Расчет параметров пара в камерах отборов ЦВД

Расчет тепловой схемы блока АЭС с реактором ВВЭР и с ТУ

К-1000-60/1500-1 при частичной нагрузке

 

Выполнил:

ст. группы ТЯ-1108

Сорокин О.М.

 

Проверил:

проф. Киров В.С.

ас.Комарова Я. О.

 

 

Одессa 2015

ВВЕДЕНИЕ

Задание. Исходные данные. 2

1. Расчет параметров пара в узловых точках тепловой схемы ТУ в режиме частичной нагрузки.. 5

1.1.Расчет параметров пара в камерах отборов ЦВД.. 5

1.2.Расчет параметров пара в СПП при частичной нагрузке. 10

1.3.Расчет параметров пара в камерах отборов ЦCД в режиме ЧН.. 12

1.3.1.Расчет давления в конденсаторе при заданной температуре охлаждающей воды.. 12

1.4 Расчет параметров пара в камерах отборов ЦНД в режиме ЧН.....16

1.5.Построение процесса расширения в приводной турбине питательного насоса 17

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ТЕЛА В узловой точки ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ.. 20

2.1.Определение параметров греющего пара на входе в подогреватель. 20

2.2.Определение повышения энтальпии в конденсационных, дренажных и питательной насосах. 22

2.3.Расчет параметров основного конденсата на входе группы подогревателей низкого давления. 24

2.4.Расчет параметров основного конденсата, питательной воды и дренажа в подогревателях. 25

3. Материальный баланс турбоустановки.. 27

4. Расчет системы регенерации и расходов рабочего тела по элементам турбоустановки.. 29

5. Определение технико-Экономических показателей турбоустановки.. 47

5.1 Расчет мощьности турбоустановки. 47

5.2 Расчет тепловой экономичности турбоустановки. 50

Вывод.. 51

Список Литературы.. 52

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8.050603.КП.08.20.ПЗ

Разраб.

Сорокин О. М.

Провер.

Комарова Я.О.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Расчет тепловой схемы блока АЭС с реактором ВВЭР и с ТУ К-1000-60/1500-1 причастичнойнагрузке

Лит.

Листов

ОНПУ ИЕКСУ ТЯ-1108 ОНПУ ИЕКСУ ТЯ-34534599349543111110101008

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8.050603.КП.08.20.ПЗ

Задание. Исходные данные

 

В курсовом проекте выполнен расчет тепловой схемы блока АЭС с реактором ВВЭР и с ТУ К-1000-60/1500-1;

Величина частичной нагрузки (N/Nном) = 0,78;

Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор tов1= 16 °С;

Минимальный температурный напор между питательной водой на входеПВД и дренажом конденсата греющего пара – dtдр пвд = 7 °С.

Недостающие данные из справочников:

Рпг     МПа х0   0,995   D00     кг/с Dk - на 2 конденсатора   кг/с КПД цвд 0,8   КПД цнд 0,82   КПД тпн 0,86   ɣву   0,15   ɣву-тпн 0,15   Ωz     м2 Θz   2.68 м Δhвс     кДж/кг Δhвс тпн   кДж/кг
Отборы при номинальной нагрузке:   I ПВД 7 2,87 Мпа 94,55 кг/с II ПВД 6 1,8225 Мпа 77,96 кг/с III ПВД 5 1,122 Мпа 35,5 кг/с III Д 0,686 Мпа 34,188 кг/с IV ПНД 4 0,582 Мпа 54,73 кг/с V ПНД 3 0,312 Мпа 89,14 кг/с VI ПНД 2 0,08 Мпа 69,32 кг/с VII ПНД 1 0,021 Мпа 46,25 кг/с т./п.   1,122 Мпа 24,7 кг/с

Данные по конденсатору:

Кратность охлаждения			m=
Число ходов охлаждающей воды	Z=
Число охлаждающих трубок		n=
Внутренний диаметр охлаждающих трубок	dвн=	0,026	м
Площадь поверхности охлаждения	Fк=		м2
Число конденсаторов			Nк=
Давление пара в конденсаторе		Рк=	3,9	кПа
Расход пара в конденсатор		Dк=		кг/с
dк=Dк/Fк				dк=	0,0103
Коэффициент чистоты трубок		а=	0,8
Длина трубок				L=		мм
Скрытая теплота конденсации		r=		кДж/кг
Изобарная теплоемкость воды		Ср=	4,19	кДж/кг К
Расход охлаждающей воды		Gох=		кг/с

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8.050603.КП.08.20.ПЗ 8.050603.КП.10.21.ПЗ

Расчет параметров пара в узловых точках тепловой схемы ТУ врежиме частичной нагрузки

 

Первое приближение для отношений D0/D00= 0,78. Сопоставляя полученный результат с заданием, расхождение в мощностях составляет 0,0692 %.

Так как расхождение в мощностях не более 0,1 % по сравнению с заданием, то в первом приближении D0/D00 = 0,78

Общий расход пара на ТУ (D) равен сумме расхода пара на турбину

(D0) и пароперегреватель ПП– Dпп.

Из первого приближение для отношений D0/D00 = 0,78 получим, что расход пара на турбину при ЧН D0= 1287 кг/с.

 

Расчет параметров пара в камерах отборов ЦВД

Давление пара перед первой ступенью турбины при НН, с учетом потерь давления в паровпускных устройствах турбины определяются по соотношению:

(1)

 

где Рсрк, Рпг, dPпар – давление перед регулирующим клапаном, давление в парогенераторе и потери в паропроводах.

По Рсрк и х0 определяем энтальпию, она же будет равна и энтальпии пара перед первой ступенью при НН так как при дросселировании h=const.

 

Р_срк = 5,76 Мпа;

h_срк = h00 = 2779 кДж/кг.

 

Давление пара перед первой ступенью турбины при НН, с учетом потерь давления в паровпускных устройствах турбины определяются по соотношению:

(2)

 

где, dPпву – потери давления в паровпускных устройствах, для ТУ мощностью более 500 МВт dPпву = 0,05.

 

Таблица 1.1 Параметры пара перед 1-й ступенью ЦВД турбины при НН

Параметры пара:	Р00, МПа	t00, °C	h00, кДж/кг	x00	s00, кДж/кг*К	v00, м3/кг
Вход ЦВД	5,53	274,3		0,995	5,9165	0,0341

 

 

Давление пара перед первой ступенью ЦВД при частичной нагрузке

определяется по формуле:

(3)

здесь Р0 – давление пара перед первой ступенью турбины при частичной

нагрузке; D0/D00 = N0/N00 – отношение расходов пара на входе в турбину, это

первое приближение, которое будет уточнено в конце расчета; х00 и х0 -влажность пара перед первой ступенью турбины (Т) при номинальной и частичной нагрузках, соответственно.

Для ускорения расчета давления перед первой ступенью ЦВД (Р0) воспользуемся таким макросом, построенном на основе VBA:

 

p0(p00, N/Nном, h00,δ) (4)

Здесь и далее указаны аргументы макросов с размерностями, в которых

надо вставлять их численные значения в таблицу, раскрывающуюся при обращении к макросу:

Р0 – давление перед первой ступенью Т при частичной нагрузке (ЧН), МПа;

Р00 – давление перед первой ступенью Т при номинальной нагрузке (НН), МПа;

N/Nном – заданная нагрузка ТУ в относительных единицах (о.е.), не в процентах;

h00 – энтальпия пара перед первой ступенью Т в режиме НН, кДж/кг;

d – заданная точность итерационных расчетов (0,001 и менее).

Таблица1.2 Параметры пара перед 1-й ступенью ЦВД турбины при ЧН

Параметры пара:	Р0, МПа	t0, °C	h0, кДж/кг	x0	s0, кДж/кг*К	v0, м3/кг
Вход ЦВД	4,542	274,3		0,988	5,89	0,034

 

Параметры пара за последней ступенью ЦВД определяется по аналогичной схеме.

 

Таблица1.3 Параметры пара за последней ступенью ЦВД при НН

Параметры пара:	Рz0, МПа	tz0, °C	hz0, кДж/кг	xz0	sz0, кДж/кг*К	vz0, м3/кг
Послед. ЦВТ	1,2	177,073		0.874	5,98	0,143

 

Макрос для расчета Pz в Excel при ЧН имеет вид:

 

pz(pz0, N/Nном, Sz0, δ) (5)

 

где, Pz – давление пара за последней ступенью турбины при ЧН, МПа;

Pz0 – давление пара за последней ступенью турбины при НН, МПа;

N/Nном – заданная нагрузка ТУ в о.е.;

hz0 – энтальпия пара на выходе из ЦВД при НН, кДж/кг;

d – заданная точность итерационных расчетов (0,001 и менее).

 

Таблица 1.4 Параметры пара за последней ступенью ЦВД при ЧН

Параметры пара:	Рz, МПа	tz, °C	hz, кДж/кг	xz	sz, кДж/кг*К	vz, м3/кг
Послед. ЦВТ	0,936	171,2	2340,904	0,86	5,98	0.143

Давления в камерах отборов в ЦВД в режиме частичной нагрузки также

подлежат пересчету.

 

Таблица 1.5 Параметры пары в камерах отборов ЦВД при НН

Параметры пара:	P00, МПа	t00,°C	h00, кДж/кг	x00	s00, кДж/кг*К
Вход в ЦВД	5,76	274,3	2783.12	0,998	5,954
I отбор	2.87	231.56	2629,646	0,9066	5,954
II отбор	1.822	207.87	2542,796	0,8724	5,954
III отбор	1.122	185.09	2464,106	0,8465	5,954

Далее используя макрос для пересчёта давления находим параметры в камерах отборов ЦВД при ЧН.

Макрос Excel для определения давления в камерах отборов Т имеет вид:

 

pi0(p00отб, pz0, pzi, S00, S0, N/Nном, δ) (6)

 

где, Рi0 – давление в камерах отборов в режиме ЧН, МПа;

Р00отб – давление пара перед группой ступеней Т при НН, МПа;

Рz0 – давление пара за последней ступенью цилиндра при НН, МПа;

Pzi – давление пара за последней ступенью цилиндра при ЧН, МПа;

S00 – энтропия на входе цилиндра при НН, кДж/кг К;

S0 – энтропия на входе цилиндра при ЧН кДж/кг К;

N/Nном – заданная нагрузка ТУ в о.е.;

d – точность определения Pi0 в итерационном процессе, d≤0,001.

Таблица 1.6 Параметры пары в камерах отборов ЦВД при ЧН в идеальном поцессе расширения

 

Параметры пара:	P0, МПа	t0,°C	h0, кДж/кг	x0	s0, кДж/кг*К
Вход в ЦВД	4,454	258,1		0,9876	5,989
I отбор	2.237			0,9056	5,989
II отбор	1.42	186,2	2531,113	0,8738	5,989
III отбор	0,937	166,3	2453,285	0,8492	5,989

 

Пересчет КПД ЦВД для частичной загрузки.

Для упрощения пересчета КПД для ЦВД используем также расчетный макрос для Excel который имеет вид:

 

etaoicvd(ηoiНН, h00, hz0, hz, γву, x00, xz0, x0, xz) (7)

 

где, etaoicvd – внутренний относительный КПД ЦВД при ЧН;

ηoiНН – внутренний относительный КПД ЦВД при НН;

h00, hz0, hz, – энтальпия пара на входе в ЦВД при НН, энтальпия пара на

выходе из ЦВД при НН, энтальпия пара на выходе из ЦВД при ЧН, соответственно, кДж/кг;

γву – коэффициент влагоудаления в проточной части ЦВД;

x00, xz0, x0, xz – степень сухости пара на входе в ЦВД при НН, на выходе

из ЦВД при НН, на входе в ЦВД при ЧН, на выходе из ЦВД при ЧН, соответственно.

В результате пересчета КПД для ЦВД при частичной нагрузке было получено значение η_оі^цвд = 0.754

Определив значения параметров во всех отборах при идеальном расши-

рении пара, можно определить точки и параметры пара в них при расширении с учетом ранее полученного значенияη_оі^цвд для частичной нагрузки.

h_iотб = h₀–(h₀ - h_is)×η_оі^цвд (8)

 

где h0, his – энтальпии пара на входе в Т и в отборе при S = const.

Таблица 1.7 Параметры пары в камерах отборов ЦВД при ЧН в реальном поцессе расширения

Параметры пара:	P0, МПа	t0,°C	h0, кДж/кг	x0	s0, кДж/кг*К
Вход в ЦВД	4,454	258,1		0,9877	5,989
I отбор	2.237			0,9191	6,042
II отбор	1.42	186,2		0,8937	6,074
III отбор	0,937	166,3		0,8744	6,107