Файл: Методические указания по практическим занятиям дисцплины Атомные электрические станции.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 22
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А.»
Кафедра «Тепловые и атомные электрические станции»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ
ДИСЦПЛИНЫ «Атомные электрические станции»
Для студентов специальности
14.05.02 «Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг.»
Одобрено
редакционно-издательским советом
Саратовского государственного
технического университета
Саратов 2015
Реферат
Проводимые практические занятия по дисциплине «Атомные электрические станции» ставят своей целью привитие студентам навыков умения расчета тепловых схем электростанций и более полное освоение основных процессов, протекающих в теплосиловом оборудовании электростанции.
Основные задания включают в себя расчет тепловой схемы энергоблока с реакторами ВВЭР-1000 на одном из принятых режимов его работы.
С этой целью предусматривается построение цикла и основных рабочих процессов с влажнопаровым рабочим телом.
Проводится расчет регенеративной схемы энергоблока с определением параметров рабочего тела в характерных точках тепловой схемы. По результатам расчета тепловой схемы определяются электрическая мощность турбогенератора, количество подводимого тепла к рабочему телу и количество используемого ядерного топлива. На основе этих показателей определяются тепловая экономичность энергоблока на принятом его режиме работы – КПД, удельный расход топлива. Топливная составляющая себестоимости электроэнергии может определяться как для стационарного режима нагрузки, так и с учетом первой топливной загрузки.
Содержание
1 Введение 4
2 Задание 5
3. Построение в h-s диаграмме процесса расширения пара
в турбине 11
4. Оценка расхода свежего пара в турбину 13
5. Расчет параметров рабочего тела в характерных точках
тепловой схемы 14
6. Расчет топливной составляющей себестоимости электроэнергии
на АЭС при стационарном режиме перегрузки топлива 19
7. Расчет топливной составляющей электроэнергии на
АЭС с ВВЭР-1000 с учетом первой топливной загрузки 20
Расчет технико-экономических показателей АЭС
1 Введение
Расчет показателей работы атомной электростанции достаточно сложный и трудоемкий процесс. Он включает в себя расчет основных технологических процессов, протекающих в теплосиловом цикле электростанции, расчет теплофизических свойств рабочего тела, определение текущих параметров в характерных узлах и рабочих точках тепловой схемы для конкретного режима работы оборудования, расчет выходных показателей – КПД цикла, количество подводимого тепла к рабочему телу, полный и удельный расход топлива. С целью облегчения такой работы и сокращения затрат времени на проведение подобных расчетов в производственной практике широко используются компьютерные программы. Выполнение расчетов с помощью таких программ на уровне пользователя не дает необходимых знаний и уровня квалификации. В этой связи целью проводимых практических занятий является подготовка специалистов на уровне создателей программного обеспечения, которые достаточно глубоко разбирались бы в особенностях расчета тепловых схем энергетических установок и основных процессов, протекающих в энергетическом оборудовании.
2 Задание
Необходимо выполнить расчет принятой тепловой схемы энергоблока двухконтурной АЭС с реактором ВВЭР-1000. В практике расчета тепловых схем энергетических установок используется целый ряд разных подходов. Наиболее распространенными принято считать расчеты
1. Для заданной электрической мощности энергоблока
2. Для заданного расхода свежего пара в голову турбины
3. Для заданного расхода пара в конденсатор турбины
При этом для вариантов 1 и 3 расчеты будут носить многократный итерационный характер. Составляемые расчетные уравнения для них могут оказаться трансцендентными, т.е. решаемыми многократным заданием исходных данных с последующим их уточнением и корректировкой.
По этой причине в качестве основного примем выполнение расчетов по определению электрической мощности энергоблоков для заданного расхода свежего пара в голову турбины (п.2).
Тепловая схема энергоблока с реактором ВВЭР-1000 и некоторые результаты ее расчета.
Рис.1 Схема энергоблока с реактором ВВЭР-1000
1- реактор; 2-компенсатор давления; 3,4-предохранительный клапан; 5-охладитель; 6-запорная арматура, 7-главный циркуляционный насос; 8-парогенератор; 9-сепаратор; 10-пароперегреватель; 11-подача пара в ЦНД турбины; 12-конденсатор; 13-циркуляционный насос; 14-конденсатный насос; 15,16,23-обратный клапан; 17,18-эжекторы; 19,20-охладители пара эжекторов; 21-конденсатоотводчик; 22,28-конденсатные насосы; 24-27-регенаривные подогреватели низкого давления; 29,30-деаэратор; 31,32-питательный насос; 33-турбопривод питательного насоса; 34-конденсатор турбопривода питательного насоса; 35-конденсатный насос турбопривода питательного насоса; 36-насос байпасной линии питательной воды; 37-39-подогреватели высокого давления; 40-43-линия восполнения рабочего тела 1 контура; 44,45-баки запаса воды; 46,47-насосы подачи воды; 48-бак аварийного охлаждения зоны.
Результаты расчета тепловой схемы на номинальном режиме.
| Наименование | Обозна-чение | Размер-ность | Значе-ние |
| | | | |
| Давление пара перед стопорным клапаном | Р0 | МПа | 6,0 |
| Степень сухости пара перед стопорным клапаном | Хо | отн. Един. | 0,995 |
| Температура пара перед стопорным клапаном | Тоs | K | 548,000 |
| Энтальпия сухого насыщенного пара перед стопорным клапаном | Н02S | кДж/кг | 2780,943726 |
| Энтальпия конденсата при температуре насыщения | Н01S | кДж/кг | 1209,900697 |
| Энтpoпия сухого насыщенного пара перед стопорным клапаном | S02S | кДж/кг/K | 5,883470229 |
| Энтальпия влажного насыщенного пара перед стопорным клапаном | Н0 | кДж/кг | 2773,08851 |
| Энтропия влажного насыщенного пара перед стопорным клапаном | S0 | кДж/кг/K | 5,869135894 |
| Потери давления в стопорном и регулирующх клапанах | Рc | % | 5,0 |
| Давление пара за стопорным клапаном | Р01 | МПа | 5,7 |
| Температура пара за регулирующими клапанами | Т01 | K | 545,41 |
| Энтальпия пара за стопорным клапаном | Но1 | кДж/кг | 2773,08851 |
| Энтpoпия пара за стопорным клапаном | S01 | кДж/кг/K | 5,887307639 |
| Количество отборов пара из цилиндра высокого давления | Котв | штук | 3 |
| Оющее количество отборов пара | Mob | | 7 |
| Количество ПВД | Мв | штук | 3 |
| Общее количество подогревателей | Мн | | 7 |
| Давление в деаэраторе | Рд | МПа | 0,7 |
| Температура воды на выходе деаэратора | Твд | K | 438,1 |
| Энтальпия воды на выходе деаэратора | Hwd | кДж/кг | 697,1 |
| Удельный объем воды на выходе деаэратора | Vд | м3/кг | 0,001107965 |
| Давление в конденсаторе | Рк | МПа | 0,005 |
| Температура конденсата после конденсатора | Tkk | K | 306,0 |
| Энтальпия конденсата после конденсатора | Hkk | кДж/кг | 137,8 |
| Давление пара в 1-м отборе | Р1 | МПа | 2,9 |
| во 2-м отборе | Р2 | МПа | 1,822 |
| в 3-м отборе | Р3 | МПа | 1,122 |
| в 4-м отборе | Р4 | МПа | 0,582 |
| в 5-м отборе | Р5 | МПа | 0,312 |
| в 6-м отборе | Р6 | МПа | 0,08 |
| в 7-м отборе | Р7 | МПа | 0,021 |
| Давление пара, поступающего на турбопривод | Ртп | МПа | 1,065 |
| Давление пара перед П -1 | Рр1 | МПа | 2,7265 |
| Давление пара перед П -2 | Рр2 | МПа | 1,7309 |
| Давление пара перед П -3 | Рр3 | МПа | 1,0659 |
| Давление пара перед П -4 | Рр4 | МПа | 0,5529 |
| Давление пара перед П -5 | Рр5 | МПа | 0,2964 |
| Давление пара перед П -6 | Рр6 | МПа | 0,076 |
| Давление пара перед П -7 | Рр7 | МПа | 0,01995 |
| Давление пара в конденсаторе турбопривода | Рктп | МПа | 0,006 |
| Температура насыщения пара в П-1 | Ts1 | K | 501,77 |
| Температура насыщения пара в П-2 | Ts2 | K | 478,34 |
| Температура насыщения пара в П-3 | Ts3 | K | 455,83 |
| Температура насыщения пара в П-4 | Ts4 | K | 428,81 |
| Температура насыщения пара в П-5 | Ts5 | K | 406,26 |
| Температура насыщения пара в П-6 | Ts6 | K | 365,26 |
| Температура насыщения пара в П-7 | Ts7 | K | 333,15 |
| Температура насыщения пара в кондесаторe турбопривода | Tsтп | K | 309,31 |
| Недогрев воды до температуры насыщения на выходе П - 1 | Tпв1 | градусы | 1 |
| Недогрев воды до температуры насыщения на выходе П - 2 | Tпв2 | градусы | 1 |
| Недогрев воды до температуры насыщения на выходе П - 3 | Tпв3 | градусы | 1 |
| Недогрев воды до температуры насыщения на выходе П - 4 | Tпв4 | градусы | 5 |
| Недогрев воды до температуры насыщения на выходе П - 5 | Tпв5 | градусы | 5 |
| Недогрев воды до температуры насыщения на выходе П - 6 | Tпв6 | градусы | 5 |
| Недогрев воды до температуры насыщения на выходе П - 7 | Tпв7 | градусы | 5 |
| Температура воды после П-1 | Тпв1 | K | 500,77 |
| Температура воды после П-2 | Тпв2 | K | 477,34 |
| Температура воды после П-3 | Тпв3 | K | 454,83 |
| Температура воды после П-4 | Тпв4 | K | 423,81 |
| Температура воды после П-5 | Тпв5 | K | 401,26 |
| Температура воды после П-6 | Тпв6 | K | 360,26 |
| Температура воды после П-7 | Тпв7 | K | 328,15 |
| Давление воды за П-1 | Рпв1 | Мпа | 7,2 |
| Давление воды за П-2 | Рпв2 | Мпа | 7,8 |
| Давление воды за П-3 | Рпв3 | Мпа | 8,40 |
| Давление воды за П-4 | Рпв4 | Мпа | 1,30 |
| Давление воды за П-5 | Рпв5 | Мпа | 1,8 |
| Давление воды за П-6 | Рпв6 | Мпа | 2,4 |
| Давление воды за П-7 | Рпв7 | Мпа | 3,0 |
| Давление воды за конденсатным насосом | Ркн | Мпа | 3,6 |
| Энтальпия воды за П-1 | Hw1 | кДж/кг | 980,0438576 |
| Энтальпия воды за П-2 | Hw2 | кДж/кг | 873,7217649 |
| Энтальпия воды за П-3 | Hw3 | кДж/кг | 774,3187481 |
| Энтальпия воды за П-4 | Hw4 | кДж/кг | 635,6180632 |
| Энтальпия воды за П-5 | Hw5 | кДж/кг | 539,3900314 |
| Энтальпия воды за П-6 | Hw6 | кДж/кг | 366,6389246 |
| Энтальпия воды за П-7 | Hw7 | кДж/кг | 232,794807 |
| Нагрев воды в конденсатном насосе | Hkn | кДж/кг | 3,875 |
| Температура дренажа после П-1 | Тдр1 | К | 496,8 |
| Температура дренажа после П-2 | Тдр2 | К | 473,3 |
| Температура дренажа после П-3 | Тдр3 | К | 450,8 |
| Температура дренажа после П-4 | Тдр4 | К | 428,8 |
| Температура дренажа после П-5 | Тдр5 | К | 406,3 |
| Температура дренажа после П-6 | Тдр6 | К | 365,3 |
| Температура дренажа после П-7 | Тдр7 | К | 333,2 |
| Энтальпия дренажа после П-1 | Ндр1 | кДж/кг | 960,5 |
| Энтальпия дренажа после П-2 | Ндр2 | кДж/кг | 853,3 |
| Энтальпия дренажа после П-3 | Ндр3 | кДж/кг | 753,0 |
| Энтальпия дренажа после П-4 | Ндр4 | кДж/кг | 656,8 |
| Энтальпия дренажа после П-5 | Ндр5 | кДж/кг | 559,7 |
| Энтальпия дренажа после П-6 | Ндр6 | кДж/кг | 385,8 |
| Энтальпия дренажа после П-7 | Ндр7 | кДж/кг | 251,2 |
| Давление пара в камере отбора на 1-ю ступень промперегрева | Pрn1 | МПа | 2,7265 |
| Давление пара в камере отбора на 2-ю ступень промперегрева | Pрn2 | МПа | 6,0 |
| Давление пара в камере отбора на деаэратор | Рдp | МПа | 1,0659 |
| Внутренние.относительные.КПД процесса расширения пара | | | |
| 1-й отсек | | относ.ед. | 0,801 |
| 2-й отсек | | относ.ед. | 0,801 |
| 3-й отсек | | относ.ед. | 0,801 |
| 4-й отсек | | относ.ед. | 0,915 |
| 5-й отсек | | относ.ед. | 0,915 |
| 6-й отсек | | относ.ед. | 0,871 |
| 7-й отсек | | относ.ед. | 0,831 |
| Последний отсек | к | относ.ед. | 0,802 |
| Давление пара после промперегрева | Рpp | МПа | 1,01 |
| Количество ступеней перегрева пара | Mрр | | 2 |
| Температура пара после промперегрева отборным паром | Тп1 | К | 483,8 |
| Температура пара после промперегрева свежим паром | Тп2 | К | 528,0 |
| Энтальпия пара после промперегрева отборным паром | Нp1 | кДж/кг | 2853,1 |
| Энтальпия пара после промперегрева свежим паром | Нp2 | кДж/кг | 2953,6 |
| Энтpoпия пара после промперегрева свежим паром | Sp2 | кДж/кг/K | 6,9419 |
| Энтальпия пара при идеальном расширении до давления 1-го отбора | Ht(1) | кДж/кг | 2643,8 |
| Энтальпия пара при идеальном расширении до давления 2-го отбора | Ht(2) | кДж/кг | 2587,2 |
| Энтальпия пара при идеальном расширении до давления 3-го отбора | Ht(3) | кДж/кг | 2519,0 |
| Энтальпия пара при идеальном расширении до давления 4-го отбора | Ht(4) | кДж/кг | 2831,8 |
| Энтальпия пара при идеальном расширении до давления 5-го отбора | Ht(5) | кДж/кг | 2720,7 |
| Энтальпия пара при идеальном расширении до давления 6-го отбора | Ht(6) | кДж/кг | 2502,1 |
| Энтальпия пара при идеальном расширении до давления 7-го отбора | Ht(7) | кДж/кг | 2336,4 |
| Энтальпия пара при идеальном расширении до давления в конденсаторе | Htк | кДж/кг | 2185,7 |
| Энтpoпия пара при реальном расширении до давления 1-го отбора | Sd1 | кДж/кг/K | 5,938289798 |
| Энтpoпия пара при реальном расширении до давления 2-го отбора | Sd2 | кДж/кг/K | 5,972388217 |
| | Sd3 | кДж/кг/K | 6,009105836 |
| | Sd4 | кДж/кг/K | 6,963835481 |
| | Sd5 | кДж/кг/K | 6,989065703 |
| | Sd6 | кДж/кг/K | 7,069623128 |
| | Sd7 | кДж/кг/K | 7,168302385 |
| | Sdk | кДж/кг/K | 7,287178737 |
| Энтальпия пара при реальном расширении до давления 1-го отбора | Hд(1) | кДж/кг | 2669,5 |
| Энтальпия пара при реальном расширении до давления 2-го отбора | Hд(2) | кДж/кг | 2603,5 |
| Энтальпия пара при реальном расширении до давления 3-го отбора | Hд(3) | кДж/кг | 2535,8 |
| Энтальпия пара при реальном расширении до давления 4-го отбора | Hд(4) | кДж/кг | 2842,1 |
| Энтальпия пара при реальном расширении до давления 5-го отбора | Hд(5) | кДж/кг | 2731,0 |
| Энтальпия пара при реальном расширении до давления 6-го отбора | Hд(6) | кДж/кг | 2531,6 |
| Энтальпия пара при реальном расширении до давления 7-го отбора | Hд(7) | кДж/кг | 2369,4 |
| Энтальпия пара при реальном расширении до давления в конденсаторе | Hдк | кДж/кг | 2222,1 |
| Энтальпия влаги в парe перед сепаратором | Hвс | кДж/кг | 753,0 |
| Энтальпия сухого насыщенного пара перед сепаратором | Нспс | кДж/кг | 2779,5 |
| Энтальпия пара перед сепаратором | Нпс | кДж/кг | 2535,8 |
| Степень сухости пара после сепараторатора | Хкс | отн. Един. | 0,99 |
| Энтальпия пара после сепаратора | Нкс | кДж/кг | 2759,5 |
| Работа питательного насоса | Lнас | кДж/кг | 10,04 |
| Энтальпия воды после насоса | Нпнас | кДж/кг | 707,2 |
| Энтальпия дренажа после ПП1 | Ндрп1 | кДж/кг | 960,5 |
| Энтальпия дренажа после ПП2 | Ндрп2 | кДж/кг | 1209,9 |
| | адрПВД | отн. Един. | 0,300 |
| | апв | отн. Един. | 1,010 |
| | ад | отн. Един. | 0,0141 |
| | акд | отн. Един. | 0,6955 |
| Суммарный расход греющего пара в третьем отборе | а3сумм | отн. Един. | 0,04874 |
| Расход пара в пароперегреватели | аоп | отн. Един. | 0,6775 |
| Относительный расход пара на П-1 | а1 | отн. Един. | 0,0579 |
| Относительный расход пара на П-2 | а2 | отн. Един. | 0,0492 |
| Относительный расход пара на П-3 | а3 | отн. Един. | 0,02660 |
| | ak5 | отн. Един. | 0,617 |
| | ak7 | отн. Един. | 0,581 |
| Количество отсепарированной влаги | асп1 | отн. Един. | 0,0860 |
| Расход пара в пароперегреватели | аоп | отн. Един. | 0,6775 |
| Расход греющего пара на промперегрев ПП1 | апп1 | отн. Един. | 0,0371 |
| Расход греющего пара на промперегрев ПП2 | апп2 | отн. Един. | 0,0435 |
| Количество основного конденсата, поступающего в деаэратор | dn | отн. Един. | 0,6775 |
| Относительный расход пара на П-4 | а4 | отн. Един. | 0,0307 |
| Относительный расход пара на П-5 | а5 | отн. Един. | 0,0477 |
| Относительный расход пара на П-6 | а6 | отн. Един. | 0,0359 |
| Относительный расход пара на П-7 | а7 | отн. Един. | 0,0231 |
| Суммарный относительный отбор пара из турбины | сумА | отн. Един. | 0,4600 |
| Работа пара в отсеке - 1 | L1 | KДж/кг | 100,07 |
| Работа пара в отсеке - 2 | L2 | KДж/кг | 57,52 |
| Работа пара в отсеке - 3 | L3 | KДж/кг | 55,67 |
| Работа пара в отсеке - 4 | L4 | KДж/кг | 76,60 |
| Работа пара в отсеке - 5 | L5 | KДж/кг | 71,85 |
| Работа пара в отсеке - 6 | L6 | KДж/кг | 119,45 |
| Работа пара в отсеке - 7 | L7 | KДж/кг | 91,33 |
| Работа пара в последнем отсеке | Lk | KДж/кг | 79,57 |
| Работа, выполняемая паром в турбине | Lt | KДж/кг | 652,1 |
| Подведенное тепло | Q1 | KДж/кг | 1793 |
| Относительный расход пара в конденсатор | ak | отн. Един. | 0,540 |
| Отведенное тепло в конденсаторе | Q2 | KДж/кг | 1141 |
| КПД по прямому балану | KPD1 | % | 0,3637 |
| КПД по обратному балансу | KPD2 | % | 0,3636 |
| Небаланс КПД | | | 0,000035 |
| | | | |
| Расход свежего пара перед ЦВД | Gсв.п. | кг/с | 1539,80 |
| Внутренняя мощность турбины | Pi | МВт | 1004 |
| Электрическая мощность турбины | Рэ | МВт | 1000,0 |
3. Построение в h-s диаграмме процесса расширения пара в турбине
Процесс расширения пара в турбине строится в два этапа.
На первом этапе для номинальных параметров рабочего тела (начальном давлении и температуре, расходе пара в голову турбины) определяются энтальпии пара в характерных точках процесса.
На втором этапе (после определения ориентировочного расхода пара в голову турбины) уточняется значение давления пара после стопорно-регулирующего клапана турбины. С целью упрощения расчетов считаем, что в турбоустановке используется дроссельное парораспределение.
1. Потери давления в стопорных и регулирующих клапанах Δр0 = 3…5 %
2. Потери давления в перепускных паропроводах Δ рП = 2…3 %
3. Внутренние относительные КПД отсеков теплофикационных турбин:
= 0,8 … 0,86
= 0,7 … 0,82
= 0,72 … 0,8
Процесс расширения в ЦВД при различных способах регулирования
4. Оценка расхода свежего пара в турбину
– коэффициент регенерации (1,12…1,17); N – электрическая мощность; Нк – действительный теплоперепад срабатываемый паром конденсационного потока; уп, утВ, утн – коэффициенты недовыработки паром соответствующих отборов; ηМГ – КПД механический, генератора 
; 