает высокой теплопроводностью, что особенно важно для максимально возможного приближения температуры конденсации пара к температуре охлаждающей воды и тем самым снижения давления в конденсаторе.
Производительность конденсатных насосов (КН) выбирается исходя из полной нагрузки турбины в летний период, когда температура охлаждающей воды наиболее высока. Давление КН определяется гидравлическим сопротивлением всего конденсатного тракта – от конденсатора до деаэратора. Привод насосов – электрический.
При наличии полной очистки турбинного конденсата применяется двухподъемная схема включения конденсатных насосов, когда фильтры конденсатоочистки расположены между двумя ступенями КН (рис. 4). Насос первой ступени преодолевает сопротивление этих фильтров, а насос второй ступени – сопротивление конденсатного тракта (до деаэратора).
Отметим, что на КЭС 100%-ная очистка конденсата турбин считается обязательной. В отношении АЭС это обусловлено повышенными требованиями к герметичности теплообменных поверхностей парогенерирующих установок. Что касается современных ГРЭС, то там используются прямоточные котлы, требующие более высокого качества питательной воды по сравнению с барабанными котлами ТЭЦ, имеющими продувку. В тепловых схемах мощных турбоустановок ГРЭС конденсатоочистку принято называть блочной обессоливающей установкой (БОУ).
Резерв для конденсатных насосов обычно устанавливают из расчета: на два рабочих один резервный КН, обеспечивающий в случае необходимости до 50-60% суммарной нагрузки.
Каковы назначение и принцип действия эжектора? Почему на ТЭС и АЭС предусматриваются пусковые эжекторы наряду с основными?
Давление в межтрубном пространстве конденсатора обычно составляет 0,0035-0,006 МПа. При таком глубоком вакууме неизбежны подсосы в него воздуха, в первую очередь из-за неплотностей в местах соединения корпуса конденсатора с выхлопным патрубком турбины.
Температура конденсации газов, входящих в состав атмосферного воздуха, намного ниже, чем для водяного пара, поэтому они не конденсируются в конденсаторе. Следовательно, подсосы неконденсирующихся газов в конденсатор турбины приводят к увеличению давления в нем. Это приводит к существенным негативным последствиям:
- снижается КПД цикла рабочего тела;
- ухудшаются условия теплообмена при конденсации пара.
Если не предпринимать мер по удалению этих газов из парового объема конденсатора, показатели тепловой экономичности турбоустановки будут постепенно снижаться до неприемлемых значений. Этим обусловлена необходимость использования эжекторов – струйных насосов для отсоса воздуха из конденсатора.
Принцип действия эжектора виден из рис. 26. Разрежение создается за счет движения потока какого-либо жидкого или газообразного рабочего тела по каналу, что приводит (вследствие массопереноса) к снижению давления в нужной емкости.
Если в качестве рабочего тела используется пар, то эжектор называется пароструйным, а если вода, то водоструйным. При обычном режиме турбоустановки включены основные эжекторы, использующие, например, выпар деаэратора. При пуске энергоблока используется пусковой эжектор, работающий, в отличие от основного, при переменных режимах. Он начинает работу при давлении всасывания, равном атмосферному, а отключается, когда это давление снижается до расчетного, и в дальнейшем вакуум поддерживается основными эжекторами.
Для пускового эжектора резерв не предусматривается, а для основных эжекторов обычно один резервный приходится на два рабочих.